翡翠贻贝外套膜转录组及贝壳珍珠质层和肌棱柱层蛋白质组分析

贝类贝壳在生物材料学及仿生学研究中占据着重要地位。贝壳基质蛋白质是贝壳中的主要有机质成分,对贝壳的形成以及贝壳的力学性能至关重要。翡翠贻贝(Perna viridis)贝壳主要由肌棱柱层和珍珠质层两种微观结构组成,其结构层次较简单,是研究贝壳基质蛋白质及其与贝壳形成关系的极好材料。为深入研究翡翠贻贝贝壳基质蛋白质的分子组成以及分布特点,首先采用扫描电子显微镜,观察翡翠贻贝贝壳内表面珍珠质层和肌棱柱层的微观结构;采用刮取法获得贝壳内表面珍珠质层和肌棱柱层的粉末;对不同层次的贝壳粉末,利用酸溶法去除碳酸钙成分,所获得的有机质组分通过离心将其分为酸可溶性组分和酸不溶性组分。采用Illumina深度测序技术对翡翠贻贝外套膜组织进行大规模测序和序列组装,在此基础上,采用LC-MS/MS质谱技术结合外套膜转录组数据库搜索,对翡翠贻贝肌棱柱层和珍珠质层贝壳基质蛋白质开展组学分析。扫描电镜观察结果表明,翡翠贻贝贝壳有两种不同形貌结构的层次,其中珍珠质层为片状堆叠结构,而肌棱柱层为柱状结构。翡翠贻贝外套膜转录组测序共计获得 69 859 条Unigene。蛋白质组学鉴定结果表明,翡翠贻贝贝壳中总计鉴定到蛋白质54种,其中38种为肌棱柱层所特有蛋白质,3种珍珠质层特有蛋白质,另有13种在珍珠质层和肌棱柱层均被鉴定到。肌棱柱层特有蛋白质的分子多样性明显强于珍珠质层。上述研究为进一步探讨贝壳不同微观层次的形成机制,以及贝壳基质蛋白质对贝壳不同结构层次的调控作用机制奠定了基础。     

细胞中蛋白质的合成和转运（二）

（上接第５期第６页）３　细胞质基质中合成的蛋白质及其转运在细胞质基质中合成的蛋白质,有些仍留在基质中发挥作用,有些则转运到细胞器,如过氧物酶体、线粒体、叶绿体,或者细胞核中。３－１　过氧物酶体蛋白的转运过氧物酶体中所有的酶,以及所有的膜蛋白,都由细胞核基因编码,并在细胞质基质中合成,然后转运到过氧化物酶体中的。对这一过程了解较多的是过氧化氢酶,它是一个含血红素的四聚体蛋白,其单体在细胞质基质中合成,在某种信号序列（导肽）的指导下进入过氧物酶体,这一信号序列并不被切除。目前发现至少部分信号序列与过…     

氧化应激时Peroxiredoxin Ⅱ膜质转移对红细胞渗透脆性的影响

为了探讨氧化应激时peroxiredoxinⅡ(PrxⅡ)膜质转移对红细胞渗透脆性的影响,检测了H_2O_2处理后红细胞渗透脆性的变化,并利用蛋白质免疫印迹法(Western-blot)检测了红细胞内PrxⅡ膜质转移情况,以及红细胞膜蛋白——带3蛋白(band 3)和血影蛋白(spectrin)的变化情况。研究结果显示,氧化应激时红细胞渗透脆性增加,红细胞内PrxⅡ从细胞膜转移至细胞质中,同时维持红细胞膜稳定、细胞骨架结构功能完整的相关蛋白质——band 3和spectrin在红细胞膜上表达量减少。实验结果证明氧化应激时红细胞内PrxⅡ发生膜质转移,引起维持红细胞膜稳定、细胞骨架结构功能完整的相关蛋白质band 3和spectrin表达量降低,导致红细胞渗透脆性增加。     

浅谈糖蛋白

糖蛋白是指糖和蛋白质间,以蛋白质为主,其一定部位以共价键与若干糖分子链相连而构成的分子。糖蛋白广泛存在于生物体内,包括许多酶、大分子蛋白质、激素、血浆蛋白、全部抗体、血型物质和粘液组分以及许多膜蛋白,是细胞质膜、细胞间质、血浆、粘液等的重要组成成     

细胞的骨架系统

细胞骨架是一类复杂的蛋白质纤维结构,广泛地存在于动物细胞、植物细胞甚至一些原生动物与酵母中。细胞骨架按分布区域可分为胞质骨架和细胞核骨架,胞质骨架又具有三种类型:微管、微丝和中等纤维.胞质骨架和核骨架以及三种胞质骨架之间的结构、性质和功能上是有所区别的,但另一方面它们又协调地参予细胞的一系列生理活动,共同组成了细胞的骨架系统。六十年代初,波特(K·Porter)等第一次用电镜证明了细胞质中骨架结构的多样性,他们发现几乎每一个真核细胞的胞质中都存在三种类型的骨架结构,即微管、微丝和中等纤维。之后,对它们的结构、性质和功能进行了深入的研究。七十年代以来,在细胞核中又发现了一个形态类似于胞质骨架、蛋白质性质的网架结构——细胞核骨架(简称核骨架)对它可能的作用也有了初步的认识,这些发现丰富了骨架系统的内容。现在,已经证实胞质骨架和核骨架在结构与功能上是密切联系的,两者构成了统一的细胞骨架体系,对细胞生长、运动及细胞分化等过程起着重要的作用。     

蛋白质组研究中细胞质膜的纯化和纯度鉴定研究进展

细胞质膜是构成细胞对外界环境的屏障和细胞内外环境交流的界面,镶嵌或连接于其中的蛋白质参与细胞/细胞以及细胞/细胞外基质的识别、信号的接受和跨膜传导、细胞内外物质的转运;此外,质膜蛋白质在药物研发中也起着非常重要的作用,在现有的药靶中质膜蛋白质占70%.因此质膜蛋白质组学研究成为亚细胞蛋白质组学研究的热点.然而在质膜蛋白质组学的研究中,由于很难获得高纯度的质膜样品,因此这一领域的研究具有很大的挑战性.现主要对质膜及其微区结构的纯化方法和质膜纯度的评价标准作扼要的介绍.     

COPII各组分在蛋白质分泌途径中的功能

细胞质被膜复合体II(COPII)介导蛋白质从内质网(ER)运向高尔基体(Golgi)。它是真核生物蛋白质分泌途径中的重要组分,在保持细胞内各个细胞器动态平衡中发挥重要功能。COPII小泡由5种高度保守的细胞质蛋白组成:胞质GTP酶Ras相关蛋白1(Sar1)、内衣被组分Sec23和Sec24、外衣被组分Sec13和Sec31。对COPII的形成过程、COPII各个亚单位的功能研究进展以及各物种间COPII组分的冗余问题进行了讨论。     

细胞外基质蛋白质预测工具研究进展

细胞外基质蛋白质在细胞的一系列生物过程中发挥着重要作用,它的异常调节会导致很多重大疾病。理论细胞外基质蛋白质参考数据是实现细胞外基质蛋白质高效鉴定的基础,研究者们已经基于机器学习的方法开发出一系列的细胞外基质蛋白质预测工具。文中首先阐述了基于机器学习模型构建细胞外基质蛋白质预测工具的基本流程,之后以工具为单位总结了已有细胞外基质蛋白质预测工具的研究成果,最后提出了细胞外基质蛋白质预测工具目前面临的问题和可能的优化方法。     

植物细胞质外体pH感受机制的解析

质外体是植物感受和应答环境胁迫(包括生物和非生物胁迫)的前沿区域。质外体的pH值是被严格调控的重要生理参数。环境胁迫(如细菌病害)等会引起植物细胞质外体碱化现象。然而, 质外体pH如何协调根生长与免疫响应? 其分子调控机制尚不清楚。最近, 南方科技大学生命科学学院郭红卫团队与清华大学-德国马克斯普朗克研究所-科隆大学柴继杰团队以模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)为研究材料, 通过遗传学、细胞生物学、生物化学和结构生物学等综合手段, 发现细胞表面小肽-受体复合物可作为质外体pH感受器, 感受和应答分子模式触发的免疫(PTI)引发的拟南芥根尖分生组织细胞质外体碱化。该研究揭示了植物根尖分生组织细胞质外体pH感受的蛋白质复合物及响应机制, 以及免疫与生长之间的协调机制, 加深了人们对植物如何平衡生长与免疫应答生物学反应过程的理解。     

叶绿体分裂蛋白PDV2表达和纯化

叶绿体是植物光合作用的重要场所。PLASTID DIVISION2(PDV2)是叶绿体外膜上调控叶绿体分裂的关键蛋白之一。PDV2的N末端较大伸向细胞质,C末端较小伸向膜间隙,探索叶绿体分裂蛋白PDV2-213(N末端213氨基酸残基)胞质侧结构域可溶性表达获得高纯度的蛋白质,为叶绿体分裂过程中其结构与功能的研究提供依据。通过pET表达载体的构建,优化原核表达条件,实现PDV2-213蛋白的可溶性表达;运用镍柱亲和层析和分子排阻层析的方法,对目的蛋白进行分离纯化。本研究可溶性表达了PDV2-213胞质侧结构域蛋白质,通过表达条件和镍柱亲和层析的优化,降低杂蛋白对PDV2-213蛋白质纯化过程的影响,获得高纯度的蛋白质。PDV2-213胞质侧结构域的高效可溶性表达和纯化,为叶绿体分裂过程中其结构与功能的研究提供依据。     

棉花小孢子发生过程中细胞质的超微结构变化：着重“细胞质改组”问题

棉花(Gossypium hirsutum L.)小孢子发生过程中,细胞质超微结构发生显著而有规律的变化。这些变化主要涉及细胞质中核糖体、质体和线粒体。减数分裂前期Ⅰ,细胞质中核糖体密度逐渐降低,质体和线粒体结构变得不明显。粗线期至双线期,细胞质中核糖体密度降至极低水平,同时质体和线粒体呈衰退结构状态。中期Ⅰ,细胞质中核糖体恢复致密,质体和线粒体也恢复了正常的形态和结构。来自细胞核的类核仁进入细胞质并扩散。这是恢复中期Ⅰ细胞质中核糖体密度的主要原因。内质网在核糖体数量变化中显示出有重要作用。这些细胞质超微结构的变化可认为与世代转变有关。     

细胞外的"组"和"组学"

总的说来,细胞是蛋白质组研究的热点。除了血浆,细胞外的蛋白质几乎是被遗忘了。然而,细胞外的蛋白质形成了细胞外基质,它们是细胞功能所必需的。在某些情况中,细胞外基质能对细胞产生许多效应。除了基质蛋白质组,细胞外还有很多“组”。糖组是细胞外的另一个组。在许多生理和病理过程中,细胞外基质中的蛋白质和糖被降解。被降解的产物是化合物,它们是降解物组的对象。现在一个大的组——人类蛋白质组——正在启动。在这个大的组中,细胞外基质应该被捡起,并从冷点转化为热点。     

降香黄檀次生韧皮部薄壁组织细胞液泡蛋白质的形成和积累的超微结构研究

热带豆科树木降香黄檀（Ｄａｌｂｅｒｇｉａｏｄｏｒｉｆｅｒａ）落叶时期末端小枝次生韧皮部薄壁组织细胞的中央液泡中有大量的贮藏蛋白质。用透射电镜技术研究了这些蛋白质的形成和积累。在这些细胞的周缘细胞质中有丰富的游离核糖体和许多粗糙内质网（ＲＥＲ）。在这些核糖体之间,总是分散着纤维状物质,有时还出现一些类似液泡蛋白质的结构。常常看到与ＲＥＲ相连的含有稀疏纤维状物质的小泡,以及含有类似液泡蛋白质的形状不规则的小泡和含有更多类似液泡蛋白质的光滑小泡。从连接ＲＥＲ的小泡到形状不规则小泡,再到光滑小泡,可能存在个体发生的连续性。通过内吞作用细胞质中的纤维状物质和核糖体以及其它结构被并入上述３种小泡。光滑小泡通常与中央液泡的膜融合而释放其内含物到液泡中。     

桔梗胚乳吸器的细胞化学研究

对桔梗的胚乳吸器进行了细胞化学研究,结果显示,胚乳吸器的细胞质、胚乳吸器周围解体的珠心细胞和珠被细胞均呈强ＰＡＳ正反应。随着胚乳吸器的发育,吸器附近的珠心细胞和珠被细胞中贮存的大量淀粉粒逐渐减少和消失。胚乳吸器的细胞质,尤其是与胚乳本体细胞交界处的细胞质富含蛋白质。在球形胚前期,胚乳细胞中已积累大量的蛋白质颗粒。结果表明胚乳吸器起营养物质的吸收和转运作用,向胚乳提供养料。     

简述细胞质基质组成与功能

细胞质基质是细胞的重要组成成分,以真核细胞为例,简述细胞质基质的基本组成和功能。     

植物细胞核的凹入和核液泡的形成

核质互作在细胞核中形成膜囊结构首先是在动物细胞中揭示的［１］。对植物细胞超微结构的研究亦发现有类似现象的存在［２—４］。在植物细胞核中形成的膜泡认为有两种形式：一是核被膜向核基质深度凹入,形成细胞质深入细胞核的状态,称之为“假包被（ｐｓｅｕｄｏ－ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ）”［２,５］;另一种形式是细胞核内膜或内外双层核膜向核基质深度凹入,并最终脱离核被膜,在核基质中形成囊泡结构,称之为“核液泡（ｎｕｃｌｅａｒｖａｃｕｏｌｅ）”［３,４,６,７］。对细胞核质间通过核被膜在结构上的特殊作用形式缺少像对通过…     

线粒体蛋白质的转运

线粒体含有约1000种蛋白质,其中99%由细胞核DNA编码,在细胞质核糖体上合成后被分别转运至线粒体的内膜或外膜上、基质或膜间隙中。由众多分子机器组成的线粒体蛋白质转运系统参与了该生物学过程的执行。线粒体DNA编码的13种蛋白质也由该系统转运至线粒体内膜。本文就线粒体蛋白质转运系统中线粒体前体蛋白质的定位分选信号、转运复合物和转运途径作简要介绍。     

甜菊组织培养物中叶绿体的超微结构与脱分代

含有叶绿体的甜菊（Ｓｔｅｖｉａｒｅｂａｕｄｉａｎａ）愈伤组织细胞转移至新鲜培养基后,导致光合片层的逐渐减少或消失,最后叶绿体脱分化形成原质体样的结构。超微结构观察表明,光合片层的减少或消失与降解及叶绿体分裂特别是不均等缢缩分裂而致基质组分和类囊体膜稀释有关。这一过程并不完全同步,一些质体含有少量正常的片展而另一些质体含有退化的片层甚至片展结构完全消失。细胞的一个明显特点是细胞器大多聚集在细胞核附近,细胞质增加并向细胞中央伸出细胞质丝。同时可观察到原质体。培养７ｄ后,许多细胞呈分生状态,细胞质富含细胞器,充满了细胞的大部分空间。此时细胞中的质体大多呈原质体状态。在细胞生长的稳定期,质体内膜组织成基质基粒片层,同时质体核糖体增加。文中讨论了高度液泡化细胞脱分化与细胞中叶绿体脱分化的关系。     

鼠肝质膜蛋白质组研究的方法评估

细胞质膜是细胞中重要的细胞器, 在肝功能的发挥中具有非常重要的作用. 使用蔗糖密度梯度离心纯化细胞质膜, 通过电子显微镜观察和免疫印迹法检验膜的纯度. 结果显示, 与组织匀浆成分相比, 质膜富集了20倍, 线粒体的污染减少了约50%. 提取的蛋白质用二/一维凝胶电泳(2DE/1DE)分离、胰酶酶解、电喷雾四极杆飞行时间质谱(ESI-Q-TOF)和基质辅助激光解吸飞行时间串联质谱(MALDI-TOF-TOF)鉴定, 或者提取的蛋白质直接进行溶液内酶解、液相色谱串联电喷雾离子阱质谱(LC-LTQ)(鸟枪法)鉴定. 一共鉴定了547个非冗余蛋白质, 其中34%为质膜或质膜相关蛋白质. 优化和评估了质膜蛋白质组研究的方法, 且对鼠肝质膜蛋白质组进行了系统的分析.     

鼠肝质膜蛋白质组研究的方法评估

细胞质膜是细胞中重要的细胞器, 在肝功能的发挥中具有非常重要的作用. 使用蔗糖密度梯度离心纯化细胞质膜, 通过电子显微镜观察和免疫印迹法检验膜的纯度. 结果显示, 与组织匀浆成分相比, 质膜富集了20倍, 线粒体的污染减少了约50%. 提取的蛋白质用二/一维凝胶电泳(2DE/1DE)分离、胰酶酶解、电喷雾四极杆飞行时间质谱(ESI-Q-TOF)和基质辅助激光解吸飞行时间串联质谱(MALDI-TOF-TOF)鉴定, 或者提取的蛋白质直接进行溶液内酶解、液相色谱串联电喷雾离子阱质谱(LC-LTQ)(鸟枪法)鉴定. 一共鉴定了547个非冗余蛋白质, 其中34%为质膜或质膜相关蛋白质. 优化和评估了质膜蛋白质组研究的方法, 且对鼠肝质膜蛋白质组进行了系统的分析.