未折叠蛋白质应答

内质网是真核细胞中蛋白质合成、折叠与分泌的重要细胞器.细胞进化出一套完整的机制来监督和帮助内质网内蛋白质的折叠与修饰.而当错误折叠的蛋白质累积时,细胞通过一系列信号转导途径,对其进行应答,包括增强蛋白质折叠能力、停滞大多数蛋白质的翻译、加速蛋白质的降解等.如果内质网功能素乱持续,细胞将最终启动凋亡程序.这些反应被统称为未折叠蛋白质应答(unfolded protein response,UPR).UPR是多个信号转导通路的总称,包括IRE1-XBP1、PERK-ATF4以及ATF6等信号途径.除了应激条件外,UPR还被用于正常生理条件下的调节,例如胆固醇合成代谢的负反馈调控.     

未折叠蛋白应答与疾病的关系

在Ca2 稳态平衡紊乱、葡萄糖饥饿、错误折叠蛋白质的表达、蛋白质糖基化的抑制或胆固醇合成超载等胁迫条件下,会导致内质网内积累大量的未折叠蛋白质,形成内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS),对细胞产生根本性的危害。在应激条件下,内质网会产生未折叠蛋白应答(unfolded protein responseUPR),通过改变细胞的转录和翻译过程来缓解内质网应激,维持细胞功能;但是,如果细胞长时间处于UPR条件下,则会诱导细胞凋亡。     

酿酒酵母细胞中内质网应激与未折叠蛋白反应的研究进展

内质网应激激活的未折叠蛋白反应(Unfolded protein response,UPR)途径在酿酒酵母和哺乳动物细胞中是非常保守的。内质网(Endoplasmic reticulum,ER)是蛋白质合成、折叠和修饰的细胞器,也是贮存钙的主要场所之一。酵母细胞内质网钙平衡与UPR的作用是相互的;两个MAPK途径——HOG途径和CWI途径都是细胞应答内质网应激压力时生存所必需的;重金属镉离子能够激活UPR途径,它通过激活钙离子通道Cch1/Mid1进入细胞影响钙离子的功能。本文结合最新研究进展对酿酒酵母细胞中的两个MAPK途径、镉离子和钙离子稳态与内质网应激激活的UPR途径之间相互关系进行综述。     

未折叠蛋白反应—从内质网到细胞核的细胞内信号传导

在真核细胞中,内质网（ER）中未折叠蛋白聚集时,细胞为生存便会启动未折叠蛋白反应（unfolded protein response,UPR）,这种反应首先发现于酵母中,而其保守性使人们对哺乳动物细胞的RPR有了一定的认识。近年来发现哺乳动物细胞的RPR不仅参与蛋白质合成和分泌通路的调节,还与蛋白质翻译水平下调、细胞周期停滞、细胞凋亡及内质网相关性蛋白质降解（ER-associated degradation,ERAD）等生理过程有关。     

内质网应激／未折叠蛋白反应与非酒精性脂肪性肝病

近年来,由于内质网应激／未折叠蛋白反应可影响物质代谢途径中的许多环节,故在非酒精性脂肪性肝病中起的作用越来越受到重视。现就内质网应激／未折叠蛋白反应在非酒精性脂肪性肝病中的作用和影响作一综述。     

未折叠蛋白反应的信号转导

在内质网中,分泌性蛋白、跨膜蛋白和内质网驻留蛋白折叠成天然构象,经过修饰后,形成有活性的功能性蛋白质。如果蛋白质在内质网内的折叠受到抑制,造成未折叠蛋白聚集,将引起内质网应激。激活未折叠蛋白反应（unfolded protein response,UPR）,使蛋白质的生物合成减少,内质网的降解功能增强,从而降低内质网负担,维持细胞内的稳态。如果内质网应激持续存在,则可能诱发细胞凋亡。研究表明,未折叠蛋白反应能在多种肿瘤细胞中发生,并能促进肿瘤细胞的生长。本文对未折叠蛋白反应与肿瘤研究的最新进展进行综述。     

重组蛋白正确折叠与修饰的提高策略

随着分子生物学的研究和不断发展,基因表达技术有了很大的进步。到目前为止,人们已经研究出多种表达系统用以生产重组蛋白,但没有一种表达系统能够完全满足当前需要,各种活性肽和蛋白质类药物的需求逐年攀升,不仅对表达量有要求,更需要正确的翻译后折叠、修饰,使表达蛋白和天然构象更加接近,具有更高的活性和稳定性。结合目前的研究工作从表达系统与宿主、分泌表达、共表达、融合表达和培养条件等方面综述了其对重组蛋白正确折叠以及翻译后修饰的影响,并提出可能改进的策略。     

内质网应激与帕金森病

内质网是细胞内最重要的细胞器之一,内质网功能与细胞状态密切相关。异常蛋白在内质网的堆积、胆固醇代谢异常、钙代谢紊乱等均能引起内质网应激。内质网应激在细胞生理病理中发挥重要作用。研究表明:内质网应激与神经退行性疾病,如帕金森病密切相关。该文简单概述了内质网应激与帕金森病之间的关系。     

非折叠蛋白质应答对人胚肾细胞293A迁移特性的影响

为了研究非折叠蛋白质应答对器官发生的影响,应用衣霉素诱导非折叠蛋白质应答并观察其对人胚肾细胞系293A迁移特性的影响。在实验中,应用划痕法对细胞迁移进行观察,并应用细胞黏附实验、荧光染色技术、扫描电镜技术及免疫印迹实验分别对细胞黏附特性、微管及微丝、细胞表面边缘的突起及小分子GTPase的表达水平进行研究。结果表明,非折叠蛋白质应答可以抑制细胞迁移,进一步的研究发现,非折叠蛋白质应答可以降低细胞的黏附能力、引起细胞骨架的重排、抑制伪足的形成并降低RhoA的表达水平。这提示,非折叠蛋白质应答可能通过抑制应激细胞的迁移为应激细胞的功能修复赢得了时间,在器官发生过程中发挥作用。     

植物内质网胁迫研究进展

内质网是蛋白质折叠和蛋白质糖基化修饰的重要场所。在内质网中存在多种调控机制来确保其中的蛋白质被正确地折叠、修饰和组装,以维持内质网稳态,这对于细胞正常的生理活动十分重要。然而,多种物理、化学因素均可使内质网稳态失衡,即在应激条件下,错误折叠和未折叠蛋白质的大量积累将导致内质网胁迫(endoplasmic reticulum stress, ERS),进而会引起未折叠蛋白质响应(unfolded protein response, UPR),极端情况下还会启动细胞程序性死亡(program cell death, PCD)。目前,植物内质网胁迫方面的研究较酵母和动物滞后,因此,从内质网质量控制系统和未折叠蛋白质响应2个方面对植物内质网胁迫现有研究进行了综述,以期为进一步理解内质网胁迫与植物逆境胁迫的关系提供参考。     

生命,死亡,未折叠蛋白反应与细胞凋亡

发生在细胞内的未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)是对内质网中未折叠蛋白聚积的应答。轻度内质网应激引起未折叠蛋白反应,出现新蛋白合成的暂停,使内质网有时间合成更多的分子伴侣来折叠蛋白质,从而使其功能恢复正常;严重或持续的内质网应激反应将导致细胞凋亡。     

未折叠蛋白响应的激活机制

未折叠蛋白在内质网（endoplasmic reticulum,ER）腔中累积造成ER应激，此时细胞启动未折叠蛋白响应（unfolded protein response,UPR）以恢复蛋白质稳态。目前已知有三种UPR感受器，即IRE1、PERK和ATF6，它们均为ER跨膜蛋白，在ER应激时被激活并启动下游UPR信号通路。虽然UPR感受器最早是在研究细胞如何应对ER应激时发现的，但它们如何感知ER应激至今未得到完满的回答。随着研究的深入，人们发现UPR的功能不仅限于维持蛋白质稳态，而UPR感受器也不是只对未折叠蛋白累积作出响应。本文对UPR的发现及其经典通路作一介绍，着重阐述目前已知的UPR感受器的激活机制，并就UPR和ER应激关系以及该领域存在的问题进行讨论。     

热激转录因子HSFA1d参与植物内质网胁迫应答

环境胁迫是全球范围内影响植物正常生长发育的重要因素之一.研究植物的抗逆机制,运用生物技术提高作物的抗逆性,不仅具有重要的科学意义,也对农业生产具有重要的促进作用.内质网是蛋白合成和加工的重要场所,当环境胁迫引起内质网中错误折叠蛋白积累时,就会引起一个保守的未折叠蛋白应答(UPR)机制,帮助细胞达到一个新的平衡状态.热激转录因子HSFA1s在植物细胞质热激反应过程中起着重要的作用.本研究证明,拟南芥HSFA1d的表达受内质网胁迫的诱导,过表达HSFA1d的转基因植株对内质网胁迫诱导剂衣霉素(TM)具有一定程度的抗性.统计显示,在TM板上生长的转基因植株出真叶率明显提高.亚细胞定位显示,HSFA1d在正常条件下定位于细胞质中,当受到内质网胁迫时,HSFA1d从细胞质转移到细胞核中.HSFA1d可以调控UPR下游基因的表达.这些结果表明,经典的热激反应相关热激转录因子HSFA1d也参与了植物的内质网未折叠蛋白应答过程.     

内质网应激信号通路在肝纤维化中的研究进展

肝纤维化是各种因素导致的胶原大量沉积和炎症过度反应的病理过程,严重威胁人类的健康。寻求有效的肝纤维化治疗策略是全球性的医学难题。内质网损伤导致内质网应激,激活未折叠蛋白应答,介导三种跨膜蛋白(PERK、IRE1、ATF6)途径来维持内质网稳态,恢复内质网功能,而长期或过强的应激状态将诱导细胞相关凋亡信号表达和自噬,促进细胞死亡。目前研究发现内质网应激在肝纤维化的发生发展和逆转中起着重要作用。本文就内质网应激信号通路在肝纤维化中的作用进行综述。     

未折叠蛋白反应在胰腺癌发生发展中的作用及意义

胰腺癌是一种致死率相当高的消化系统肿瘤，其起病隐蔽导致早期诊断困难。近期研究发现，内质网应激 (endoplasmic reticulum stress，ERS) 状态下的未折叠蛋白反应 (unfolded protein response，UPR) 通路的调节作用，对于胰腺癌发生发展至关重要。UPR通路伴侣蛋白 GRP78 抑制了胰腺导管腺癌 (pancreatic adenocarcinoma，PDAC)细胞的凋亡，并增强了其化学抗性和耐药性。而 UPR 途径及其调节因子对于血管内皮生长因子 (vascular endothelial growth factor，VEGF) 的调节作用，有助于胰腺癌抵抗缺血缺氧环境。尝试靶向 UPR 途径关键调节因子的药物来控制胰腺癌的研究，可以为胰腺癌的治疗开辟新的途径。本文通过对近年来 UPR 在胰腺癌发生发展中的作用及意义进行综述，希望为通过调控 UPR 通路作为针对治疗胰腺癌的关键过程的一种新型抗癌方法研究提供参考。     

未折叠蛋白反应在胰腺癌发生发展中的作用及意义

胰腺癌是一种致死率相当高的消化系统肿瘤,其起病隐蔽导致早期诊断困难。近期研究发现,内质网应激 (endoplasmic reticulum stress,ERS) 状态下的未折叠蛋白反应 (unfolded protein response,UPR) 通路的调节作用,对于胰腺癌发生发展至关重要。UPR通路伴侣蛋白 GRP78 抑制了胰腺导管腺癌 (pancreatic adenocarcinoma,PDAC)细胞的凋亡,并增强了其化学抗性和耐药性。而 UPR 途径及其调节因子对于血管内皮生长因子 (vascular endothelial growth factor,VEGF) 的调节作用,有助于胰腺癌抵抗缺血缺氧环境。尝试靶向 UPR 途径关键调节因子的药物来控制胰腺癌的研究,可以为胰腺癌的治疗开辟新的途径。本文通过对近年来 UPR 在胰腺癌发生发展中的作用及意义进行综述,希望为通过调控 UPR 通路作为针对治疗胰腺癌的关键过程的一种新型抗癌方法研究提供参考。     

过量表达内质网小分子热激蛋白增强番茄的衣霉素抗性

真核细胞内质网腔内未折叠蛋白的过度积累会引起内质网胁迫（ER胁迫）,继而激活未折叠蛋白应答（UPR）信号途径,诱导内质网定位的分子伴侣的大量表达（如BiP和calnexin等）。本工作将CaMV35S启动子驱动的内质网小分子热激蛋白基因（ER-sHSP）导入番茄,发现ER-sHSP的过量表达提高了转基因番茄整株对衣霉素的抗性。衣霉素处理使未转基因番茄中BiP和calnexin基因的表达迅速升高,转基因番茄中这两个基因的表达也有增加,但表达强度明显低于未转基因番茄。说明ER-sHSP能够减轻ER胁迫,并可能参与UPR信号转导途径。     

古菌中蛋白甲基化修饰的研究进展

蛋白甲基化修饰是翻译后修饰的主要方式之一,越来越多的报道证实古菌中存在这类蛋白修饰。目前古菌中一些甲基转移酶已经鉴定出来,但对其作用机制还不太清楚。本文对目前古菌中已经发现的蛋白质甲基转移酶和甲基化修饰可能的作用进行了总结。古菌中蛋白的甲基化修饰能够提高蛋白稳定性、影响侧链构象变化及与其他分子的相互作用,涉及DNA损伤修复和应激反应等途径。最后,本文对今后古菌中蛋白甲基化修饰的研究方向进行了展望。     

内质网应激介导的细胞凋亡

内质网是细胞内重要的细胞器,内质网功能的损伤引起ER应激(ERS).内质网通过激活未折叠蛋白质反应(UPR)以保护由内质网应激所引起的细胞损伤,恢复细胞功能,包括暂停早期蛋白质合成、内质网分子伴侣和折叠酶的转录激活、内质网相关性降解(ERAD)的诱导.长期过强的内质网应激诱导内质网相关性细胞凋亡,清除受损细胞,包括内质网应激诱导CHOP/GADD153表达、JNK的激活以及caspase-12蛋白水解酶的活化等一系列生物学效应.