植物病毒蛋白核质转运的研究进展

植物病毒编码一些含有核定位信号(nuclear localization signal,NLS)或者核输出信号(nuclear export signal,NES)的核质转运蛋白,这些已被验证的转运蛋白有三种类型:核输入蛋白、核输出蛋白和核质穿梭蛋白。它们通过识别寄主核质转运受体Importinα和Importinβ,介导含有经典核定位信号的蛋白质入核过程,以及寄主蛋白Ran参与,由XPO1介导的富含亮氨酸核输出信号的蛋白质出核过程。植物病毒核质转运蛋白利用寄主的转运机制,进出细胞核发挥相应功能,如介导病毒基因组的核输入和核输出、介导病毒长距离运输及系统侵染、抵抗寄主细胞启动的RNA沉默、调节寄主细胞转录活性、调控病毒的复制及表达和参与病毒症状的形成等。对植物病毒蛋白核质转运的相关研究进展进行综述,着重介绍植物病毒蛋白核质转运类型、核输入和输出信号、转运机制和生物学意义,以及寄主蛋白介导的互作等研究的最新成果。     

核定位信号及其在病毒感染机制中的研究进展

核定位信号介导的蛋白入核是细胞内信号传递网络中核内外物质信息交流的重要一环,绝大多数病毒蛋白进入细胞核均需要核质转运受体识别和结合入核蛋白携带的核定位信号序列。病毒蛋白的入核转运机制在病毒感染过程中起着至关重要的作用,对于病毒的复制、毒力具有重要意义,针对该机制的研究有利于新的抗病毒靶点的发现。本文对核定位信号的分类信息进行了总结,并对不同的核质转运受体及其介导的入核机制进行了比较分析,概述了病毒入核蛋白及其核定位信号在病毒感染机制中的研究发现。     

细胞因子和生长因子信号转导途径中信号蛋白分子的核转运机制

信号蛋白分子的入核及出核转运是细胞因子和生长因子信号转导途径中的重要环节.核定位序列（NLS）是信号蛋白分子上与入核转运相关的氨基酸序列.核孔复合物（NPC）、核转运蛋白importin和能量供应体Ran/TC4在入核转运过程中也发挥了重要作用.另外,很多细胞因子和生长因子或其受体上所含有的NLS序列也具有核定位功能,并可能通过“伴侣机制”参与其他信号蛋白分子的入核转运.     

细胞核质转运受体——α输入蛋白与核质转运

核转运受体——α输入蛋白(importin α)是输入蛋白家族中重要的成员之一,能帮助具有核定位信号的蛋白质入核,在蛋白质的入核过程中充当着十分重要的角色。α输入蛋白通过对底物核质转运的精确调控影响细胞的基因转录,周期运转和增殖分化等生命活动。本文着重就核转运受体——α输入蛋白入核转运的机制及近年来取得的相关研究进展进行综述。     

KPNB1和Ran蛋白共同介导新城疫病毒基质蛋白的入核转运

【目的】鉴定与新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)基质蛋白(matrix protein,M)入核相关的细胞蛋白,以阐明NDV M蛋白细胞核定位的分子机制。【方法】从鸡胚成纤维细胞中分别克隆核转运受体蛋白KPNA1–KPNA6和KPNB1基因,将其构建到真核表达载体,并与表达NDV M蛋白的重组真核表达载体分别共转染HEK-293T细胞,通过免疫共沉淀方法鉴定与NDV M蛋白相互作用的核转运受体蛋白。另外,将M蛋白与Ran蛋白突变体或与M蛋白互作的核转运受体蛋白缺失体分别共表达,通过荧光共定位确定M蛋白入核转运相关的细胞蛋白。【结果】构建的重组真核表达载体在HEK-293T细胞中能够正确表达;通过间接免疫荧光观察发现,重组蛋白中除Myc-KPNA2蛋白定位在细胞质外,其它核转运受体蛋白均与M蛋白表现出相同的细胞核定位。免疫共沉淀试验结果表明,M蛋白与KPNA1蛋白和KPNB1蛋白均存在相互作用。进一步通过荧光共定位观察发现,M蛋白与KPNA1蛋白缺失体(DN-KPNA1)共表达不改变M蛋白的细胞核定位,而与KPNB1蛋白缺失体(DN-KPNB1)共表达后导致M蛋白变为细胞质定位,说明M蛋白入核转运需要KPNB1蛋白的参与。另外,将M蛋白与Ran蛋白突变体Ran-Q69L共表达,荧光观察发现M蛋白同样由细胞核定位变为细胞质定位,说明M蛋白入核转运还需要Ran蛋白的辅助。【结论】KPNB1和Ran蛋白共同介导NDV M蛋白的入核转运,其过程是KPNB1蛋白首先和M蛋白发生相互作用并形成复合物,然后通过Ran蛋白的辅助作用完成入核转运。     

圆环病毒Cap基因及其编码的衣壳蛋白研究进展

圆环病毒负义链上的Cap基因是基因组中变化最大的基因,其编码病毒的衣壳蛋白,具有良好的免疫原性,N端的核定位信号与病毒的定位有关。本文对圆环病毒Cap基因的序列特点、编码衣壳蛋白氨基酸序列的特点、基本功能、在病毒复制、运输中的作用以及与MKRN1蛋白、热激蛋白Hsp40、受体蛋白gC1qR、补体因子C1qB的相互作用进行了总结,旨在阐明衣壳蛋白在病毒吸附、复制以及运输中发挥着重要作用,为今后深入研究提供重要的理论依据。     

植物中的核质转运相关蛋白

细胞内各个生命过程的有序进行需要生物大分子在细胞核与细胞质之间有选择、有控制地转运.而细胞核膜的存在为大分子的自由穿梭设置了屏障,因此生物大分子在细胞核与细胞质之间的转运要依赖于一些受体蛋白.输入蛋白β(importinβ)是首先从人类细胞中发现的生物大分子向细胞核输入的受体,其后相继鉴定出多个与输入蛋白β具有同源性的细胞核转运受体,命名为类输入蛋白β.这些转运受体介导的转运过程在生物有机体之间高度保守,在动物及酵母中调控核质穿梭以及各个信号过程的组分与分子机制研究较为清楚,但在植物中相对匮乏.本文在介绍细胞核转运受体共有结构特点和转运机制基础上,重点综述了植物细胞核转运受体的最新研究进展以及这些受体在植物信号转导中的重要调节作用.     

XPO1/CRM1介导的核质运输与疾病治疗

蛋白质在细胞中的定位和分布非常重要,蛋白质的错误定位或者异常调节将会导致各种疾病的产生,包括癌症、炎症、自身免疫性疾病等。XPO1(又称CRM1)是核输出蛋白受体importinβ家族的重要成员,主要负责一些肿瘤抑制蛋白、生长调节蛋白如p53、p21、FOXO、PI3K/AKT、Wnt/β-catenin、AP-1和NF-κB等的核输出,通过小分子化合物来调节XPO1介导的特异性蛋白质的核输出,从而恢复一些重要蛋白质在核内的正常分布及功能,是治疗相关疾病的一种有效方法。本综述介绍XPO1介导的核输出机制以及靶向核输出蛋白XPO1治疗疾病的研究进展。     

植物细胞质介导GFP-NLS蛋白入核转运的HeLa细胞系统的建立

细胞核作为细胞中重要的遗传物质存储、复制和转录的结构,牵涉着大量信息和物质的传输活动,尤其是蛋白质的入核转运一直以来都是研究的热点问题之一。本文利用病毒SV40抗原蛋白中的核定位信号（nuclear localization signal,NLS）标记GFP蛋白,通过拟南芥细胞质的介导,利用HeLa细胞核建立起了研究蛋白质入核转运的半细胞体系。结果显示,植物细胞质结合NLS片段能改变GFP在HeLa细胞核内外的分布,实现对目标蛋白入核过程的介导,使GFP-NLS最后定位于细胞核内。这也意味着通过HeLa细胞建立起的半细胞体系能为蛋白入核转运研究提供一个有效的研究体系。     

植物细胞质介导GFP-NLS蛋白入核转运的HeLa细胞系统的建立北大核心CSCD

细胞核作为细胞中重要的遗传物质存储、复制和转录的结构,涉及大量信息和物质的传输活动,尤其是蛋白质的入核转运一直以来都是研究的热点问题之一。本研究证明,植物细胞质可以有效应用于动物细胞体系研究蛋白质入核转运。本文利用病毒SV40抗原蛋白中的核定位信号(nuclear localization signal,NLS)标记绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP),通过拟南芥细胞质的介导,利用He La细胞核建立研究蛋白质入核转运的半细胞体系。结果显示,植物细胞质结合NLS片段能改变GFP在He La细胞核内外的分布,实现对目标蛋白入核过程的介导,使GFP-NLS最后定位于细胞核内。这也意味着通过He La细胞建立起的半细胞体系能为蛋白质入核转运研究提供一个有效的研究体系。     

原型泡沫病毒Bel1蛋白核定位信号精细定位及相互作用核输入蛋白初探

Bel1是原型泡沫病毒(Prototype foamy virus,PFV)的反式激活因子,在病毒的复制周期中发挥关键作用。研究表明,Bel1含有核定位信号(Nuclear localization signal,NLS),但其精确氨基酸组成尚不明确,介导其入核的核输入蛋白亦未见报道。本研究利用插入Bel1截短片段的EGFP-GST融合表达体系,通过绿色荧光观察其亚细胞定位,首次精确确定Bel1NLS序列为215PRQKRPR221;定点突变明确了K218、R219和R221为Bel1核定位的必需残基,证明Bel1NLS属单分型核定位信号;GST-Pulldown实验显示这段序列可与α核输入蛋白(Importinα/Karyopherin alpha,official symbol:KPNA)KPNA1、KPNA6和KPNA7相互作用,即Bel1可能藉此转运入核。     

新城疫病毒M蛋白在病毒毒力和复制中的作用研究进展

M蛋白是新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)基因组编码的一种非糖基化膜相关蛋白,主要位于病毒囊膜内表面,构成病毒囊膜与核衣壳连接的支架。研究表明,M蛋白是一种细胞核-细胞质穿梭蛋白,在抑制细胞基因转录和蛋白质合成以及协助病毒粒子组装和出芽方面发挥了重要作用。目前,国内外对NDV毒力和复制的关系研究主要集中在病毒的F、HN和V蛋白以及RNP复合体,但是近年来研究人员利用反向遗传操作技术研究发现M蛋白与NDV毒力和复制也存在一定的联系。因此,本文主要对NDV M蛋白的结构特征、M蛋白对NDV毒力和复制的影响及其作用机制进行综述,以期为NDV M蛋白的功能研究提供新的理论参考。     

猪瘟病毒Core蛋白核仁定位序列鉴定

黄病毒科病毒核衣壳蛋白的核仁定位在病毒颗粒包装与病毒复制中发挥重要作用。为鉴定黄病毒科的猪瘟病毒Core蛋白核仁定位序列,本研究构建了将Core蛋白、截短突变体和氨基酸位点突变体分别与增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein, EGFP )融合的真核表达质粒,转染至PK15细胞后进行表达和定位分析,结果显示 Core蛋白核仁定位序列为PESRKKL,其关键氨基酸为R76K77,对理解猪瘟病毒Core蛋白结构与功能和为后续研究Core蛋白在病毒复制及颗粒包装中的作用有重要意义。     

Importin的结构与功能研究进展

输入蛋白(importin)是一类广泛分布于真核生物、相对保守的,将胞质内的转录因子、剪接因子、核糖体蛋白和病毒衣壳蛋白等通过核孔复合体运输到核内的蛋白。Importin由α和β两个亚基构成,每个亚基又包含多个成员。研究表明,importin与再生、肿瘤、阿尔茨海默病、口蹄疫病等及其他疾病的发生紧密相关。该文就importin的基因结构、蛋白结构、功能以及与生理和病理活动的相关性等方面的研究进展进行简要总结。     

Rev蛋白: 抗HIV-1感染的新靶点

病毒颗粒蛋白表达调节因子(regulatorofvirionproteinexpression,Rev)是HIV-1转录过程中不可缺少的调控蛋白。Rev与病毒mRNA的Rev应答元件(revresponseelement,RRE)相互作用,加速mRNA向核外转运。Rev缺乏或者不能进入细胞核,未剪接和部分剪接的mRNA将在核内完全降解,导致HIV-1的复制被阻断。Rev在HIV-1复制周期中起着重要的反式调节作用,是寻找新作用机制和不易产生耐药性的抗艾滋病药物的新靶点。该文介绍Rev介导的核质转运过程和Rev蛋白的相关抑制剂。     

凡纳滨对虾输入蛋白α4基因的克隆及表达分析

输入蛋白α(importinα)是核转运蛋白家族中的重要成员,在帮助有核定位信号的蛋白质的入核中起到了至关重要的作用,然而在对虾中,还没有输入蛋白α家族的成员被发现。本研究首次克隆并鉴定了一种凡纳滨对虾中的importinα基因,命名为Lv IMα4,其基因全长c DNA为2 147 bp,包含长度为1 572 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF),编码524个氨基酸,包括一个N端的输入蛋白β结合(importin-β-binding,IBB)域和一个包含8个串联重复序列(tandem armadillo,ARM)的核定位信号(nuclear location signal,NLS)中央结合结构域。实时荧光定量PCR(RT-PCR)分析表明Lv IMα4在被测试的所有组织中都有表达,其中在表皮、胃、神经、肌肉和肠中的表达量较高。白斑综合征病毒(white spot syndrome virus,WSSV)感染后,凡纳滨对虾血液中Lv IMα4基因的表达量呈先下降后上升趋势,在感染后12 h降至最低,随后逐渐升高,在感染后72 h达到最高水平。副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)感染后凡纳滨对虾血细胞中Lv IMα4基因表达量都低于对照组,24 h达到最低水平,为对照组的0.34倍。所有实验结果表明,Lv IMα4基因可能参与凡纳滨对虾抗病免疫应答途径。     

EB病毒潜伏膜蛋白1调节EGF受体核移位

EB病毒编码的病毒潜伏膜蛋白1(LMP1)是重要的致瘤蛋白, 一直以来是EB病毒致瘤机制的研究核心. 传统的受体学说认为, 细胞膜受体作为第一信使, 在细胞膜上与其配体结合发挥生物学效应. 但近年来, 对EGFR家族成员受体核移位在基因表达调控中意义的研究, 拓宽了人们对细胞膜受体生物学功能的认识. 利用我们建立的Tet-on系统调控LMP1表达的细胞系, 采用Western blot和激光共聚焦显微镜等技术证实, LMP1可调控EGFR的核移位, 并呈一定的剂量效应. 通过GFP与EGFR及不同突变体的融合蛋白在细胞内的表达发现, EGFR的核定位信号在其核移位过程中起着一定的作用, 并初步发现LMP1调控EGFR核移位为配体非依赖性.     

蛋白质入核转运的机制和研究进展

细胞核膜是由外膜和内膜组成的磷脂双分子层结构,同时镶嵌一些核孔复合体（NPC）.核孔复合体是胞浆和胞核之间主动和被动转运的生理屏障.核内功能蛋白在胞浆内合成后通过核孔复合体进入胞核,这个过程除了需要NPC上核孔蛋白、胞浆内核转运受体和RanGTP等蛋白的参与外, 货物蛋白本身的结构特征在其入核转运过程中亦发挥重要作用.本文着重就蛋白入核转运的机制及近年来取得的相关进展进行综述.     

干扰素在肝癌细胞Huh7.0中诱导SAMHD1抑制HBV复制

目的:研究干扰素调节宿主限制性因子SAMHD1的表达而抑制HBV复制的分子机制。方法:首先不同剂量的干扰素α、β和γ处理Huh7. 0细胞,通过荧光定量PCR和Western blot检测SAMHD1在转录和翻译后的表达水平;进一步通过siRNA干扰内源性的SAMHD1,再评价干扰素α、β对病毒的抑制效应;最后通过免疫荧光检测了干扰素α诱导内源性SAMHD1的细胞定位及Southern blot检测了SAMHD1细胞定位对病毒复制的影响。结果:在Huh7. 0细胞中,SAMHD1的RNA水平和蛋白表达明显受干扰素α和β的诱导升高;干扰SAMHD1后干扰素α和β对HBV复制的抑制作用消失; SAMHD1定位在细胞核内,干扰素α诱导SAMHD1同样定位在细胞核内,缺失核定位信号后SAMHD1丧失了其抑制病毒复制的作用。结论:在Huh7细胞中,干扰素α、β能诱导SAMHD1表达上调来抑制HBV的复制,SAMDH1的抗病毒作用依赖于其细胞定位。     

H3N2型猪流感病毒M2蛋白表达分析

流感病毒的M2蛋白在流感病毒复制中起着重要作用,是抗流感病毒的靶标分子。本研究以提取的病毒基因组RNA作为模板,RT-PCR扩增H3N2亚型猪流感病毒M2基因,分别构建了重组原核表达载体和重组真核表达载体,建立了M2蛋白的原核和真核表达系统。通过大肠杆菌表达系统,制备了M2重组蛋白,并免疫大鼠制备了多克隆抗体。Western blotting和间接免疫荧光方法检测表明所制备的抗体能识别真核表达的M2蛋白和病毒感染细胞后表达M2蛋白,具有良好的特异性。重组M2真核表达载体转染Vero细胞,表达的重组M2蛋白大小为20kDa,定位于细胞浆中,与病毒感染细胞中的M2蛋白定位相同。Western blotting检测表明M2蛋白在病毒感染细胞12h后才能检出,晚于NS1、NP和M1,属于病毒复制的晚期蛋白,可作为病毒复制晚期的指示分子。本研究为弄清M2蛋白在病毒复制过程中的生物学功能奠定了基础。