LIM蛋白家族的研究进展

LIM蛋白是分子结构中含有一个或多个LIM结构域的蛋白质家族,该家族中的蛋白质通过其LIM结构域与某些结构蛋白,激酶,转录调控因子等多种蛋白质相互作用,对某些基因的表达,细胞分化与发育,细胞骨架形成等发挥重要调控作用。本文介绍LIM蛋白家族的分类与功能,LIM蛋白及其与其他蛋白之间的相互作用,以及LIM蛋白在心血管系统中的作用。     

蛋白磷酸酶PP2A主要通过B’家族调节亚基介导Dishevelled2蛋白的去磷酸化

Dishevelled2(Dvl2)是Wnt信号通路中的关键蛋白因子且受到剧烈的磷酸化调控。蛋白磷酸酶2A(PP2A)是Dvl2的一种磷酸酶,参与Dvl2的去磷酸化调控。PP2A有多达16种调节亚基,决定着PP2A的底物特异性,但参与调节Dvl2去磷酸化的PP2A调节亚基尚未有全面研究。该文在一种细胞系中,通过siRNA逐一敲低PP2A调节亚基基因表达,分析了所有调节亚基在Dvl2磷酸化调控中的参与程度。结果显示,多种PP2A调节亚基参与Dvl2去磷酸化,其中B’家族全部成员均有参与,起到主要调控作用。细胞共定位和蛋白互作实验结果同样印证PP2A调节亚基B’家族成员参与Dvl2蛋白的磷酸化调控。该研究明确了对Dvl2蛋白去磷酸化起调控作用的PP2A调节亚基,有助于了解PP2A调节亚基的细胞生物学功能以及与底物的关系。     

调控植物种子发育的转录因子研究进展

植物种子是裸子植物和被子植物所特有的繁殖器官,也是人类赖以生存粮食的最主要来源。植物种子发育的过程包括形态发育和种子成熟,由一个复杂的转录因子网络管控,转录因子调控和监管整个发育过程。转录因子包含DNA结合区、寡聚化位点区、核定位信号区和转录调控区4个功能结构域,通过结构域与顺式元件相互作用调控基因的表达。研究表明,WOX家族调控胚芽发育,HAP3家族调控胚胎形态发生和细胞分化,MADS-box家族调控胚座和胚珠的发育,NAC家族调控胚珠珠被生长发育,b HLH家族调控种皮细胞的大小和形态,MYB家族是种皮发育的正调节因子。HAP家族成员LEC1和B3超家族的AFL亚家族成员LEC2、FUSCA3、ABI3一起互相作用形成一个调控网络,共同调控种子的成熟发育。Zinc finger超家族的Dof家族调控种子的胚乳发育、贮藏蛋白的合成及脂肪含量的变化,bZIP家族调控种子贮藏基因表达,AP2/EREBP家族调控种子体积与重量、蛋白与油类积累,WRKY家族、IKU、MINI3、SHB1基因和KLU基因调控种子体积大小。综述了植物种子发育过程中转录因子的结构和种类,分析了其作用顺序和功能,解析了种子发育的分子调控机制,展望了其研究方向和前景,以期为种子品质改良奠定理论基础和提供新的思路。     

磷酸酯酶抑制物-2的研究进展

蛋白质的磷酸化与去磷酸化,是生物体内各种细胞功能调控的普遍机制。而蛋白磷酸酯酶是这些调控过程中的基本成员。磷酸酯酶抑制物-2(phosphatase mhibitor-2,Ⅰ—2)作为1型磷酸酯酶(protein phosphatase 1,PP1)的重要抑制物之一,对PP1的活性具有复杂而精细的调节作用,从而参与细胞周期、糖原代谢、信号传递、肌肉运动乃至肿瘤发生等过程的调节。     

FHL1的结构和功能及其与疾病的关系

FHL（four and a half LIM domain）家族是含有4 个半LIM结构域的蛋白家族,现发现该家族由5 个成员,即FHL1、FHL2、FHL3、FHL4、FHL5 /ACT 组成,其表达具有组织特异性.它们通过LIM结构域与某些结构蛋白、激酶、转录调控因子等多种蛋白质相互作用,对某些基因的表达、细胞分化与发育、细胞骨架形成等发挥重要调控作用.FHL1（four and a half LIM domain 1）是FHL家族中表达最广泛的成员,尤其在骨骼肌和心肌中高表达.近年研究表明其参与某些病理过程,与心血管疾病、肌肉疾病、肿瘤疾病等相关.     

真菌中锌簇蛋白的结构和功能

锌簇家族蛋白即Zn₂Cys₆类锌指蛋白,是真菌中特有的一类蛋白,它们属于转录因子类,广泛参与真菌中初级和次级代谢、胁迫应答和细胞分裂等生命活动的调控。锌簇蛋白主要包括N端的DNA结合结构域、中间的调节结构域和C端的酸性区域,其中DNA结合结构域包含锌指基序并负责结合靶基因的启动子。目前已经解析了多个锌簇家族转录因子DNA结合结构域的三维结构,并发现该家族中一些蛋白能够参与调控多个基因的表达,但缺乏对其结构、动力学和功能关系的全面分析。本文综合分析了不同锌簇蛋白与DNA结合的结构特征,总结其结构域与功能的关系,指出锌簇蛋白研究的重要方向,旨在为锌簇家族蛋白的深入研究提供思路。     

乙酰转移酶MYST家族的生物学功能

组蛋白乙酰化是表观遗传修饰的重要方式,主要受到组蛋白乙酰转移酶（histone acetyltransferases, HATs)和组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase, HDACs）催化. MYST是人类HATs的4大家族之一,包括MOF(males absent on the first),TIP60 (tat interacting protein 60 kD),结合ORC1的组蛋白乙酰转移酶（histone acetyltransferase binding to ORC1, HBO1),单核细胞白血病锌指蛋白(monocytic leukemia zinc finger protein, MOZ)和MOZ相关蛋白（MOZ related factor, MORF）等,均具有典型的MYST结构域.MYST介导的乙酰化是重要的翻译后修饰,其催化底物包括组蛋白和非组蛋白,如组蛋白H3, H4, H2A, H2A突变体,以及许多参与DNA代谢、细胞增殖和发育调控的蛋白因子. MYST蛋白家族参与许多细胞的生理过程,本文主要综述其在调节基因转录、DNA损伤修复和肿瘤发生发展等方面的生物学功能.     

植物PP2C蛋白磷酸酶ABA信号转导及逆境胁迫调控机制研究进展

蛋白磷酸酶(protein phosphatase,PP)是蛋白质可逆磷酸化调节机制中的关键酶,而PP2C磷酸酶是一类丝氨酸/苏氨酸残基蛋白磷酸酶,是高等植物中最大的蛋白磷酸酶家族,包含76个家族成员,广泛存在于生物体中。迄今为止,在植物体内已经发现了4种PP2C蛋白磷酸酶。蛋白激酶和蛋白磷酸酶协同催化蛋白质可逆磷酸化,在植物体内信号转导和生理代谢中起着重要的调节作用,蛋白质的磷酸化几乎存在于所有的信号转导途径中。大量研究表明,PP2Cs参与多条信号转导途径,包括PP2C参与ABA调控,对干旱、低温、高盐等逆境胁迫的响应,参与植物创伤和种子休眠或萌发等信号途径,其调控机制不同,但酶催化活性都依赖于Mg2+或Mn2+的浓度。植物PP2C蛋白的C端催化结构域高度保守,而N端功能各异。文中还综述了高等植物PP2C的分类、结构、ABA受体与PP2Cs蛋白互作、PP2C基因参与ABA信号途径以及其他逆境信号转导途径的研究进展。     

Oct-4/Sox-2 协同调控下游基因表达的分子机制

Oct-4属POU家族蛋白,是一类在动物早期胚胎发育过程中起重要作用的转录因子,参与维持细胞的全能性及未分化状态。Oct-4蛋白的主要结构特征为具有POU家族特有的保守结构域（POUS）和POU同源异型结构域（POUHD）,这两个结构域可与DNA上特定区域形成双向结合,进而对基因转录进行调控。Sox-2是另一种转录因子,其HMG结构域可结合在DNA的特定序列上,并可通过与Oct-4的POUs结构域之间的蛋白质．蛋白质相互作用形成POU／HMG／DNA三元复合体以调控下游靶基因的表达。文章就POU家族成员Oct-4和HMG-box家族成员Sox-2在动物早期胚胎发育中调控部分下游基因表达的分子机制进行了概述。     

RIP3及其生物学功能研究进展

受体相互作用蛋白3(receptor-interacting protein 3,RIP3)是RIP家族成员之一,具有特异的丝氨酸/苏氨酸激酶活性。其独特的C端结构不具有介导死亡所需要的蛋白结构域却能够感受细胞内环境的变化从而调控细胞的死亡;它具有RIP同型结构域(RIP homotypic interaction motif,RHIM),能与RIP1结合并发生磷酸化从而调控核因子-κB(nuclear factor-kappa B,NF-κB)的活性变化,这与细胞的存活密切相关。本文对RIP3的结构特性、它与其他信号分子的相互作用、其所具有的生物学功能等方面的研究情况作一综述。     

Protein phosphatase-1 is targeted to DNA polymerase delta via an interaction with the p68 subunit

Protein phosphatase-1 (PP1) is a Ser/Thr protein phosphatase that participates in the phosphorylation/dephosphorylation regulation of a diverse range of cellular processes. The PP1 catalytic subunit (PP1) achieves this by its ability to interact with many targeting subunits such that PP1 activity is thereby specified against phosphoprotein substrates in the microvicinity of its targeting subunit. DNA polymerase delta (Pol delta) is a key enzyme in mammalian chromosomal replication. It consists of four subunits, p125, p50, p68, and p12. We identify p68 as a novel PP1 targeting subunit. PP1 was shown to associate with human DNA polymerase delta by affinity chromatography and coimmunoprecipitation assays from mammalian cell lysates and in vitro by pull-down assays. The binding domain for PP1 was identified as the sequence KRVAL, a variant of the canonical RVxF PP1 binding motif. These studies provide the first evidence for the targeting of PP1 to DNA polymerase delta. We also show that CK2 phosphorylates the Pol delta p125, p68, and p12 subunits and that these phosphorylated subunits are substrates for PP1. These findings identify a new role for p68 as a PP1 targeting subunit that implicates PP1 in the dephosphorylation of Pol delta. Our findings also show that CK2 is a strong candidate for the protein kinase involved in the in vivo phosphorylation of p68.     

The metabotropic glutamate receptor mGluR7b binds to the catalytic gamma-subunit of protein phosphatase 1

Correct targeting of enzymes represents an important biological mechanism to control post-translational modifications of neurotransmitter receptors. The metabotropic glutamate receptor type 7 (mGluR7) exists in two splice variants (mGluR7a and mGluR7b), defined by different C-termini that are phosphorylated by protein kinase C (PKC). Recently, the search for mGluR7a binding partners yielded several proteins that interacted with its C-terminus. Here, a yeast two-hybrid screen using the mGluR7b C-terminus identified both variants of the catalytic gamma-subunit of protein phosphatase 1 (PP1gamma1 and PP1gamma2) as binding partners. The minimal interacting region of PP1gamma1/2 contained the core domain and was homologous to a region of PP1alpha that is needed for functional expression. Although this core domain is highly conserved within the protein phosphatase family, PP1alpha1 and PP1beta did not interact with mGluR7b. Binding between PP1gamma1 and mGluR7b might be regulated by alternative splicing, as the variant-specific distal part of the mGluR7b C-terminus mediated the interaction. Within this domain, amino acids involved in the binding to PP1gamma1 were mapped and biochemical assays using recombinant and native proteins verified the proposed interaction. Finally, the expression pattern of PP1gamma1, PP1gamma2 and mGluR7b was analysed in various CNS regions. In summary, these results suggest a regulation of mGluR7b by PP1gamma.