板栗疫病菌中一个依赖于经典分泌途径的无信号肽分泌蛋白的鉴定

依赖于内质网/高尔基体的经典分泌途径是胞外分泌的主要途径。传统上认为,经典分泌途径所分泌的蛋白,通常都具有信号肽和高尔基体定位信息。经典分泌途径分泌蛋白由内质网向高尔基体运输,需要COPI小泡作为载体,而布雷非德菌素A(BFA)可以抑制COPI被膜小泡的形成,最终阻断分泌蛋白由内质网向高尔基体的运输。为建立一个简便的鉴别经典分泌途径分泌蛋白的方法,本研究从板栗疫病菌(Cryphonectria parasitica)分泌蛋白组数据库中选择一个不具有信号肽、跨膜区和高尔基体定位信息的氧化还原酶(POR),通过构建POR-GFP融合蛋白,观察其在野生型菌株和在受BFA处理菌株中的细胞定位,发现该融合蛋白的细胞内分布在野生型菌株呈弥散型分布,而在BFA处理菌株时呈聚集型分布,表明其在细胞内由内质网到高尔基体的运输受到了抑制。该结果表明,POR的分泌依赖于经典分泌途径,属于经典途径分泌蛋白。因此,GFP融合蛋白结合BFA处理可以准确鉴定经典途径分泌蛋白。     

植物表达分泌蛋白的运输及定位

分泌途径主要由内膜系统构成,内质网和高尔基体对于分泌蛋白的运输及定位具有重要作用。分泌蛋白的运输包括顺行途径和逆行途径。蛋白质通过质流和受体介导的途径运输到小泡中。在植物中,分泌蛋白的运输主要通过小泡和相连的小管来完成。分子伴侣和质量控制不仅能优化新合成蛋白的折叠和组装,而且去除了有折叠缺陷的蛋白。分泌蛋白的定位需要特定的信号肽,而高尔基体固有蛋白以依赖跨膜长度的方式,沿着分泌途径的细胞器分布。本文对植物表达分泌蛋白的分泌途径及定位、相关的分子伴侣和质量控制进行了综述。     

MAG2复合体MAG2和MIP3二亚基缺失对植物生长发育的影响

真核细胞中,各细胞器之间的物质交流主要是通过膜泡运输完成的。膜泡运输依赖多种跨膜蛋白和可溶性蛋白的协同作用来完成。我们前期研究发现的拟南芥MAG2是在高尔基体与内质网之间的膜泡运输过程中起作用的拴留因子,MAG2与MIP1、MIP2和MIP3形成拴留复合体,对种子储藏蛋白从内质网的运离起重要的调控作用。为了深入了解MAG2参与的膜泡运输途径的分子机制,我们制作了mag2-1xmip3-1双重突变体。通过一系列观察分析发现,当MAG2和MIP3同时缺失,不仅种子储藏蛋白质的运输受到严重阻碍,植物的生长发育也受到严重影响,对环境条件的变化更加敏感。研究结果表明,MAG2复合体不仅调控蛋白质的运输,还对植物的生长发育有重要调控作用。     

大鼠睾丸间质细胞的自体吞噬活动

本文结合超微结构和细胞化学观察,研究大鼠睾丸间质细胞(Leydig细胞)中溶酶体的结??构与功能。观察结果表明,大鼠睾丸间质细胞中高尔基体非常发达,在高尔基体的成熟面存在着CMP酶阳性反应的GERL系统,说明这种细胞有不断产生溶酶体的能力。细胞化学结果也证实在睾丸间质细胞有较多的初级和次级溶酶体。睾丸间质细胞不仅有较多的溶酶体,而且还有相当数量的自噬小体,存在着活跃的自体吞噬活动。自噬小体的界膜来源于特化的光面内质网或高尔基体膜囊,包围的内容物主要是光面内质网和少量线粒体。当自噬小体与溶酶体融合后即成为自体吞噬泡,由于酶的消化作用,自体吞噬泡内的细胞器有一系列形态变化。根据CMP酶细胞化学反应,可以区分自噬小体和自体吞噬泡,后者是一种次级溶酶体,呈CMP酶阳性反应。睾丸间质细胞是分泌雄性激素的内分泌细胞,其光面内质网和线粒体在类固醇激素分泌中起重要作用,自体吞噬活动的结果是去除部分内质网和线粒体,可能在细胞水平上起着对雄性激素分泌的调节作用。     

自噬体膜的来源

细胞自噬是指细胞通过自噬-溶酶体(autolysosome)降解变性蛋白聚集物和受损细胞器的过程. 自噬对于细胞内环境的稳态、物质的平衡、胚胎发育以及疾病的发生发挥重要作用. 在电镜下观察,自噬体膜是一个双层脂质膜结构. 细胞中因缺乏除了自噬相关蛋白9 (autophagy-related protein 9,ATG9)以外的自噬体膜相关蛋白,故难以确定自噬体膜的来源. 自噬体膜的来源也因此成为目前自噬研究领域的热点问题. 关于自噬体膜的来源,学术界存在两种观点：一种认为自噬体膜是细胞在自噬体组装位点(pre-autophagosomal structure, PAS)重新合成的;另一种观点则认为自噬体膜来源于细胞已有的某些细胞器(如内质网、高尔基体、内吞体、质膜和线粒体). 该文综述了近年有关自噬体膜来源于细胞已有的某些细胞器的研究进展,旨在为相关领域的研究提供参考.     

细胞内吞和自噬的新标志物VCP/p97

含缬酪肽蛋白(VCP)即p97,是一种广泛存在的膜结合糖蛋白,在细胞活性中有着广泛的功能,作为类似分子伴侣在内质网相关蛋白降解及细胞周期调控中起重要作用。在这些细胞过程中,p97与其辅因子UFD1-NPL4结合,把多泛素化错误折叠的蛋白通过蛋白酶进行降解。新近研究发现,p97能够独立于UFD1-NPL4,参与细胞质内运输和自噬。有趣的是,这些途径通过溶酶体也能够使蛋白降解。我们就近年来VCP/p97在细胞内吞作用和自噬中的作用进行综述。     

利用基因芯片对MxIRT1蛋白膜泡在铁胁迫条件下外排途径的研究

本文以研究缺铁条件下Mx IRT1蛋白膜泡在细胞中的外排途径机制为目的,采用基因芯片方法,发现在铁胁迫环境中,膜泡运输通路相关基因上调表达,推测Mx IRT1蛋白膜泡通过粗面内质网运送至高尔基体,然后通过内体再运送至质膜。该研究有助于进一步研究高等植物中Mx IRT1蛋白相关的铁转运机制。     

内质网应激调控细胞自噬和凋亡

内质网是真核细胞中蛋白质合成、折叠与分泌的重要膜性细胞器。当内源或外源性的刺激导致内质网的蛋白质折叠功能发生紊乱时,内质网腔内累积大量未折叠或错误折叠的蛋白质,并引起一系列后续反应称为内质网应激。此时,细胞启动未折叠蛋白反应,以清除未折叠蛋白并恢复内质网稳态。当内质网应激持续时,未折叠蛋白反应并不足以清除越积越多的未折叠蛋白,也无法去除受损伤的细胞器,细胞自噬被激活。当内质网应激过强或持续时间过长时,过度激活的自噬最终引起细胞死亡。该文就近年来内质网应激调控细胞自噬和细胞凋亡机制的研究进行综述,以期为相关领域的研究者提供新的思路。     

Rab4：细胞囊泡循环运输过程的重要因子

囊泡运输是真核细胞中物质运输及信息交流的重要形式,Rab蛋白在这个过程中发挥着重要功能.Rab4是Rab蛋白家族的成员之一,参与调控早期内体的分选与内体循环途径.Rab4包括Rab4A、Rab4B和Rab4C 3个亚型.本文主要阐述了Rab4的结构特征、主要的效应蛋白和参与运输的货物蛋白以及影响细胞自噬、葡萄糖摄取、神经调节、心脏功能及肿瘤发生方面的功能.     

Caspase-1介导的蛋白质分泌机制新进展

此前多数观点认为内质网一高尔基体运输是经典的分泌型蛋白质分泌出胞的途径。它们要先翻译出一段信号肽,这段信号肽将mRNA连同核糖体转移到内质网上并使合成的蛋白质保存于内质网内,而后通过高尔基体分泌出胞。     

非经典蛋白分泌研究进展

蛋白分泌是细胞间信息交流的重要途径。通常所指的蛋白分泌是经典分泌,即有信号肽的分泌蛋白会进入内质网,通过内质网-高尔基体运输释放。没有信号肽的胞质蛋白可以通过非经典的途径分泌,统称为非经典蛋白分泌。这些分泌蛋白在多个生物学过程中发挥作用,包括发育、代谢和炎症反应等,并且与人类重大疾病相关,如神经退行性疾病和癌症等。虽然对经典蛋白分泌途径已经有较深的了解,且主要内容已列入教科书,但是对非经典蛋白分泌的认识还处于初级阶段。本文就非经典蛋白分泌的研究进展作简要总结。     

蛋白的高尔基体定位

高尔基体既是蛋白质修饰、分选、水解加工的场所,又是分泌物质的转运站,每时每刻都有大量的蛋白进出高尔基体。在这种情况下,高尔基体仍能保持完整且高度有序的结构,表明高尔基体驻留蛋白有精确的定位信号,以保证它们定位于正确的区隔,而不会沿着分泌途径被运输出去。高尔基体内有几种不同类别的膜蛋白,包括糖基转移酶、周缘膜蛋白、病毒蛋白和受体等。研究显示,有多种定位信号和定位机制参与了蛋白的高尔基体定位。     

种子贮藏蛋白的运输、积累和基因表达调控

种子中贮藏蛋白的运输和积累途径主要有：(1)蛋白质合成后经内膜系统转移到蛋白质贮藏液泡(PSV)中积累;(2)合成的蛋白质直接在粗糙内质网的膜囊中积累形成蛋白质体;(3)贮藏蛋白不经高尔基体的加工由粗糙内质网上合成后直接运输到PSV中积累。贮藏蛋白基因的表达受该基因的顺式作用元件和反式作用因子的共同调控,此外染色体的结构也影响贮藏蛋白基因的表达。     

内质网整合膜蛋白SEC62研究进展

内质网是真核细胞内蛋白质加工的必要场所,经过加工的蛋白质才能在内质网中驻留或转运至高尔基体。如果内质网中蛋白质未能正确折叠与运输,内质网内就会累积大量蛋白质,造成内质网应激。SEC62在维护蛋白质稳态中扮演重要作用,它是由399个氨基酸残基组成的内质网跨膜蛋白,能够参与真核细胞中分泌蛋白及膜结合蛋白的翻译后易位,也能够与SEC61通道结合调控内质网中的钙稳态,并在内质网应激恢复过程中被显著激活来维持内质网体积和大小。本文系统地阐述了SEC62的功能、调节的信号通路,及其在包括病毒复制和多种癌症等疾病中的作用及意义,基于这些研究结果可能将SEC62作为抗病毒治疗及肿瘤精确诊断、治疗的新靶点,为新药物的开发提供新思路。     

高尔基体的结构与功能(二)

二、高尔基体的功能高尔基体的主要功能是参与细胞的分泌活动。近年来用细胞化学和放射自显影等技术对此作了深入的研究,阐明了高尔基体在分泌活动中的作用,主要是将由糙面内质网合成的蛋白质作进一步加工、浓缩和运输,形成各种分     

非经典的蛋白质分泌途径

蛋白质分泌是细胞间进行信息传递的重要方式之一。一般的分泌蛋白在其N端都具有信号肽序列,可以通过经典的内质网-高尔基体途径进行运输,并最终分泌到细胞外。近来发现细胞内存在另一类分泌蛋白,它们能够分泌到细胞外发挥功能,但却没有典型的信号肽序列,被称为非经典分泌蛋白。越来越多的证据表明,这类蛋白质的分泌有其独特的机制。本综述了这类蛋白质的各种分泌机制及可能的生理意义。     

囊泡运输的分子细胞机制

内膜系统构成了细胞及细胞器之间的天然屏障,保证重要的生命活动在相对独立的空间内进行。细胞内膜性细胞器之间的物质(如蛋白质、脂类)的运输主要是通过囊泡完成的。囊泡运输需要货物分子、运输复合体、动力蛋白和微管等的参与以及多种分子的调节,包括出芽、锚定和融合等过程。从上世纪60年代开始,人们认识到细胞分泌的蛋白需要先进入内质网,再到高尔基体,然后分泌到其作用部位。之后,信号肽假说被提出和证明。随后的研究完善了囊泡运输的过程,包括经内质网到高尔基体的蛋白质分泌运输过程中关键的调控基因及其作用环节、蛋白质复合物SNARE(可溶性N-乙基马来酰亚胺敏感的融合蛋白附着蛋白受体)在囊泡锚定和融合中的作用机制等。在囊泡运输中的具有代表性的神经细胞突触囊泡中,触发突触囊泡融合的钙感受器(synaptotagmin)能快速准确地将钙信号传递到突触囊泡,通过与SNARE复合体等作用,实现与细胞膜融合并释放神经递质,最终完成神经信息的传递。该文从囊泡运输的研究历史回顾、已有研究成果以及未来展望等三个方面对囊泡运输分子细胞机制进行了阐述。     

哺乳动物非经典分泌信号肽介导重组EGFP蛋白向毕赤酵母细胞壁转运

为探索哺乳动物非经典分泌信号肽在毕赤酵母表达系统中引导重组蛋白分泌的作用,本研究将一段来源于小鼠同源异型框蛋白(En2)的分泌信号序列(SS)融合至EGFP蛋白的N端,在毕赤酵母中表达。实验结果显示SS信号肽能通过一种不同于经典的内质网-高尔基体分泌通路的方式将EGFP蛋白分泌至细胞膜表面,与α交配因子前导肽相比,显著降低了细胞的内质网压力。本研究提示哺乳动物非经典分泌信号肽可作为递送重组蛋白至酵母膜表面的一项工具。     

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。     

内质网压力响应相关的蛋白质降解

内质网相关蛋白质降解途径(ERAD),即蛋白质分泌过程中错误折叠或未折叠的蛋白质在内质网中被识别并逆向运输到细胞质经聚泛素化后由蛋白酶体降解的过程.自从发现该途径后对其机制的阐明一直处于不断探索的阶段.近年来,对ERAD底物识别、逆向运输和泛素化新组分的发现以及新技术的应用,使得该途径的具体分子机制更加清晰.本文全面梳理并综述了内质网应激响应、ERAD降解过程与机理的最新进展,并对模式蛋白底物和最新研究方法进行了总结,以期展示该领域的研究概况.