线粒体-内质网结构偶联的研究进展

线粒体一内质网结构偶联,是指线粒体外膜与内质网膜之间形成的紧密物理连接。通过“募集”数十种蛋白质（mitofusion2、IP3R、grp75、PACS-2等）构成细胞器间的偶联“平台”,将线粒体和内质网功能联系起来。其中,富集磷脂合成酶与磷脂代谢联系密切：形成高钙离子微区,利于细胞器间Ca^2＋转运,影响钙信号通路,从而决定细胞命运;调控线粒体形态,尤其是线粒体解离过程;此外,线粒体-内质网结构偶联异常还与细胞凋亡、疾病等有关。     

线粒体-内质网结构偶联与细胞免疫功能障碍

线粒体-内质网结构偶联(mitochondria-associated endoplasmic reticulum membrane,MAM)是线粒体和内质网发生交互作用功能平台。研究发现有几十种蛋白质富集于两细胞器外膜之间,与钙信号传导、脂质代谢、内质网应激和细胞凋亡等密切相关,影响病生理状态下免疫细胞的增殖、活化和凋亡。细胞免疫功能障碍是严重创(烧)伤感染、脓毒症发病机制中的重要病生理过程,本文综述MAM功能异常研究进展及其在免疫细胞功能障碍中的意义。     

Ca~(2+)通过膜脂影响肌质网Ca~(2+)-ATP酶的活性与Ca~(2+)转运功能

重建在大豆磷脂脂质体上的兔骨骼肌肌质网Ca~(2+)—ATP酶在ATP驱动下可将溶液中的Ca~(2+)转运到脂酶体内部;外加EGTA则可除去脂酶体外部的Ca~(2+),由此可得到四种含Ca~(2+)状态不同的脂酶体:(1)内、外都无Ca~(2+);(2)仅外部有Ca~(2+);(3)内、外都有Ca~(2+);(4),仅内部有Ca~(2+).用DPH和AS系列萤光探针对这四种含Ca~+状态不同的脂酶体的膜脂流动性进行了测定,结果表明:脂酶体外部加入Ca~(2+),脂双层外表面的流动性降低.当Ca~(2+)进入脂酶体内部后,内表面膜脂的流动性也降低,而且外层膜脂流动性进一步降低.脂酶体内、外的Ca~(2+)含量不同时,Ca~(2+)—ATP酶功能状态也不同.转运到脂酶体内部的ca~(2+)积累到一定浓度后,通过Ca~(2+)泵向内转运的Ca~(2+)及Ca~(2+)—ATP酶活力都受到了抑制.转运进行到第四分钟时的酶活只有第一分钟的9%.但在相同的实验条件下,失去了完整的膜结构的纯化的Ca~(2+)—ATP酶蛋白没有被抑制.这提示完整的膜结构是这种抑制作用所必需的,而且膜两侧Ca~(2+)浓度的梯差可通过影响膜脂来调节Ca~(2+)—ATP酶的功能.     

Ca~(2+)与细胞功能的调节

Ca~(2+)做为一种信使参与多种细胞功能的调节。本文着重从激动剂引起的Ca~(2+)动员(Ca~(2+)mobilization)方面阐述 Ca~(2+)对某些细胞反应系统的调节机理,这种调节作用对于细胞生理功能的表现有极其重要的意义。     

黄瓜花原基的形成及与Ca~(2+)的关系

以黄瓜为试验材料研究了肉眼可见的花原基突起之前 ,花原基早期的分化过程。结果显示花原基分化和开花的起始节位是第一真叶节 ;肉眼可见花原基突起前早期的分化是在叶腋亚表皮部位形成一个球形的花原基起始细胞团 ,此细胞团进一步分裂、扩大形成肉眼可见的花原基突起 ;第一真叶节的花原基起始细胞团分化集中发生于 6～ 7d苗龄时期 ;Ca2 + 在花原基起始细胞团细胞中主要分布在细胞壁和细胞间隙 ,而在非起始细胞团的叶腋亚表皮细胞则主要分布在液泡中 ,并对Ca2 + 在花原基起始细胞团分化中的作用进行了讨论。     

内质网-线粒体结构偶联在内质网应激中的作用及其与阿尔茨海默病的关联性

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)是老年人中最常见的神经退行性疾病之一,以在大脑中细胞外β-淀粉样蛋白沉积形成老年斑和神经元内tau蛋白过度磷酸化形成神经纤维原缠结为主要病理特征。AD的病因目前以tau蛋白磷酸化、Aβ蛋白的沉积和代谢紊乱假说为主,但确切的机制尚未明确。内质网-线粒体结构偶联又称线粒体相关内质网膜(mitochondria-associated ER membranes, MAM),近年来MAM在内质网应激中的作用得到广泛的关注。许多研究表明MAM与AD的发生有密切的联系。Ca~(2+)稳态是维持细胞正常生命活动所必需的,当MAM完整性遭到破坏,会直接或间接地导致Ca~(2+)稳态失衡和氧化应激,Ca~(2+)浓度异常则会触发内质网应激,从而导致神经元死亡,引发AD。该文介绍了MAM对内质网应激的调节作用,评述了MAM与AD发生的关联性。     

膜Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase连续自动分析方法

目前,膜ATPase的活性测定主要是利用ATP再生系统,以及测定ATP水解所释放Pi的方法。比色测Pi的方法为Fiske所开创。Lacy改用抗坏血酸作还原剂,还原磷钼酸,提高了灵敏度。通常在中止酶反应,进行Pi比色测定之前,使用离心或过滤去除变性的酶蛋白。Kline将酶水解产生的Pi透析到还原性试剂中,以进行Na~+-K~+-ATPase的自动分析。Arnold用表面活性剂溶解膜蛋白,省去过滤、离心或透析等步骤,进行膜ATPase的自动分析,具有简便、快速、灵敏度高、结果可靠等特点,     

CUEDC2介导肿瘤发生相关机制的研究进展

CUEDC2是一种普遍存在于许多肿瘤中的蛋白质,与肿瘤的发生以及预后治疗存在着紧密关系,近年来越来越受到广泛的关注和重视。现从CUEDC2在乳腺癌中的作用,对有丝分裂细胞周期、炎症反应的信号通路和巨噬细胞的调节,以及CUEDC2与一些新兴领域如褪黑素以及热休克蛋白的关系入手,对CUEDC2介导肿瘤发生相关机制的研究进展进行综述。     

大麦根细胞质膜Ca~(2+)-ATP酶和Ca~(2+)转运系统的特性

用大麦质膜微囊研究细胞质膜 Ca~(2+)转运过程,发现质膜 Ca~(2+)—ATP酶在反应系统中不存在Mg~(2+)时可正常表现活性。跨膜Ca~(2+)转运按其对Mg~(2+)的需求可分为两个过程,一个是不需Mg~(2+)的、具高Ca~(2+)亲和力和较低的转运能力;另一个则是需Mg~(2+)的、具低Ca~(2+)亲和力和较高的转运能力。前者的动力学特征与Ca~(2+)—ATP酶相近,而后者则相差很大。据此推测,大麦根细胞质膜上除Ca~(2+)—ATP酶外,还存在另一个不同的Ca~(2+)转运系统。由两者分别承担的Ca~(2+)转运过程在细胞钙信使系统中可能起着不同的作用。     

线粒体解偶联蛋白UCP2的研究进展

本文综述了线粒体解偶联蛋白2（uncoupling protein2,UCP2）研究方面的进展。UCP2定位于线粒体内膜上,通过消散线粒体内膜的质子梯度调节线粒体的功能,包括线粒体内膜电位、ATP合成、呼吸链ROS产生、线粒体钙库的存储和释放等。目前,UCP2的质子漏机理并不清楚,但体内实验表明UCP2活性可被过氧化物激活。特别是近年来UCP2调控胰岛素分泌方面的研究取得了重要进展。     

线粒体DNA突变与肿瘤发生的关系

线粒体DNA（mitochondrial DNA,mtDNA）是真核细胞内的核外遗传物质。事实证明,由于线粒体特殊的生物学结构与功能,和核基因（nDNA）相比,mtDNA更容易发生突变和氧化损伤。目前研究已经发现许多肿瘤组织中mtDNA结构和拷贝量发生了变化。文章主要对mtDNA突变、整合和不稳定性与肿瘤发生的关系以及可能的机理进行了综述。     

Mg~(2+)、Co~(2+)、Mn~(2+)和Ca~(2+)对葡萄糖异构酶活性的影响

Ｄ－木糖异构酶（ＥＣ５．３．１．５）能催化醛糖Ｄ－木糖至酮糖Ｄ－木酮糖的转化,又能催化Ｄ－葡萄糖至Ｄ－果糖的异构化反应．故被称为葡萄糖异构酶（ＧＩ）．一般认为,葡萄糖异构酶存在二种作用机制：烯醇化和氢转移机制．对我国自行筛选的链霉菌Ｎｏ．７Ｍ１０３３菌株葡萄糖异构酶的晶体结构研究表明［１］,异构化可能是采用氢转移机制．这一机制认为催化需要半径≤０．０８ｎｍ的二价金属离子如Ｍｇ２＋、Ｃｏ２＋和Ｍｎ２＋等激活,而离子半径＞０．０８ｎｍ的二价金属离子则对酶的活性有抑制作用．Ｍｇ２＋、Ｃｏ２＋和Ｍｎ２＋…     

硒对心肌质膜(Ca~(2+)·Mg~(2+))-ATPase和肌浆网Ca~(2+)-ATPase活力的影响

本文以豚鼠和大白鼠心肌肌浆网膜(SR)Ca~(2+)-ATPase的活力,心肌质膜(SL)(Ca~(2+)Mg~(2+))-ATPase的活力和电子显微镜的方法探索克山病病区粮中低硒与心肌细胞钙转运调控的共系,实验结果为硒对克山病有预防作用的观点提供了新的理论依据,并进一步支持了“克山病是一种心肌线粒体病”的观点。     

柠条Ca~(2+)-ATPase的性质及钙调素含量与抗旱性的关系

分离纯化旱生植物柠条的叶细胞质膜,测定其Ca2＋-ATPase的最适反应pH、最适反应温度、底物ATP和激活剂Ca2＋对酶活性的影响,并与中生植物小麦叶细胞质膜Ca2＋-ATPase的性质进行比较。实验表明柠条叶细胞质膜Ca2＋-ATPase的最适反应pH为7．5,最适反应温度为55℃,酶对ATP的Hill系数为0．94,符合米氏动力学类型,对Ca2＋的Hill系数为0．35,具有负协同作用。还测定了柠条和小麦叶片中及叶细胞质膜结合的钙调素含量,发现钙调素含量与植物的抗旱性成正相关。     

线粒体Ca~(2 )转运与细胞代谢调节

线粒体具有一套完整的Ca2 转运系统 ,包括两条摄取途径和三条释放途径。生理条件下 ,它们在细胞胞质与线粒体钙稳态维持以及细胞能量代谢中起重要作用 ,线粒体从胞质摄取的Ca2 可激活某些Ca2 敏感的呼吸酶和代谢过程。病理条件下 ,线粒体Ca2 转运发生紊乱 ,通过线粒体通透性转换导致细胞坏死或凋亡     

Ca~(2+)结合蛋白Rcn2的生理学功能

Rcn2(Reticulocalbin2)是一种普遍存在于哺乳动物细胞中的分泌蛋白,它不仅是细胞维持正常生理功能所必需的,更参与了肿瘤细胞的生长侵袭,并且与动脉粥样硬化易感基因、乳头瘤病毒结合蛋白E6、丝氨酸/苏氨酸激酶40、维生素D受体等生物分子相互作用,在动脉粥样硬化、宫颈癌、维生素D吸收异常等疾病中发挥着重要的调控作用。该文就Rcn2对人乳头瘤病毒、Taipoxin蛇毒摄入突触机制、SOC钙离子通道、EGFR-ERK信号通路、ERK-MAPK信号通路的影响及分子作用机制等方面的最新研究进行概述,总结了Rcn2及其相互作用分子的重要功能,为结直肠癌、肝癌、动脉粥样硬化等疾病的诊断和治疗提供重要的科学依据。     

PACS-2可控制内质网与线粒体之间的信息及介导Bid凋亡

从高分辨三维X射线摄影可见内质网及线粒体之间的膜有20％紧密接触,通过线粒体结合膜(MAM)通讯,膜上含有磷脂合成酶,脂质可以直接交换。但对它们之间分子机制了解不多。最近Thomas(EMBO J 2005)报道他们分离出一组分选蛋白PACS-1及PACS-2(phosphoacidic cluster sorting protein),控制分选的各个步骤及分泌的通路。PACS-1在Er锁定许多蛋白质：加工酶、某些受体、运转蛋白、诱扑蛋白(snare protein),把他们送到反式高尔基体。     

H_2S与Ca~(2+)协同增强谷子对Cr~(6+)胁迫的耐受

继一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)之后,第三种气体信号分子硫化氢(H2S)对植物体生长发育和环境胁迫应答的调控正在受到越来越多的关注。钙离子(Ca2+)是重要的第二信使,参与植物对多种胁迫的响应。该实验以谷子这种抗逆性较强的作物为材料,对其响应六价铬(Cr6+)胁迫过程中H2S和Ca2+信号的互作进行了研究。结果表明,Cr6+胁迫显著激活谷子幼苗的H2S产生系统,外源H2S预处理能明显降低Cr6+胁迫对谷子根尖细胞的损伤,而H2S的合成抑制剂羟胺(HA)预处理,使得Cr6+对谷子的毒害增强;进一步实验发现,H2S能激活Ca2+信号下游相关基因的表达,同时Ca2+能增强H2S的产生,表明在植物体内H2S和Ca2+信号存在复杂的联系。该研究也证明,H2S和Ca2+可以通过调节重金属离子转运蛋白增强谷子对Cr6+的耐受。     

关于胞浆Ca~(2+)的若干研究新进展

胞浆Ca~(2+)跃升的机理和功能意义测量单细胞的胞内Ca~(2+)水平,发现许多细胞当受到刺激时产生节律性的Ca~(2+)跃升(spiking)。在心肌细胞等可兴奋性系统中,关于细胞内Ca~(2+)跃升的概念是人们熟知的,即每次心搏中心肌细胞膜的去极化可引起钙库中的钙暴发性释放。实际上,非兴奋性细胞在激素和生长因子等作用下也可发生钙库中钙的周期性释放。由于在细胞膜电压予以钳制的条件