应用单克隆抗体鉴定人类肝脏线粒体蛋白质组中的抗原优势蛋白

对线粒体蛋白质组的鉴定和分析有助于理解线粒体的功能和相关疾病的发病机制, 包括能量代谢、凋亡、自由基产生、产热作用、钙离子信号通路等. 本实验旨在鉴定人类肝脏线粒体蛋白质组中的抗原优势蛋白. 用线粒体蛋白质作为免疫原, 经过细胞融合、筛选和克隆, 制备了240多个单克隆抗体杂交瘤细胞系. 单克隆抗体识别的线粒体蛋白抗原通过人类肝脏cDNA表达文库筛选方法鉴定, 相应的线粒体蛋白质的亚细胞定位通过免疫组化证实. 发现了肝脏线粒体中6个抗原优势蛋白, 分别被至少两种特异性的单克隆抗体所识别. 这6个蛋白分别是乙酰辅酶A酰基转移酶(线粒体3-酮酯酰辅酶A硫解酶)2、醛脱氢酶1家族A1、氨甲酰磷酸合成酶1、二氢硫辛酰胺S乙酰转移酶(丙酮酸脱氢酶复合物的E2组分)、烯酰辅酶A水合酶1和羟基类固醇(11β)脱氢酶1. 这些单克隆抗体有望应用于人类肝脏蛋白质组计划的相关研究, 如去除优势蛋白、蛋白与蛋白之间相互作用的研究和验证等.     

金属转运蛋白SLC39A14的生理功能及作用机制研究进展

溶质载体家族39 (solute carrier family 39, SLC39; Zrt-and Irt-like proteins, ZIPs)作为金属离子转运蛋白家族共包括14个成员,均具有8个跨膜结构域。近年来,国内外研究者围绕SLC39A14 (又称ZIP14)的离子转运及生理功能开展了深入研究,提示SLC39A14具有转运Mn~(2+)、Fe~(2+)或Zn~(2+)等二价金属离子的功能,并通过转运Fe~(2+)而参与细胞铁死亡的发生。携带SLC39A14基因纯合突变的患者表现为锰离子蓄积及年轻型帕金森样体征。此外,有研究报道SLC39A14在肝脏疾病、胰岛素代谢、脂代谢及肌肉疾病中发挥关键作用,为丰富微量元素代谢调控网络及疾病防控提供了重要理论依据。然而,Slc39a14全身敲除与组织特异性敲除小鼠之间的表型不尽相同,因此其在不同组织中的金属离子转运功能及机制尚待深入研究。该文系统综述了SLC39A14在金属离子转运、代谢紊乱疾病和分子调控机制等方面的研究进展,并就未来研究方向进行了展望和讨论。     

赖氨酸乙酰化在代谢相关疾病中的调控机制

赖氨酸乙酰化是把来自于乙酰CoA的乙酰基团转移到靶蛋白赖氨酸的ε-NH3＋上,是蛋白质翻译后的一种可逆修饰过程,受乙酰基转移酶（HAT／KAT）和去乙酰化酶（HDAC／KDAC）的共同调节。赖氨酸乙酰化通过对细胞内多种蛋白质的修饰调节,可以控制体内多种代谢过程,如调节糖类、脂类、氨基酸、核苷酸及次级代谢物的代谢等.因而,细胞内赖氨酸乙酰化失调,可影响与代谢相关的多种疾病,如肥胖症、糖尿病和心血管疾病等。随着对蛋白质乙酰化研究的深入,发现赖氨酸乙酰化与细胞免疫状态及神经退行性疾病,如阿尔茨海默氏症和亨廷顿综合征等也有关。对近年来赖氨酸乙酰化在代谢调控及与代谢相关疾病如心血管疾病和免疫代谢疾病中的分子调控机制进行综述。     

乙酰化修饰在嗜肺军团菌致病过程中的作用

乙酰化修饰是由乙酰基转移酶、去乙酰化酶介导的可逆的蛋白质翻译后修饰。其中,乙酰基转移酶将乙酰辅酶A的乙酰基团转移至底物蛋白的氨基酸残基,而乙酰基团的去除由去乙酰化酶完成。乙酰化修饰参与许多基本生物学过程的调节作用,越来越多的研究表明,蛋白质乙酰化修饰在病原菌的致病过程中具有重要作用。病原菌,如引起非典型性肺炎的嗜肺军团菌,可以通过分泌具有乙酰基转移酶活性的效应蛋白靶向宿主细胞信号通路的关键蛋白质因子,干扰宿主细胞信号通路及免疫反应。本文主要从嗜肺军团菌的致病机制、乙酰化修饰及乙酰化修饰在病原体致病过程中的调控作用进行综述,突出已知的乙酰化毒力蛋白的例子,并讨论它们如何影响与宿主的相互作用,为理解乙酰化修饰在嗜肺军团菌致病过程中的作用机制提供参考。     

乙酰转移酶基因NAA10的生物学功能及其在肿瘤中的作用

N端乙酰转移酶A（N-acetyltransferase A, NatA）复合体是真核生物最主要的N端氨基酸α位乙酰转移酶,N端α位乙酰转移酶10基因（N-α-acetyltransferase 10, NAA10）编码的N端α位乙酰转移酶10蛋白（N-α-acetyltransferase 10 protein, Naa10p）是NatA的催化亚基. Naa10p具备新生蛋白质N端氨基酸α位乙酰化活性、成熟蛋白质Lys残基ε位乙酰化活性以及对部分转录因子的协同调节作用. Naa10p能够通过调节细胞周期促进细胞增殖,通过调节雷帕霉素靶蛋白（mechanistic target of rapamycin, mTOR）通路促进细胞自噬,并通过多种不同的分子信号通路抑制细胞运动能力.根据乙酰化底物的不同,Naa10p还在细胞凋亡的调控中起双重作用. Naa10p参与的生物学过程还涉及血管生成和神经发育等. Naa10p在多种癌症组织中呈过表达,但其预后意义随肿瘤不同而有较大差别.对Naa10p的生理生化研究必将使我们对细胞的生理病理学过程及其机制的了解更加深入全面.本文将从蛋白质结构、机制功能及临床意义等不同角度系统地阐述NAA10的研究现状与进展.     

锌转运蛋白家族SLC39A/ZIP和SLC30A/ZnT的研究进展

必需微量元素锌通过催化和结构作用参与机体多种酶和蛋白功能,与机体发育、脑功能、骨骼生长、生殖健康及免疫功能等密切相关。补充锌可以一定程度防治儿童腹泻、慢性丙型肝炎、急性下呼吸道感染以及感冒等疾病,然而过多的锌具有毒性。因此,机体存在复杂的锌离子稳态体系维持锌离子的吸收、储存和丢失的平衡过程。已发现哺乳动物中SLC39A和SLC30A两个转运蛋白家族直接参与细胞内锌离子的稳态代谢。SLC39A家族又称ZIP家族,共有14个成员,该家族多个成员已被证明可促进细胞外或细胞器内的锌离子转运到细胞质;SLC30A家族又称ZnT家族,共有10个成员,与SLC39A家族功能相反,多个家族成员可协助锌离子从细胞质内流出到细胞外或流进到细胞器内。研究提示ZnT1、ZIP4和ZIP5参与小肠锌离子吸收过程,ZIP10和ZnT1参与肾脏锌离子再吸收过程,ZIP5、ZnT2和ZnT1参与胰腺锌离子分泌丢失过程。另有证据证明SLC39A和SLC30A两个家族的蛋白还可能参与许多疾病包括肿瘤及糖尿病的发生和发展。本文将对哺乳动物SLC39A和SLC30A两个锌转运蛋白家族的最新研究进展进行综述。     

溶质转运蛋白超家族的功能及结构研究进展

溶质转运蛋白(solute carriers,SLC)超家族是人类细胞膜(含胞内膜)上最重要的膜转运蛋白家族之一,它参与了细胞间的物质运输、能量传递、营养代谢、信号传导等重要生理活动。SLC转运蛋白超家族包含52个亚家族,共有400多名成员。研究表明,人类基因突变所致SLC蛋白表达异常或功能缺陷与糖尿病、高血压、抑郁症等多种重大疾病密切相关,使得该家族蛋白的功能研究近年来备受关注。SLC转运家族蛋白三维结构的解析有助于阐述其底物选择性结合与转运的精确分子机制,为研究该家族功能相关疾病的分子机理以及针对理性药物研发奠定了精细的三维结构基础。本文对近年来溶质转运蛋白超家族的结构及功能研究进展进行了总结,试图对该家族的共性规律进行阐述。     

锰离子转运蛋白的发现及功能机制研究进展

锰是维持人体健康的必需微量元素。锰缺乏或过量均可促发系列重大疾病发生。机体或细胞锰离子的稳态维持受多个锰离子转运蛋白的调控。近年,三个关键的锰离子转运蛋白SLC39A8、SLC39A14和SLC30A10相继被发现,这些基因突变可直接导致锰代谢异常所致的人类遗传病;同时,相关基因敲除或转基因模式动物模型不仅能够模拟人类锰代谢异常的症状,而且可深入研究这些锰离子转运蛋白在器官和细胞内的功能及其分子调控机制,从而开启了锰稳态调控研究的崭新征程。此外,有研究提示二价金属转运蛋白1(DMT1)、膜铁转运蛋白(FPN)、转铁蛋白/转铁蛋白受体系统(TF/Tf R)、TMEM165、分泌型Ca2+通道1(SPCA1)及ATP13A2等膜蛋白也可能参与细胞锰离子转运,使得锰离子的稳态调控变得更为复杂。现就锰转运蛋白的发现及功能机制研究的国内外进展作系统性综述,为后续研究提供新思路。     

寡肽转运蛋白(PepT1)的研究进展

寡肽转运蛋白1(oligopeptide transporter 1,PepT1;solute carrier family 15 member 1,SLC15A1)是一种主要存在于小肠上皮细胞的质子依赖型转运蛋白质,转运底物主要为蛋白质水解产物中的二肽、三肽以及与二肽、三肽结构类似的一些化合物。PepT1的研究有助于促进药物生物利用度的提高,对于肿瘤的治疗也具有十分重要的意义。现主要从PepT1的晶体结构、靶向前药、转运底物、相互作用的蛋白质及PepT1的疾病应答机制等几方面展开综述。     

内质网与阿尔采末病

内质网是调节蛋白质合成与运输,细胞应激反应和胞内钙水平的细胞器,阿尔采末病（Alzheimer‘s disease,AD)等神经疾病与内质网功能受损有关。内质网是生成β-淀粉样肽（Aβ1－42／43）的主要场所,早老素也位于内质网上,突变早老素影响了β－淀粉样肽前体蛋白（APP）加工并导致Aβ1－42／43生成增加,此过程与钙稳态失调有关,Aβ毒性与内质网上半胱天冬酶－12介导的内质网特异性凋亡途径有关,进一步研究内质网对阐明AD的发病机制很重要。     

溶质载体家族4结构、功能及疾病相关性研究进展

溶质载体家族4 (solute carrier family 4, SLC4)包括10个成员(SLC4A1～5, SLC4A7～11),分别表达于人体内多个组织,不同成员在其底物依赖、电荷转运化学计量和组织表达等方面有所不同,其共同功能是参与多种离子的跨膜交换,涉及许多重要的生理过程,如红细胞CO2运输、细胞体积和细胞内pH调节等。近几年,很多研究发现SLC4家族成员与人类疾病发生相关,当SLC4家族成员发生基因突变时,机体会发生一系列功能障碍进而导致一些疾病发生。本综述对SLC4家族各成员的结构和功能以及疾病相关性的研究进展进行了总结和分析,以期为此类疾病的防治提供参考。     

蛋白质乙酰化修饰在细胞自噬中的作用进展

蛋白质翻译后修饰与细胞自噬的关系是近几年来的研究热点.自噬的发生需要多类蛋白质协同完成.在此过程中,蛋白质的乙酰化修饰对细胞自噬起着十分重要的调节作用.本文就近年来的研究从两个角度进行了总结:一方面总结了蛋白质乙酰化修饰与自噬关系的功能性研究,主要涉及组蛋白、转录因子以及与乙酰辅酶A代谢过程中相关酶的研究进展;另一方面概括了细胞自噬过程中蛋白质乙酰化修饰组学的研究进展.乙酰化酶/去乙酰化酶是蛋白质乙酰化修饰水平的主要调控者,阐明酶与底物的关系将是深入探讨乙酰化修饰与细胞自噬关系的关键所在.这些研究结果必将为揭开细胞自噬机制提供理论基础.     

Rab蛋白在膜转运中的角色及相关细胞生物功能

Rab蛋白是多种细胞膜转运的关键调节蛋白,在转运囊泡的形成、转运、停靠以及融合中发挥重要作用。胞内定位不同的Rab蛋白在膜转运过程中具有协调性,形成了复杂的调控网络。在肾上皮细胞中Rab蛋白可参与细胞的极化、基底膜的蛋白质分泌以及初生纤毛的形成;在神经元细胞中Rab蛋白能调控突触囊泡的转运、纤毛的生成和功能发挥以及神经元的迁移活动;此外,Rab蛋白还可参与调控内质网的形态发生、Weibel-Palade小体(Weibel-Palade body,WPB)的生成以及炎症反应的发生。此类调控过程中,任何环节的改变都可能会导致蛋白质转运的异常,进而引发各种疾病。本文对Rab蛋白在膜转运中的调控作用,进而在多种细胞的生物功能的调节中所扮演的角色进行系统地描述。     

小鼠乳腺泌乳过程中葡萄糖转运载体mRNA的表达规律研究

实验采用荧光定量PCR方法研究了小鼠在妊娠和泌乳过程中葡萄糖转运载体SLC2A1、SLC2A4与SLC5A1 mRNA的表达规律.结果表明与妊娠期相比,SLC2A1在泌乳期的表达量上调,泌乳18 d是妊娠18 d表达量的11倍（P〈0.01）;SLC2A4的表达在妊娠和泌乳期无显著差异;SLCSA1的表达量从妊娠至泌乳期呈上升趋势,泌乳18 d是妊娠18 d表达量的2.5倍（P〈0.01）.SLC2A1是小鼠乳腺泌乳时主要的葡萄糖转运载体,SLCSA1在乳腺葡萄糖的转运过程中也发挥重要作用.     

细菌蛋白质乙酰化研究进展

在真核生物和原核生物中,蛋白质乙酰化行使重要的功能。过去几十年,在细菌中发现了大量的新的乙酰化蛋白。聚焦于蛋白质Nε的乙酰化。首先介绍蛋白质乙酰化的发现和发展史,其次概述了ACS、CheY等乙酰化后的功能,乙酰化和泛素化、磷酸化之间的关系。在技术层面,讨论了蛋白质芯片用于发现新的乙酰化酶、去乙酰化酶以及新的乙酰化蛋白的优势和可能性;详细讨论了免疫沉淀富集结合高分辨率质谱和生物信息学分析来高通量发现乙酰化蛋白的有效性,并且提出了改进措施。最后,展望了细菌乙酰化有待研究的关键问题以及与其他酰化之间的关系。     

内质网蛋白定位信号研究进展

内质网是蛋白质合成的主要细胞器,一方面选择性运出分泌蛋白和膜蛋白,另一方面保留内质网定位蛋白以维持其结构和功能。内质网保持驻留蛋白主要通过两种方式完成：阻止其进入运输小泡而停留于内质网中;内质网蛋白进入转运小泡后重新运回内质网。这些内质网蛋白的定位是受到周密调控的,对这些过程的了解有助于对内质网功能和许多疾病致病机制的阐述。综述了近年来内质网定位信号及研究方法,并在此基础上探讨了内质网定位信号研究的意义。     

一个新的C-末端内质网定位信号RFSK

蛋白质的亚细胞定位与其生物学功能有密切的关系。以一个新的小鼠N5一谷氨酰胺甲基转移酶基因mHemk的两个转录剪接本mHemkl和mHemk2（GenBank编号分别为AY456393和AY583759）为材料,进一步分析了该蛋白的亚细胞定位。根据生物信息学预测,在这两个蛋白质C．末端可能分别存在内质网（Ea）定位信号RFSK和KSLK,且这两个蛋白质都可能主要定位于细胞质。分别构建了这两个蛋白质以及相应的删除了C-末端RFSK和KSLK的缺失突变体与加强型绿色荧光蛋白的融合蛋白的表达质粒,并转染到MCF-7细胞中。结果证明mHemkl蛋白中的RFSK基序是一个新的内质网定位信号,但没有足够的证据支持KSLK基序是mHemk2蛋白的内质网定位信号。这两个转录剪接本蛋白不同的亚细胞定位是否表明它们在不同的亚细胞器内有不同的功能仍值得深入研究。     

采用定量蛋白质组学技术筛选小鼠肝癌淋巴道转移相关蛋白

淋巴道转移是上皮来源恶性肿瘤转移的早期阶段,其发生机制不清,一直是肿瘤学研究面临的难题,为寻找淋巴道转移相关蛋白,以一对来源于同一亲本细胞,且淋巴道转移潜能显著不同的小鼠肝癌腹水型细胞株为研究对象,其中Hca-F为高淋巴道转移力细胞株,Hca-P为低淋巴道转移力细胞株,采用定量蛋白质组学技术——荧光差异双向凝胶电泳,建立了高低淋巴道转移力小鼠肝癌细胞荧光差异蛋白表达图谱,高通量筛选与肿瘤淋巴道转移相关的蛋白质.经DeCyde软件分析,共得到163个有统计学差异的蛋白质点,选择2倍以上的差异性蛋白质点23个,经质谱鉴定得到17个蛋白质,在Hca-F中高表达的蛋白质有7个:转羟乙醛酶、波形蛋白、肌酸激酶(脑)、膜联蛋白7、膜联蛋白5、烯酰辅酶A水合酶1(过氧化物酶体)、核内异质核糖核蛋白A2/B1异构体1.而在Hca-F中低表达的蛋白质有10个:真核翻译延长因子2、Ero1样蛋白、乙醛脱氢酶2(线粒体)、苹果酸盐脱氢酶2(NAD)、β-内酰胺酶2、谷胱甘肽S转移酶"1、泛素C末端水解酶同工酶L3、内质网蛋白29(前体)、溶血磷脂酶1、微管不稳定蛋白.这些差异性蛋白质的功能涉及到代谢、蛋白质分泌、蛋白质结合、核苷酸结合,钙离子结合、凋亡和调节生长等过程.对这些蛋白质功能的进一步验证,将有助于解析肿瘤淋巴道转移的分子机制.     

南方红豆杉10-去乙酰巴卡亭Ⅲ-10-乙酰转移酶基因的克隆与生物信息学分析

对中国重要药用植物南方红豆杉中的10-去乙酰巴卡亭Ⅲ-10-乙酰转移酶(DBAT)基因进行分离、测序以及生物信息学分析。根据GenBank中已登录的10-去乙酰巴卡亭Ⅲ-10-乙酰转移酶(DBAT)基因cDNA序列设计引物,采用RT-PCR技术从南方红豆杉叶片中克隆了1个DBAT基因Tc-DBAT的全长cDNA。结果显示,Tc-DBAT cDNA含有1个1 323 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF),编码440个氨基酸,对应基因组序列含有1个内含子。Tc-DBAT蛋白N端含有5个N-酰基化作用位点和2个保守的N-糖基化作用位点,具有1个保守的B ig-1结构域,多个重要的磷酸化位点以及1个类似钙结合蛋白重复结构。序列同源性比较、系统发生分析以及蛋白质高级结构预测均表明,Tc-DBAT属于转移酶超家族(transferase superfamily),是一个具有乙酰转移酶活性的功能蛋白,能够催化10-去乙酰巴卡亭Ⅲ(10-DAB)10位的乙酰化,从而生成抗癌新药紫杉醇生物合成途径中的最后一个双萜中间体——巴卡亭Ⅲ。有望通过成功克隆和鉴定紫杉醇生物合成途径中的关键酶基因达到提高其半合...     

人组蛋白α-氨基乙酰基转移酶Nat11表达纯化、晶体生长及底物结合研究

α-氨基乙酰基转移酶11(Nat11)催化组蛋白H4和H2A氨基端乙酰化修饰,发挥着重要的表观遗传调控功能。将人Nat11基因构建到原核表达载体p SUMO中,转化入大肠杆菌BL21(DE3)进行重组表达。通过镍柱亲和层析等一系列体外纯化步骤,获得高纯度Nat11。利用等温滴定量热法(ITC),测得Nat11与底物多肽微摩尔量级结合常数。利用质谱技术,发现纯化后的Nat11结合有大肠杆菌内源产生的乙酰辅酶A或辅酶A,在ITC滴定过程中可以产生对多肽底物的乙酰化修饰,表明纯化获得的Nat11在溶液中具有酶活力。随后,对Nat11进行晶体生长研究,通过初筛优化获得蛋白截短体及底物-酶融合蛋白单晶。