神经元GPI锚定蛋白结构与功能研究进展

神经系统中的IgSF蛋白是一类重要的神经细胞表面分子,种类繁多,功能多样,其中一类分子缺乏跨膜区,通过GPI锚结合在细胞膜上,表现出结构和功能的特异性。本文对该类神经元GPI锚定蛋白分子作一系统介绍。根据结构特点,神经元GPI锚定蛋白分子可分为三类,各类分子通过Ig结构域与其自身或其它蛋白分子进行顺式或反式结合,调节神经细胞活动。     

真菌和哺乳动物GP I锚定蛋白结构和功能差异的研究进展

GPI锚定蛋白（ Glycosylphosphatidylionsitol?anchored protein,GPI?anchored protein）是在真核生物中的一种保守的翻译后修饰蛋白,已发现有超过150种GPI锚定蛋白存在于细胞膜或细胞壁上,近年来随着对GPI锚定蛋白的深入研究,其越来越多功能被发现,我们将从GPI锚定蛋白的结构入手,详细描述其在哺乳动物和真菌中GPI锚的结构及功能的差异,以真菌的GPI锚定蛋白为切入点来研究抗真菌药物但同时要留意该类药物对构成人体细胞的GPI锚定蛋白的潜在性损伤,为将来抗真菌药物的研发提供新的思路。     

糖基化磷脂酰肌醇特异性磷脂酶D的研究进展

羧基端结合有糖基化磷脂酰肌醇（GPI）结构的膜蛋白,称为GPI锚定蛋白;此后不久又鉴定出一种GPI锚定蛋白专一性的磷脂酶D（GPI-PLD）。GPI-PLD能特异性地水解GPI、释放出锚定蛋白并调节锚定蛋白的表达和生物功能等,本文概述了近年来有关GPI-PLD的研究状况,包括它的组织和器官来源,生理功能、病理条件下的活性改变,分子结构以及cDNA克隆等。     

一种精子表面GPI锚定蛋白初步鉴定方法的建立

精子表面糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚定蛋白(GPI-Aps)在精子不同阶段都发挥着关键作用.本研究介绍了嗜水气单胞菌毒素（aerolysin）作为生物探针来鉴定精子表面的GPI锚定蛋白.实验依次进行了嗜水气单胞菌培养、毒素提取纯化、多克隆抗体制备以及三明治蛋白印迹验证实验.凝胶蛋白分离实验显示,硫酸铵沉淀加Sephadex G-100层析柱纯化得到了分子质量为45 kD高纯度细菌毒素|蛋白印迹实验验证了制备的多克隆抗体的特异性|三明治蛋白印迹结果显示,嗜水气单胞菌毒素能识别出12条精子脂筏提取蛋白条带,其分子质量主要分布在15~130 kD之间|Alex488标记的免疫荧光实验显示,嗜水气单胞菌毒素识别的GPI锚定蛋白主要分布在精子头部和尾部.研究结果提示,嗜水气单胞菌毒素能够有效地识别精子表面的GPI锚定蛋白.     

精卵细胞融合分子机制

精卵融合是有性生殖中最为关键的事件之一,因此对该过程分子机制的理解具有十分重要意义。已经发现多种蛋白质涉及到这个重要的过程,主要包括卵子表面的CD9、GPI锚定蛋白和整合素等,精子表面的附睾蛋白DE、Izumo和ADAM家族成员等,它们通过特异性的识别和结合而辅助完成了精卵融合。这些进展对开发新的用于生殖调节或不育诊断和治疗技术、药物提供了保证。     

GPI锚定蛋白前体C-端附着信号的疏水性决定其内质网相关蛋白质降解途径

目前,已知超过150种糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白(glycosylphosphatidylinositol anchored protein, GPI-anchored protein)在哺乳动物细胞中表达,并参与免疫识别、细胞通讯与信号转导等多种生理过程。当蛋白质无法被GPI修饰时,前体蛋白质通过内质网相关蛋白质降解(endoplasmic reticulum associated degradation, ERAD)途径降解。然而,GPI锚定蛋白ERAD的降解机制尚不清楚。为了探究GPI锚定蛋白前体的ERAD途径的具体机制,本研究敲除人胚胎肾细胞293细胞株(HEK293)的GPI转酰胺酶复合物亚基PIGS基因,进而敲除E3泛素连接酶HRD1和GP78基因,之后随机在PIGS-KO,PIGS-HRD1-KO和PIGS-GP78-KO过表达16种GPI锚定蛋白质(以亲本PIGS-KO细胞株作为对照组),Western印迹结果证明,GPI锚定蛋白前体在细胞株PIGS- HRD1-KO 中的蛋白质积累量(I_PHK)和PIGS-GP78-KO中的蛋白质积累量(I_PGK)体现出明显的差异性,例如LYPD2的I_PHK是I_PGK的28倍,NEGR1的I_PHK是I_PGK的0.12倍,这说明GPI锚定蛋白前体的降解主要依赖于2种ERAD途径:ERAD-L和ERAD-M。且HRD1与GP78的2种E3泛素连接酶被选择性地用于GPI锚定蛋白前体的降解。朊病毒(prion)和CD59嵌合构建体表明,GPI前体蛋白C-端GPI附着信号决定了降解途径(朊病毒I_PHK/I_PGK由突变前的0.33改变为突变后的23.42。相反的是,突变前CD59的I_PHK/I_PGK是11.45,突变后变为2.81)。接着,通过对C-端附着信号疏水性的计算,我们发现,这种选择性差异由前体蛋白质C-端GPI附着信号疏水性的不同造成。本研究初步解释了未被GPI锚修饰的GPI锚定蛋白前体在ERAD中的降解机制。     

小窝及小窝蛋白的研究进展

小窝是细胞质膜上呈多种形态的凹陷结构,由小窝蛋白、多种糖基化磷脂酰肌醇（GPI）锚定蛋白、糖脂和胆固醇等组成。小窝的胞吞和胞内运输作用已较明确,但对其信号转导作用直至近年才有所认识。本文概述了小窝的生化组成、特性、生物学功能及研究展望。     

哺乳动物精卵融合机制

最近基因打靶研究揭示出了参与精卵结合和融合的各种分子。精子中ADAMs因子（是含有裂解蛋白和金属蛋白酶结构域蛋白质家族）,包括繁殖因子α、繁殖因子β以及cyritestin,经过研究已经发现它们对精卵结合有重要作用,而对精卵的融合不重要。通过研究推测出其受体为卵母细胞整合蛋白,其对精卵交互作用是必需的。最近,一些研究表明CD9和卵母细胞上GPI锚定蛋白（glycosyl phosphatidyl inositol糖基磷脂酰肌醇）,以及精子上的附睾蛋白DE均是精卵融合过程中的侯选因子,如果缺乏这些蛋白质分子或其作用受到干扰将导致精卵融合机制紊乱。综述重点讨论了参与精卵交互作用的相关分子的最新研究进展。     

A型激酶锚定蛋白及其复合物结构与功能

A型激酶锚定蛋白(A-kinase anchoring proteins,AKAPs)是一类结构不同而功能相关的蛋白家族,其主要功能是将cAMP依赖性蛋白激酶A（PKA）锚定于特定的亚细胞结构.PKA是第二信使cAMP的主要效应器,而AKAPs在靶向定位和调节PKA介导的磷酸化事件方面扮演重要角色. AKAPs更为重要的功能是与多种信号分子形成信号复合物,从时间和空间上整合cAMP-PKA和其他信号途径.本文将对AKAPs及其信号复合物的结构特点和参与细胞信号转导的功能机制及其研究现状进行概述.     

膜锚蛋白结构与功能及其调控机制

最近发现一些膜蛋白不是通过疏水的穿膜结构固定于膜上,而是通过与糖链结合直接连接到糖基磷脂酰肌醇(GPI)上,成为一种蛋白质在膜上锚着的新型方式.这些膜锚蛋白包括:粘附分子;受体蛋白;酶蛋白等.这些生物活性分子由于在膜上的运动性增大,可产生继发的生物效应.膜锚蛋白有膜结合型和溶于体液的可溶性型,通过蛋白与 GPI 的结合和脱离,可调控其生物活性;产生的 GPI 本身亦可作信使物质,调控细胞分裂与分化等.     

基于定量蛋白质组学的NT-89抗白念珠菌作用机制研究

目的利用定量蛋白质组学iTRAQ技术,分析抗真菌化合物NT-89作用后白念珠菌蛋白质组的含量变化。方法提取NT-89作用前后的白念珠菌总蛋白与细胞壁蛋白,利用iTRAQ技术检测蛋白提取物中蛋白质的相对丰度,寻找药物作用前后的差异蛋白,并利用GO数据库注释蛋白质功能分类。结果总蛋白(TP)提取物中检测出295种差异蛋白,其中的Ywp1p、Pga10p在总蛋白中含量下调最为显著。细胞壁蛋白(CWP)提取物中有6种GPI锚定蛋白含量显著降低。结论 NT-89影响了白念珠菌细胞壁的结构完整与功能,iTRAQ技术能够为药物的作用机制研究提供有效参考信息。     

辅分子伴侣调控热休克蛋白HSP90功能的研究

热休克蛋白90(HSP90)是一类ATPase依赖性蛋白,作为分子伴侣,可在辅分子伴侣协助下,通过自身构象改变,参与众多细胞的生物学事件,从而协助新合成蛋白的正确折叠、成功装配、功能稳定及异常蛋白的降解过程。HSP90功能的发挥依赖于辅分子伴侣及氨基末端结合的核苷酸。辅分子伴侣是一类可与分子伴侣(如,HSP90)结合并调节其功能的蛋白,通过参与ATPase循环从而调节HSP90分子伴侣的功能。近年来,辅分子伴侣的研究得到越来越多的关注,本文就辅分子伴侣调控HSP90功能的作用进行综述。     

yapsin蛋白酶家族研究进展

yapsin蛋白酶是一类糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚定的天冬氨酸蛋白酶,能特异性地切割底物中的单或双碱性氨基酸残基位点,起着加工前肽的作用。近年来研究发现,工程菌表达某些外源蛋白时发生的降解现象与yapsin蛋白酶有紧密的关系。概述了yapsin蛋白酶家族的命名、结构、定位、酶原激活、基因表达及底物特异性和功能。     

烟曲霉关键致病因子研究进展

烟曲霉是侵袭性真菌病常见的致病菌之一。近年来一些细胞表面蛋白（如GPI锚定蛋白）以及分泌的毒素被认为是烟曲霉的关键致病因子。现从烟曲霉的细胞壁蛋白、多糖,细胞外基质成分,烟曲霉的分泌产物几方面综述已发现的烟曲霉关键致病因子,并对未来的研究方向进行展望。     

烟曲霉蛋白质分泌载体的构建及酸性磷酸酯酶的细胞定位

[目的]在酵母细胞中蛋白质的糖基磷酸肌醇化(GPI)修饰是将GPI定位于细胞膜或细胞壁的信号.目前已对酵母GPI蛋白的细胞定位信号有一定了解,但对丝状真菌GPI蛋白的定位则了解甚少.AfPhoA是丝状真菌烟曲霉(Aspergillus fumigatus)的酸性磷酸酯酶,是GPI修饰的蛋白.该蛋白首先分离自细胞膜,随后又发现该蛋白与细胞壁结合.分析其C-端序列也未发现已知的定位信号,因此目前还不能确定其细胞定位.[方法]我们以绿色荧光蛋白(GFP)作为报告分子,将AfPhoA的C-端序列与GFP的C-端融合后检测融合GFP的细胞定位.[结果]我们用烟曲霉几丁质酶AfChiB1的启动子和N-端信号肽构建了可在烟曲霉中分泌表达GFP的表达载体pchiGFP.在此基础上将AfPhoA的C-端与GFP融合,融合质粒与pCDA14共转化烟曲霉后筛选到一株转化子.该转化子可表达融合GFP,在诱导和非诱导条件下,融合GFP均主要分布在细胞膜上,随培养时间的延长,融合GFP在细胞壁上也有少量分布;在培养上清液中只能检出约30KD的GFP融合蛋白,而没有完整的GFP融合蛋白,推测为从GPI锚上水解释放的.[结论]我们的研究结果表明,AfPhoA蛋白GPI修饰的作用是使该蛋白定位于细胞膜.本研究不仅初步确定了AfPhoA蛋白GPI修饰的细胞膜定位功能,而且为烟曲霉基因与蛋白质功能的研究建立了一个有效表达系统.     

GDNF家族成员及其受体的研究进展

胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)家族是一类结构上属于转化生长因子-β（TGF-β）超家族的神经营养因子,目前包括GDNF,neurturin(NTN)和persephin(PSP)三种因子,它们在体内有着广泛的作用.近年来发现GDNF和NTN的受体均为多组分结构,由不同的糖基磷脂酰肌醇（GPI）蛋白和共享的跨膜酪氨酸激酶受体Ret蛋白构成.有关这一家族的因子及其受体的研究正在不断深入.     

植物冷激蛋白的研究进展

冷激蛋白是存在于细菌、植物与动物中的一类高度保守的核酸结合蛋白,其通过RNA分子伴侣活性参与转录、翻译及生长发育和逆境胁迫应答等细胞生理活动。本文主要从植物冷激蛋白的结构、表达模式、生物学功能以及应用前景等几个方面介绍了植物冷激蛋白的研究进展。     

介导新生肽链折叠的胞质分子伴侣结构、功能及作用机制研究进展

分子伴侣是一类能够识别非天然蛋白并能协助其正确折叠、组装和转运的功能蛋白。最新研究发现,在原核或真核细胞中,不同结构、不同种类的分子伴侣形成了一个复杂的折叠系统,通过这个系统,蛋白质完成了从初步合成到形成具有生物活性的三维构象的过程,避免了折叠过程中多肽链的错误折叠、蛋白沉淀和有害物质的产生。文章综述了蛋白质折叠过程中不同种类分子伴侣组件的结构、功能和作用机制的研究进展,这些分子伴侣包括Hsp70、核糖体结合因子、伴侣素、前折叠素与Hsp90,并阐述了它们在蛋白质内稳态中的作用。     

A型激酶锚定蛋白的结构和生物学功能

cAMP依赖性蛋白激酶A(PKA)通过A型激酶锚定蛋白(Akinaseanchorproteins,AKAPs)靶向亚细胞位点,PKA识别它的底物或效应蛋白,从而引导并放大cAMP信号的生物学效应。AKAPs是功能上相关的调节蛋白家族,具有结合PKA的保守区和引导AKAPPKA复合体到亚细胞位点的靶向区。AKAPs不仅与PKA相互作用,也与其它信号分子作用,主要是磷酸酶和激酶。AKAPPKA复合体可汇集和整合来自各种通路的信号,该复合体不仅可局部增强cAMP和其它信号,通过降低PKA的基础活性,还可发挥远程效应。     

GPI-PLD调节CEA的释放对白血病HL-60细胞的增殖和凋亡的影响

糖基化磷脂酰肌醇特异性磷脂酶D(glycosyl phosphatidyl inositol specific phospholipase D,GPI-PLD)是人体内唯一可水解细胞膜表面GPI结构、调节GPI锚定蛋白释放的酶.将GPI-PLD转染入急性粒细胞白血病(AGL)的HL-60细胞株,采用实时荧光定量PCR法和Western blot法确定转染后HL-60细胞内GPI-PLD的表达水平;并检测GPI-PLD活性;噻唑蓝(MTT)检测HL-60细胞的增殖;流式细胞仪检测HL-60细胞的凋亡.ELISA检测GPI锚定癌胚抗原(CEA)的表达和释放情况.转染GPI-PLD后,HL-60细胞株中GPI-PLD表达量与活性增加;MTT检测显示,GPI-PLD过表达后HL-60细胞株增殖生长受到抑制;流式检测证实HL-60细胞凋亡增加;且GPI锚定的蛋白质CEA释放增加.该结果提示GPI-PLD基因有抗肿瘤的作用,过表达GPI-PLD后能抑制HL-60细胞增殖且促进其凋亡,所涉机制可能与GPI-PLD释放GPI锚定蛋白,增强白血病细胞对补体杀伤的敏感性有关.