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。     

真核细胞非经典蛋白分泌途径

在生物体中, 细胞间的信息传递是细胞生长、分化、发育、增殖、凋亡等生命活动的基本保证, 而蛋白分泌是细胞间信息传递的重要方式。大多数分泌蛋白都是通过内质网-高尔基体(ER-Golgi)途径分泌的。然而越来越多的研究表明, 存在着一类无信号肽的分泌蛋白, 这类蛋白不依赖ER-Golgi途径就能分泌到细胞外发挥功能, 被称为非经典分泌蛋白。非经典蛋白的分泌有其特有的机制, 它对ER-Golgi分泌途径是一种必要和有益的补充。非经典分泌与细胞增殖、免疫反应、肿瘤形成、传染病病理学等密切相关。文章旨在对非经典分泌蛋白的特点、分泌机制及生物学意义进行概述。     

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。     

小鼠新分泌蛋白基因mBolA1的克隆与鉴定

采用生物信息学工具预测与实验相结合的方法得到了一个新的小鼠分泌蛋白基因mBolA1。该基因定位于染色体3F2,cDNA全长为730bp,编码137个氨基酸的蛋白,该蛋白含有一个保守的BolA结构域,等电点为9.05。用RT-PCR方法从鼠的混合cDNA库中克隆到mBolA1。Western blot实验表明mBolA1能从瞬转的COS 7细胞中分泌到细胞培养液中。亚细胞定位显示mBolA1定位于细胞浆,且与高尔基体不共定位,提示它是个非经典分泌途径的分泌蛋白。RT PCR显示mBolA1在组织中广泛表达。它的具体功能有待进一步研究。     

利用非经典分泌蛋白质实现脂肪酶A的分泌表达

【目的】以枯草芽孢杆菌脂肪酶A(Lipase A)为报告蛋白,尝试利用4种非经典分泌蛋白质及其前50个氨基酸作为分泌信号以实现其分泌表达。【方法】我们扩增了脂肪酶A的编码基因和非经典分泌蛋白质的编码序列,构建了8种针对脂肪酶A的分泌表达载体,并转化至枯草芽孢杆菌WB800菌株,通过测定重组菌株的酶活、利用蛋白质电泳和免疫印迹等技术检测脂肪酶A的分泌情况【结果】以Pdh A的氨基酸序列和Sod A、Eno的前50氨基酸序列作为分泌信号的重组菌株较好的实现了脂肪酶A的分泌表达。【结论】部分非经分泌蛋白质的编码基因或其前50个氨基酸序列能够引导脂肪酶A分泌至细胞外。     

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。     

肝细胞生成素在睾丸组织中的相互作用蛋白

肝细胞生成素（HPO）具有复杂的生理功能,在睾丸中的高表达提示其在生殖活动中的重要性,而不仅局限于肝再生.构建了酵母表达载体pGBKT7-HPO,采用酵母双杂交系统,以HPO为诱饵蛋白,从人睾丸cDNA文库中寻找能够与HPO相互作用的蛋白质.经过筛选、验证阳性克隆,并进行PCR、测序和序列比对,得到4种相互作用蛋白质：NADH脱氢酶1、钠/钾ATP酶β3亚基、磷脂酶C δ1以及附睾分泌蛋白.提示HPO可能参与了细胞的蛋白质合成,能量代谢等.通过对候选蛋白的研究,为探讨HPO对睾丸组织细胞功能的调节机制提供了重要的线索.     

肝细胞生成素家族成员的作用机制

肝细胞生成素通过激活MAPK和AP-1,以细胞因子的方式促进肝细胞的增殖.同时,该家族又具有巯基氧化还原酶活性,主要与线粒体参与的铁硫蛋白成熟和线粒体膜间隙蛋白的转运折叠有关.人们对肝细胞生成素家族成员功能的认识,已经超出了原来仅具有促细胞增殖功能的局限,发现其参与了更加广泛的生物过程.     

氯霉素和四环素阻碍细菌蛋白分泌研究进展

氯霉素和四环素发挥活性的一个途径就是阻碍细菌蛋白质的分泌,其分泌功能是由其氨基端的信号序列决定的,该序列能将蛋白质引导到由SecY,E,G和A组成的转运蛋白复合体上。蛋白的转运还取决于融合蛋白的折叠特点,蛋白质转运到周质后的错误折叠可导致毒素聚集体形成,快速折叠还会使转运复合体发生拥堵,使所有的蛋白质分泌都受到抑制,导致细胞死亡。抗生素氯霉素和四环素处理细菌后会导致转运复合体中SecY的降解,造成致命的蛋白拥堵。现就抗生素氯霉素和四环素的干扰细菌蛋白质合成的作用机制以及导致SecY的降解来发挥阻碍细菌蛋白质分泌活性的一个新模式进行概述,以期为探讨新的靶向细菌的治疗方法提供科学依据。     

利用酿酒酵母YPG30验证橡胶树白粉菌OhIsc1蛋白的分泌功能

橡胶树白粉菌(0idium heveae)引起的橡胶树白粉病严重影响天然橡胶产量而造成经济损失.水杨酸(salicylic acid,SA)是植物细胞内一种重要的抗病防卫反应的信号分子.植物病原物在致病过程中会分泌出异分支酸酶(isochorismatase,ISC)水解异分支酸,从而抑制植物中SA的积累并影响植物的抗病性.本研究通过生物信息学方法鉴定到橡胶树白粉菌中存在一个异分支酸酶同源蛋白的编码基因(OhIsc1),长度为693 bp,具有3个内含子,cDNA大小为600 bp,编码199个氨基酸,且该蛋白为预测的非经典型分泌蛋白,具有ISC保守结构域,属于异分支酸酶蛋白家族,但不具有信号肽.利用同源克隆法获得OhIsc 1的cDNA序列,并构建pYES2-0hIsc1载体,将载体转化到酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)菌株YPG30,获得表达OhIsc 1的转化子.通过Western blot免疫印迹方法在转化子的胞外液中检测到OhIsc1-HA,表明OhIsc1可被酵母细胞分泌至胞外.本研究证实OhIsc1为分泌蛋白,为后续深入研究验证OhIsc 1的分泌功能及其在病菌致病过程的角色提供了基础.     

人分泌粒蛋白III的克隆和表达(英文)

研究了一个新的人分泌蛋白基因_分泌粒蛋白III(secretograninIII,SgIII)。SgIII蛋白序列共有 4 6 8个氨基酸残基 ,N端有一段疏水信号肽 ,序列中含有DSTK重复序列和 7对二元碱性氨基酸 (dibasicsites) ,这些结构特点同其他分泌粒蛋白家族成员相类似。人源SgIII蛋白在小鼠、大鼠和爪蟾中各有一个同源蛋白。基因组分析表明 ,SgIII基因位于人 15号染色体上 ,含有 12个外显子 ,分布在 39kb长的基因组DNA上。Western印迹和免疫细胞化学实验证实 ,SgIII蛋白同其他分泌粒蛋白家族成员一样 ,通过分泌途径被分泌到胞外。SgIII在多种组织中都有表达 ,Northern印迹显示SgIII的mRNA主要有 2 .2kb和 1.9kb两种形式 ,但在脑中还有 4 .5kb和 3.3kb大小的两种特异转录本。     

重组蛋白在大肠杆菌周间腔的分泌表达

大肠杆菌是用于生产重组蛋白的重要工程宿主菌。但是,要获得足够的正确折叠的蛋白还存在一定的缺陷,其中一种解决此问题的方法就是使重组蛋白分泌到大肠杆菌的周间腔里。在这篇综述中,主要讨论了使重组蛋白分泌表达至大肠杆菌周间腔的近期的研究进展。     

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。     

X-连锁肾上腺-脑白质营养不良蛋白的结构与功能

X-连锁肾上腺 脑白质营养不良基因（ALD基因）编码的ALD蛋白（ALDP）是4种人类ABCD转运蛋白之一,为一种半ABC转运蛋白,既有ABC(ATP binding cassette)转运蛋白的共有特征,又有过氧化物酶体膜蛋白的特点. 其功能可能是将胞浆中极长链饱和脂肪酸（VLCFA）或其衍生物转运到过氧化物酶体内,并在其中进行β氧化. 已报道的ALD基因突变有900多个,其后果多种多样,但最终都使VLCFA或其衍生物无法进入过氧化物酶体,从而使VLCFA在体内蓄积. 作者认为,ALDP是研究ABCD转运蛋白,乃至所有ABC转运蛋白的一个极好模型.     

毕赤酵母外源蛋白分泌途径的研究进展

毕赤酵母作为一种重要的表达外源蛋白的宿主,提高其外源蛋白的分泌量非常有必要。近年来很多学者报道了与毕赤酵母外源蛋白分泌相关的基因、蛋白质,同时毕赤酵母基因组的公布加快了这方面的研究进展。文章根据外源蛋白分泌的途径,分步骤地总结了涉及的基因和蛋白,有利于分析控制蛋白分泌效率的具体步骤,为构建更加高效的毕赤酵母表达系统提供参考。     

乙酰胆碱酯酶的非经典功能及其与A1zheimer's疾病的关系

乙酰胆碱酯酶（acetylcholinesterase,AChE)是主要存在于神经系统的一种水解酶,其经典功能是水解神经递质乙酰胆碱,从而终止神经冲动的传递。但是近年来,研究者发现许多证据表明它具有“非经典”的新功能,引起了人们的关注。除了水解神经递质乙酰胆碱的经典功能外,AChE对神经细胞的分化、迁移,突触的形成,造血系细胞和肿瘤细胞的增殖与分化调控也有作用。最近的研究结果显示：AChE可能在细胞凋亡过程中起重要作用,这对于认识Alzheimer‘s疾病（AD）的发病机理又有新的进步。     

Secretory Granule Membrane Protein Recycles through Multivesicular Bodies

The recycling of secretory granule membrane proteins that reach the plasma membrane following exocytosis is poorly understood. As a model, peptidylglycine α‐amidating monooxygenase (PAM), a granule membrane protein that catalyzes a final step in peptide processing was examined. Ultrastructural analysis of antibody internalized by PAM and surface biotinylation showed efficient return of plasma membrane PAM to secretory granules. Electron microscopy revealed the rapid movement of PAM from early endosomes to the limiting membranes of multivesicular bodies and then into intralumenal vesicles. Wheat germ agglutinin and PAM antibody internalized simultaneously were largely segregated when they reached multivesicular bodies. Mutation of basally phosphorylated residues (Thr⁹⁴⁶, Ser⁹⁴⁹) in the cytoplasmic domain of PAM to Asp (TS/DD) substantially slowed its entry into intralumenal vesicles. Mutation of the same sites to Ala (TS/AA) facilitated the entry of internalized PAM into intralumenal vesicles and its subsequent return to secretory granules. Entry of PAM into intralumenal vesicles is also associated with a juxtamembrane endoproteolytic cleavage that releases a 100‐kDa soluble PAM fragment that can be returned to secretory granules. Controlled entry into the intralumenal vesicles of multivesicular bodies plays a key role in the recycling of secretory granule membrane proteins.     

AP-1辅助激活因子JAB1的分子克隆及其与肝细胞生成素的相互作用

利用酵母双杂交方法,用肝细胞生成素(HPO)作为诱饵蛋白在人胎肝cDNA文库中筛选到能与HPO相互作用的蛋白：AP-1辅助激活因子JAB1.并用PCR方法从人胎肝cDNA文库中扩出JAB1全长cDNA,进行GST-JAB1原核融合蛋白表达与纯化.蛋白质结合实验表明,JAB1与人重组HPO以及COS7真核表达的HPO在体外有结合作用.