膜脂—膜蛋白的相互作用(上)

生物膜是由蛋白质,脂质以及碳水化合物等组成的超分子体系。一般认为,膜脂是膜的基本骨架,膜蛋白是膜功能的主要体现者。因此,二者的相互作用问题的探讨可以说是生物膜结构与功能研究的一个中心环节。本文先对生物膜的主要组分:膜脂和膜蛋白的概况以及生物膜结构的主要特征——流动性作一扼要介绍,然后就膜脂对膜蛋白,膜蛋白对膜脂的影响分别进行讨论,最后就二者相互作用的研究与医、农方面的联系作些介绍。     

结构生物学专题序言

<正>结构生物学是一门研究生物大分子的三维空间结构、动态过程和生物学功能的交叉性学科,结构生物学研究可以提供生物大分子在原子分辨率水平的原子坐标、相互作用的细节信息以及生物大分子在行使其功能时的动态变化,这些结构信息与功能研究相结合,不仅能促进人们对生物大分子的生物功能和分子机理的认识,阐述重要的生物学问题,同时也能为探索与生物大分子功能失调相关疾病的发病机     

固有无序蛋白质及逆境胁迫下的分子功能

固有无序蛋白质是一类在生理条件下缺乏稳定三维结构而具有正常功能,参与信号转导、转录调控、胁迫应答等多种生物学过程的蛋白质.植物中许多逆境响应蛋白是固有无序蛋白质,通过其结构无序或部分无序区域在蛋白质 蛋白质、蛋白质 膜脂、蛋白质 核酸的互作中发挥重要作用.本文主要对固有无序蛋白质的类别、氨基酸组成和结构特点以及在逆境胁迫下其稳定细胞膜、保护核酸和蛋白质、调控基因表达等分子功能进行综述,以拓展对逆境胁迫下蛋白质作用分子机制的认识.     

小窝蛋白-1在细胞衰老及衰老相关疾病中的作用

胞膜小窝(caveolae)是细胞质膜内陷所形成的囊状结构.小窝蛋白(caveolin)是胞膜小窝区别于其它脂筏结构的特征性蛋白分子,维持胞膜小窝的结构和功能,包括3个家族成员小窝蛋白-1、小窝蛋白-2和小窝蛋白-3.其中,小窝蛋白-1是参与胆固醇平衡、分子运输和跨膜信号发放事件的主要结构成分,从而调节细胞的生长、发育和增殖．小窝蛋白-1在细胞衰老中起着重要调控作用,主要通过p53-p21及p16-Rb信号通路抑制细胞增殖、酪氨酸激酶的级联反应,调控粘连信号级联、胰岛素信号及雌激素信号系统等途径调控衰老进程．衰老过程中不同器官小窝蛋白-1变化趋势不尽一致．近年研究还发现,小窝蛋白-1与神经系统退行性疾病、糖尿病、动脉粥样硬化等衰老相关疾病密切相关,通过调节多条信号通路参与这些疾病的发生发展．本文结合最新研究进展,对小窝蛋白-1在细胞衰老进程的作用及参与衰老相关疾病进行综述．     

从Na^＋.K^＋在细胞膜上的转运谈肾小管的重吸收

近十余年来,由于分子生物学的高速发展,人们对细胞膜已有了较深刻的认识。它系一种“流体镶嵌”结构,是由双层脂质与蛋白质分子按二维排列构成的复合体。嵌入脂质的膜蚕白其分布有明显的不对称性。由于膜的这种特殊性存在,因而绝大多数分子、离子难以通过细胞膜,仅脂溶性物质和气体以及某些药物易于直接通过,一些阳离子如Na~ 、K~ 、Ca~ 等均为强极性的水化离子,故难以通过细胞膜脂质疏水区。因而阳离子通过细胞膜时必须借助膜上的转运系统,这就是离子通道和离子载体。     

小窝蛋白-1在免疫调节中的作用

小窝（caveolae）是一类特殊的膜脂筏,富含鞘磷脂和胆固醇。小窝蛋白-1（caveolin-1）是小窝的标志蛋白质,分子量约22 kD。后者不但直接参与小窝结构的形成、膜泡运输、胆固醇稳态维持,还通过其脚手架结构域（caveolin scaffolding domain,CSD）与众多信号分子相互作用调控细胞的生长、发育和分化,最终影响机体的生理和病理过程。近年发现,小窝蛋白-1和胞膜窖不但存在于内皮细胞、脂肪细胞、血管平滑肌细胞和纤维细胞中,还广泛表达于免疫细胞中,参与调节免疫细胞活化引起的炎症应答反应。本文结合最新的研究进展和前期结果,简要综述小窝蛋白-1在巨噬细胞、T细胞、B细胞以及中性粒细胞等免疫细胞内的调节作用,以及在细菌感染如绿脓杆菌、沙门氏菌和克雷伯杆菌的炎症中的信号转导研究进展。     

囊泡转运蛋白SM蛋白家族的研究进展

真核细胞中含有多种不同功能的转运囊泡。虽然转运途径和携带物质各异,但细胞转运的基本分子机制却呈现出高度相似性和保守性。大多数转运途径都需要一种SNARE（Soluble NSF Attachment Protein Receptor）蛋白质复合体介导转运膜泡与靶膜的融合。同时,另一个蛋白家族,Secl／Muncl8蛋白（SM蛋白）也在囊泡运输中发挥重要作用。但是相比于对SNARE蛋白的认识的一致性,在不同的研究中SM蛋白的功能及其与SNARE复合体的相互作用方式却不尽相同。以下综述近年来有关SM蛋白结构和功能的研究进展,并归纳SM蛋白分子的作用机制、功能以及应用。     

生物膜的生物物理观——从微区到脂筏

大量的实验表明,在细胞质膜中,由于不同成分具有不同的生物化学特性,发生相分离而局部形成微区.不同的微区可行使不同的功能.近年来一种富含胆固醇、鞘脂类以及大量的受体和信号分子的液态有序相的微区,即脂筏(lipid rafts),由于被发现参与信号转导和一些物质的生理循环过程而备受关注.随着实验手段的提高,人们对生物膜在分子水平上认识的不断深化,脂筏结构和功能的物理、化学基础研究方面也取得了初步的进展.     

脑内膜雌激素受体信号转导与窖蛋白

雌激素受体在脑内分布十分广泛,对脑功能具有重要作用。雌激素可以通过膜雌激素受体启动的信号转导通路(非基因组效应)作用于中枢神经系统的很多部位,而窖蛋白(caveolin)可以通过不同方式参与膜雌激素受体介导的脑功能调节。简要综述了脑内膜雌激素受体介导的信号转导通路与窖蛋白相关的研究进展。     

窖蛋白的生物学功能及在疾病中的作用

胞膜窖(caveolae)是富含胆固醇、鞘磷脂和鞘糖脂的胞膜内陷结构,窖蛋白(caveolin)是其重要的特征分子。窖蛋白参与胞膜窖形成、细胞内吞、信号转导、血管生成等多种生理过程,并与病原体感染、肌肉退行性病变、阿尔茨海默症、糖尿病、肿瘤等疾病密切相关。     

生物膜膜蛋白三维结构研究的现状与展望

1　生物膜膜蛋白三维结构研究的重要性与迫切性　　细胞是生命的基本结构与功能单位 .细胞的外周膜与细胞内的膜系统称为生物膜 .细胞的能量转换、信息识别与传递、物质运送和分配等基本生命现象都与生物膜密切相关 .生物膜是由蛋白质、脂类以及碳水化合物等组成的超分子体系 ,膜蛋白是膜功能的主要体现者 .生物膜膜蛋白可分为外周膜蛋白和内在膜蛋白 ,后者约占整个膜蛋白的 70 %～ 80 % ,它们部分或全部嵌入膜内 ,有的则是跨膜分布 ,如受体、离子通道、离子泵、膜孔、运载体(ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ)以及各种膜酶等等 .象水溶性蛋白质一样 …     

膜脂—膜蛋白的相互作用(上)

生物膜是由蛋白质,脂质以及碳水化合物等组成的超分子体系。一般认为,膜脂是膜的基本骨架,膜蛋白是膜功能的主要体现者。因此,二者的相互作用问题的探讨可以说是生物膜结构与功能研究的一个中心环节。本文先对生物膜的主要组分:膜脂和膜蛋白的概况以及生物膜结构的主要特征——流动性作一扼要介绍,然后就膜脂对膜蛋白,膜蛋白对膜脂的影响分别进行讨论,最后就二者相互作用的研究与医、农方面的联系作些介绍。一、膜脂和膜蛋白的概述 1.膜脂 (1)膜脂的组成据估计生物膜约含100种脂质。膜是一个非常复杂的体系,膜脂组成发生1—2％的变化(例如,胆固醇/磷脂的比值的改变),就足以影响细胞的存活。     

肝细胞极化的结构功能特征及在肝脏疾病时的病理表现

肝细胞极化的形成和维持是肝细胞发挥正常功能的保证。与简单极化上皮细胞不同,肝细胞在肝脏血管与胆小管间形成多个极化膜面,并由紧密连接分隔。极化肝细胞膜及细胞内骨架结构与功能复杂并有序,其分子组成及物质转运机制近年来已被逐渐认识。由于肝细胞极化与肝脏生理功能及多种肝脏疾病时的病理改变有着密切关系,该文就目前肝细胞极化分子和细胞水平研究现状进行综述,并探讨此领域研究发展方向。     

内质网相关细胞器互作的研究进展

真核细胞中内质网是由片状和管状两种不同形态组成的连续的生物膜结构,参与细胞内蛋白质和脂质的合成以及钙离子稳态的调控等。内质网通过蛋白-蛋白及蛋白-脂质的相互作用与多种膜性细胞结构建立膜接触位点,进行物质的交换、信号转导、膜动态性调控等生理活动。内质网与膜性细胞结构互作的缺陷也会引发许多人类重大疾病。该文介绍了内质网与一系列膜性细胞结构接触位点形成的分子机制及其潜在功能。     

糖类研究漫谈

糖类结构和功能的研究开始得很早。糖酵解途径是最早阐明的代谢途径之一。人们对糖的功能的认识,一度停滞于能源储存和结构支架的功能。随着糖复合物的细胞信息功能的揭示,形成糖类研究的新高潮。可是,聚糖结构的微不均一性,使人们认识糖类分子的信息功能面临新的障碍。从而激发人们去寻找新的研究思路和实验方案设计,寻求数学的更多介入。从这个意义上讲,糖类研究面临的挑战,对整个生命科学研究的进展都是很有积极意义的。     

Caveolin-1与血管平滑肌细胞信号转导

微囊蛋白家族是近年来引人关注的细胞膜信号转导调节因子,在多条信号转导过程中起着枢纽作用,其标志性的结构蛋白caveolin对许多关键信号分子的活性状态起着直接的调节作用。微囊蛋白表达异常可诱导动脉粥样硬化、心肌肥厚、肿瘤、糖尿病、膀胱功能异常、肌营养不良等多种疾病的发生。血管平滑肌细胞膜上主要表达微囊蛋白-1(caveolin-1),提示它可能参与平滑肌细胞膜内外的重要信号转导机制。     

GRF78：预测化疗药物疗效及制导肿瘤靶向治疗的分子

葡萄糖调节蛋白78（glucose—regulated protein 78,GRP78）作为分子伴侣的生物学功能已为人们所熟知。但近年来研究人员发现,它与肿瘤的增殖、迁移,以及肿瘤耐药性有密切的关系,因此人们对GRP78的功能有了新的认识。     

细胞膜的双层磷脂结构与功能

真核细胞及其亚细胞器如线粒体和内质网等的表面包被着双层磷脂膜结构,即质膜或生物膜。生物膜的功能是将细胞及细胞器与外界微环境隔离,并负责物质转运和信息传递。所有的质膜具有3个共同的结构特征:即连续排列的双层磷脂膜,两层磷脂分子疏水的非极性基团在内部,而其亲水极性基团分别朝向细胞或细胞器的内外表面;膜具有液态流动性;膜上或膜内镶嵌着大量种类和功能各异的蛋白质分子。生物膜的这种结构特征是由磷脂分子的物理化学特征以及细胞的生命特征和功能所决定的。     

猪眼视紫红质膜液晶态结构特征

光敏色素视紫红质(Rhodopsin)是一种以生色团为辅基的色素蛋白。近年来的研究表明视紫红质分子是在脊椎动物视网膜光感受器的片层膜内或膜上,它在光-电转换机能中起着重要作用。光感受器膜类似于一般生物膜,也处于有序、多变的液晶态。在自我有序的液晶相-片层结构中,分子的长轴基本平行,形成分子层。这种表面可用于简单的有机反应,如异构化、酶的氧化、还原以及脱氢作用等。这些结构对能量的变化也很容易发生反应。因此研究视紫红质在片层膜上的液晶态结构,对进一步探索光感受器功能是有重要意义。     

细胞DNA辐射损伤的修复

遗传复制是生物的基本特征之一。分子生物学的发展已经证实,遗传复制的物质基础是具有双链对应结构的DNA大分子。DNA的自我复制和作为RNA模板的功能的重要性,已经为人们所认识。近十年来对DNA修复机制的阐明,使人们可以由复制、模板和修复三种主