STAT3 入核分子机制的初步研究

为了研究Stat3入核的分子机制,将SV40大T 抗原的经典核定位序列NLS(nuclear localization sequence)分别融合在Stat3-GFP分子和缺失突变体Dstat3-GFP的分子之间,构建Stat3-NLS-GFP和Dstat3-NLS-GFP融合分子。转染293T细胞,以NLS-GFP为阳性对照,通过激光共聚焦显微镜的观察融合分子的亚细胞位置,未经白介素-6刺激的Stat3-NLS-GFP和经白介素-6刺激的Stat3-GFP呈胞核分布,未经白介素-6刺激的Stat3-GFP和Dstat3-NLS-GFP呈胞浆分布. 初步证明Stat3入核是由于获得了核定位序列。     

STAT3 入核分子机制的初步研究

为了研究Stat3入核的分子机制,将SV40大T抗原的经典核定位序列NLS(nuclear localization sequence)分别融合在Stat3-GFP分子和缺失突变体Dstat3-GFP的分子之间,构建Stat3-NLS-GFP和Dstat3-NLS-GFP融合分子。转染293T细胞,以NLS-GFP为阳性对照,通过激光共聚焦显微镜的观察融合分子的亚细胞位置,未经白介素-6刺激的Stat3-NLS-GFP和经白介素-6刺激的Stat3-GFP呈胞核分布,未经白介素-6刺激的Stat3-GFP和Dstat3-NLS-GFP呈胞浆分布,初步证明Stat3入核是由于获得了核定位序列。     

胰岛素刺激葡萄糖转运蛋白4易位的信号传导机制

葡萄糖转运蛋白4（GLUT4）。主要分布于骨胳肌,心肌及脂肪组织中,当胰岛素与细胞膜受体结合后。产生一系列信号,促进GLUT4从胞内易位至细胞膜,GLUT4通过自身构象改变。将葡萄糖摄入细胞内,从而协助维持血糖的稳定,这些具体信号正在被广泛深入的研究。现在发现至少有两条独立的信号传导途径。一条是经典的PI3K途径。另一条是新近发现的Cb1/CAP途径。深入了解这些信号传导途径。对于揭示2型糖尿病的发病机制有重要的意义。     

ABC转运蛋白的结构与转运机制

腺苷三磷酸结合盒转运蛋白（ATP-binding cassette transponer,ABC转运蛋白）超家族是一组跨膜蛋白,具有ATP结合区域的单向底物转运泵,以主动转运方式完成多种分子的跨膜转运.ABC转运蛋白的一个亚家族与多药抗性（multidrug resistance,MDR）有关,而多药抗性是临床肿瘤化疗中需要解决的主要问题,所以其结构与转运机制一直是研究的热点.最近几年获得了一些高分辨率的ABC转运蛋白的晶体结构,该文将根据ABC转运蛋白的结构的研究进展对其可能的转运机制进行讨论.     

植物蔗糖转运蛋白表达的调控因素与分子机制

植物光合作用的产物主要以蔗糖的形式在植物体内进行从源到库的运输.蔗糖转运蛋白是此过程的重要参与者,其表达和调控与植物中光合作用产物的分配紧密关联,从而调控着植物的生长发育、结果结实、抗逆抗病等性状.蔗糖转运蛋白的表达受到植物发育时期、外界环境条件及激素的影响.蔗糖转运蛋白的调控机制有转录因子的调节、基因内部序列调控、蛋...     

MFS超家族转运蛋白结构与分子机制的研究

主要协助转运蛋白超家族（major facilitator superfamily,MFS）是一个主要的次级膜转运蛋白超家族。MFS超家族蛋白转运底物的多样性使得它们在细胞物质交换和能量代谢过程中起着重要作用。从2003年第一个高分辨率的LacY蛋白三维结构的解析到现在,已经有5个细菌MFS超家族的蛋白结构被解析出来,结合大量的生化研究结果,使得对其转运的分子机制有了更为深入的理解。将对MFS超家族蛋白的三维结构和转运机理进行阐述。     

高等植物硝酸盐转运蛋白的功能及其调控机制

硝酸盐是植物从土壤中吸收的重要无机氮素形态。植物为适应含有不同浓度NO3-的土壤环境,进化出了高亲和硝酸盐转运系统(HATS)和低亲和硝酸盐转运系统(LATS),两个基因家族NRT1和NRT2家族分别参与了LATS和HATS的NO3-的吸收和转运。近年来,随着分子生物学技术和植物基因组学的快速发展,研究人员克隆出了大量参与硝酸盐吸收和转运的基因,并对这些基因的功能进行了深入研究,逐渐形成了复杂的硝酸盐调控网络。综述了植物中硝酸盐转运蛋白基因的克隆、表达及调控,并对进一步的研究作了展望,这些结果对于理解植物硝酸盐吸收的调控机制具有重要作用。     

植物PDR蛋白转运机制及功能的研究进展

植物多向耐药性（pleiotropic drug resistance,PDR）基因亚家族是ATP结合盒（ATP-binding cassette,ABC）基因家族的一员,其编码的PDR蛋白通过水解ATP释放能量、引起蛋白构象变化实现物质跨膜转运。PDR蛋白可以转运萜类物质、植物生长素和金属离子以应答外界生物和非生物胁迫。综述植物PDR蛋白结构、转运机制及其功能,为克隆植物PDR基因并深入研究其结构与功能提供基础知识。     

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。     

核定位信号及其分析策略

真核细胞核膜上的核孔复合体 (nuclear pore complex, NPC) 是细胞核内外进行物质交换的主要通道, 分子量较小的化合物可自由通过NPC或采取被动扩散的方式进入细胞核, 而分子量为50 kD以上的蛋白质则只能通过主动转运进入细胞核. 以这种方式进入细胞核的 蛋白质必须在其氨基酸序列上拥有特殊的核定位信号(nuclear localization signal, NLS)以被相应的核转运蛋白(karyopherins) 识别. 核定位信号具有多样性, 包括经典核定位信号(classical NLS,cNLS), 内输蛋白β2识别的核定位信号（又称PY模体-NLS）和其它类型的NLS. 每一类NLS具有相似的特征, 但并不具有完全保守的氨基酸组成. 不同的NLS, 往往对应着各不相同的核输入机制. 而对同一蛋白质来说, 也可能同时拥有几个功能性的NLS. 研究核定位信号一方面可以帮助揭示新的大分子物质核转运机制, 另一方面也有助于发现一些蛋白质的新功能. 本文对常见NLS的分类进行了总结, 并介绍了两种常用的NLS预测软件及鉴定NLS的一般策略.     

进入细胞核之门：核移位机制研究进展

细胞中DNA复制和RNA生物形成发生在细胞核,而蛋白质的合成场所位于细胞质,这些生命活动的整合依赖于功能蛋白等在两个亚空间尺度的选择性穿梭.这是一个信号介导的过程,需要能量和可溶性因子如穿梭载体的参与.通过介绍功能蛋白受控核移位机制研究进展,拓宽了其潜在的医学应用,该领域的深入研究,将有力推动抗病毒治疗和基因治疗载体的设计研究.     

生长因子及细胞因子的两条重要信号转导通路

业已发现的大部分生长因子受体具有酪氨酸激酶活性,其信号传递以Ras通路为主;而多数细胞因子受体本身缺乏酪氨酸激酶活性,其信号传递过程通过JAKs及STATs两个重要的蛋白质家族的介导得以实现．信号转导通路的研究,对于认识各种生长因子及细胞因子的作用机制具有重要意义．     

核定位信号肽修饰的抗肿瘤纳米载药体系

纳米载药体系作为一类具有可控性和靶向性的药物递送工具,可以保护生物分子药物免于细胞内快速酶促降解、免于快速血液清除,确保将生物分子药物安全递送至作用部位,从而有效改善药物的生物利用度,提高药物疗效并降低毒副作用,在生物医学领域具有广阔的应用前景,在功能材料研究和肿瘤靶向治疗研究中受到广泛关注.近年来,通过使用功能性生物...     

Cellular stresses induce the nuclear accumulation of importin alpha and cause a conventional nuclear import block

We report here that importin alpha accumulates reversibly in the nucleus in response to cellular stresses including UV irradiation, oxidative stress, and heat shock. The nuclear accumulation of importin alpha appears to be triggered by a collapse in the Ran gradient, resulting in the suppression of the nuclear export of importin alpha. In addition, nuclear retention and the importin beta/Ran-independent import of importin alpha also facilitate its rapid nuclear accumulation. The findings herein show that the classical nuclear import pathway is down-regulated via the removal of importin alpha from the cytoplasm in response to stress. Moreover, whereas the nuclear accumulation of heat shock cognate 70 is more sensitive to heat shock than the other stresses, importin alpha is able to accumulate in the nucleus at all the stress conditions tested. These findings suggest that the stress-induced nuclear accumulation of importin alpha can be involved in a common physiological response to various stress conditions.     

Caspase-3细胞定位信号的检测与分析

Caspase-3是凋亡过程中的重要作用蛋白。凋亡过程中,胞质定位的Caspase3被激活并进入细胞核中执行功能,但该定位变化的分子机制至今仍不清楚。分析caspase3中的细胞定位信号可以为深入了解该过程提供重要的线索。我们通过构建一系列含Caspase-3不同区段的截短突变体,与GFP融合表达,观察这些突变体在细胞中的定位,以鉴定Caspase-3中的核外运信号NES（Nuclear Export Signal）和核定位信号NLS（Nuclear Localization Signal）。Caspase-3中不存在明显的核定位信号NLS,但存在一个明显的核外运信号NES,该NES信号定位在caspase-3小亚基的C端（氨基酸220-245）。     

核定位信号在热休克蛋白 70 抑制氧化应激所致 细胞核仁分离中的作用

为探讨核定位信号在热休克蛋白 70 (HSP70) 抑制 H²O² 所致核仁损伤中的作用,采用分子克隆技术分别构建了 4 个真核表达载体, pcDNA3.1(-)-HSP70^WT (HSP70 野生型), pcDNA3.1(-)-HSP70^ΔNLS (核定位信号缺失突变体 ), pEGFP-N1-HSP70^WT, pEGFP-N1- HSP70^ΔNLS. 向传代培养的 C²C¹²肌源细胞培养液中加入终浓度为 1.0 mmol/L 的 H²O² 模拟体外氧化应激 . 甲苯胺蓝染色细胞核仁发现,正常细胞仅有一个位于中央的、浓染致密的核仁颗粒 . 过氧化氢处理后 3 h ,可见明显的核仁分离 . 热休克反应处理的细胞及转 pcDNA3.1( － )-HSP70WT 细胞则能明显抑制氧化应激所致的核仁分离 . 荧光蛋白示踪及核仁蛋白质免疫印迹分析显示, H²O²处理后 1 h , HSP70WT 由正常时的细胞浆定位转为细胞核及核仁定位,而 HSP70ΔNLS 在 H²O²处理后仍定位于细胞浆,同时丧失了抑制核仁分离的作用 . 上述结果提示,野生型 HSP70 能显著抑制氧化应激所致细胞核仁分离,核定位信号通过介导 HSP70 向细胞核及核仁移位而决定 HSP70 对核仁损伤的保护作用 .     

Binding Site Distribution of Nuclear Transport Receptors and Transport Complexes in Single Nuclear Pore Complexes

Transport through the nuclear pore complex (NPC) involves a large channel and an abundance of binding sites for nuclear transport receptors (NTRs). However, the mechanistically important distribution of NTR-binding sites along the channel is vividly debated. In this study, we visualized binding site distributions directly by two complementary optical super-resolution methods, single-molecule microscopy and 4Pi microscopy. First, we analyzed the distribution of RanGDP because this important nuclear transport substrate has two types of binding sites at the NPC, direct and indirect, NTR-mediated sites. We found that the direct binding sites had a maximum at approximately −30 nm with regard to the NPC center, whereas the indirect transport-relevant binding sites peaked at approximately −10 nm. The 20 nm-shift could be only resolved by 4Pi microscopy because of a two to threefold improved localization precision as compared with single-molecule microscopy. Then we analyzed the distribution of the NTR Kapβ1 and a Kapβ1-based transport complex and found them to have also binding maxima at approximately −10 nm. These observations support transport models in which NTR binding sites are distributed all along the transport channel and argue against models in which the cytoplasmic entrance of the channel is surrounded by a large cloud of binding sites.