蛋白酶体结构和功能研究进展

蛋白酶体是真核细胞内依赖ATP的蛋白质水解途径的重要成分,负责大多数细胞内蛋白质的降解. 20 S蛋白酶体有多种肽酶活性,其活性位点为Thr. 19 S复合物与20 S蛋白酶体结合成为26 S复合物,能降解泛素化蛋白.近几年来,蛋白酶体的分子组成、亚基、生化机理、胞内功能等方面的研究取得了明显进展.     

泛素蛋白酶体途径及其对植物生长发育的调控

泛素蛋白酶体途径主要由泛素活化酶、泛素结合酶、泛素蛋白连接酶和26S蛋白酶体组成。泛素活化酶首先激活泛素分子,然后把泛素转移到泛素结合酶上。泛素结合酶结合泛素蛋白连接酶并把泛素转移到底物蛋白上使底物泛素化,或把泛素转移到泛素蛋白连接酶再使底物泛素化。泛素化的蛋白通常通过26S蛋白酶体进行降解。初步的研究结果表明,植物生长发育的很多方面受泛素蛋白酶体介导的蛋白降解途径的调控。     

泛素蛋白酶体途径及其对植物生长发育的调控

泛素蛋白酶体途径主要由泛素活化酶、泛素结合酶、泛素蛋白连接酶和26S蛋白酶体组成。泛素活化酶首先激活泛素分子, 然后把泛素转移到泛素结合酶上。泛素结合酶结合泛素蛋白连接酶并把泛素转移到底物蛋白上使底物泛素化, 或把泛素转移到泛素蛋白连接酶再使底物泛素化。泛素化的蛋白通常通过26S蛋白酶体进行降解。初步的研究结果表明, 植物生长发育的很多方面受泛素蛋白酶体介导的蛋白降解途径的调控。     

泛素/26S蛋白酶体途径及其在植物生长发育中的功能

泛素/26S蛋白酶体途径是一种蛋白高效降解途径,主要负责真核细胞内蛋白的选择性降解.泛素分子主要通过泛素活化酶E1、泛素结合酶E2和泛素-蛋白连接酶E3将靶蛋白泛素化,泛素化的蛋白最后被26S蛋白酶体识别和降解.本文介绍了泛素/26S蛋白体介导的特异性蛋白质降解途经,并对其在植物激素信号、光形态建成、植物衰老、自交不亲和反应、细胞周期调控、花的发育、生物钟节律和非生物胁迫响应中的功能最新研究进展进行了综述.     

26S蛋白酶体的结构生物学研究进展

26S蛋白酶体是真核细胞内负责蛋白质降解的主要分子机器,通过特异性降解目的蛋白质,几乎参与了生物体的绝大多数生命活动.26S蛋白酶体在结构上可分为19S调节颗粒和20S核心颗粒两部分.19S调节颗粒负责识别带有泛素链标记的蛋白质底物及对其进行去折叠,并最终将去折叠的蛋白质底物传送至20S核心颗粒中进行降解.由于26S蛋白酶体的结构组成复杂,分子量十分巨大,现有的X-ray技术和NMR技术对其完整结构的解析都无能为力,仅能解析出部分单个蛋白成员或分子量较低的亚复合物晶体结构.而冷冻电镜技术在相当一段时间内处于发展的初级阶段,导致其三维结构的研究进展曾经十分缓慢,严重阻碍了人们对其结构和功能的了解.近年来,随着在X-ray技术领域对大分子复合物结构解析的经验积累和冷冻电镜技术领域的技术革命,完整的26S蛋白酶体三维结构解析取得了飞速的发展.本文回顾了近几年在26S蛋白酶体结构生物学领域的重要进展,并展望了该领域未来的发展及面临的挑战.     

泛素融合降解蛋白UFD1的结构与功能

泛素-蛋白酶体途径是细胞内蛋白质选择性降解的主要途径,参与多种真核生物细胞生理过程,与细胞的生理功能和病理状态有着密切的关系。该途径中UFD1作为泛素识别因子介导泛素化的靶蛋白至26S蛋白酶体降解。该文在概述泛素-蛋白酶体途径作用机制的基础上,对哺乳动物和酵母UFD1蛋白的结构及其在细胞周期调控、转录调控、内质网相关蛋白降解中的功能进行了综述。     

蛋白酶体相关翻译后修饰的研究进展

蛋白酶体是具有多种蛋白水解酶活性的蛋白质降解系统,由于细胞内许多关键信号调控分子都是蛋白酶体的降解底物,因此蛋白酶体在细胞周期调控、基因表达、炎症反应等各种关键的生物学活动中都发挥着极其重要的调节作用。蛋白酶体的降解活性也同时受多种机制的调控,其中的翻译后修饰是蛋白酶体降解途径中一个不可忽视的方面。着重阐述蛋白酶体自身及其底物的几种重要的翻译后修饰,探讨最新的进展及其生物学意义。     

PA28相关蛋白酶体的分离纯化及其特征

蛋白酶体（proteasome)是一种具有多种蛋白水解功能的大分子复合物。在细胞内蛋白质的降解过程中起重要作用。它是由一个沉降系数为20S的核心（20Sproteasome)和附着在两端的调节复合物结合而成。这些附加的复合主要起识别蛋白质和／或调节蛋白酶体生物活性的作用。PA28是一种分子量约为180kD的蛋白酶体活化调节因子,它能增强20S蛋白酶体的肽酶活性。用Q－Sepharose阴离子交换层析从EB病毒转染的B细胞中制备蛋白酶体,根据它们被洗脱速度的不同可得到两个独立的肽酶活性峰,它们在天然凝胶上的移动速率不同,免疫印迹法证明慢速移动的蛋白酶体为PA28相关蛋白酶体,同时含有大量的LMP2亚单位,而快速移动的蛋白酶体则不含PA28因子和LMP2。LMP2和PA28均可被IFN－γ诱导表达,两者在同一蛋白酶体上表达的高度相关性提示PA28在LMP2－蛋白酶体相关的抗原加工处理过程中可能起特殊的作用。     

19S调节复合体中亚基之间的相互关系

26Ｓ蛋白酶体是真核细胞内最主要的非溶酶体蛋白水解酶 ,它降解泛素化的底物蛋白质 ,在调节必需的胞内生命活动 (如细胞周期、抗原提呈、转录、信号转导 )中发挥着重要作用。 2 6Ｓ蛋白酶体是多亚基复合体 ,由两个亚复合体 2 0Ｓ降解核心和 19Ｓ调节复合体 (亦称ＰＡ70 0 )组成 (图 1) ,它们与在古细菌发现的蛋白酶体有高度的同源性[1] 。底物蛋白质与泛素单体结合后 ,被 2 6Ｓ蛋白酶体识别并进入到其内部的水解空间被降解。 2 0Ｓ颗粒是底物蛋白质的水解中心。 19Ｓ调节复合体 (19Ｓｒｅｇｕｌａｔｏｒｙｃｏｍ ｐｌｅｘ ,以下简称 19ＳＲ…     

O-GlcNAc修饰对蛋白质泛素化降解途径的影响

O-GlcNAc修饰是一种特殊的糖基化修饰,几乎参与生物体内所有细胞过程的调控。该修饰与泛素化作为两种重要的蛋白质翻译后修饰形式,都与2型糖尿病、神经退行性疾病、癌症等疾病密切相关。O-GlcNAc修饰对蛋白质泛素化降解途径的影响主要体现在4个方面:(1)O-GlcNAc修饰能够抑制26S蛋白酶体的ATPase活性;(2)O-GlcNAc修饰会减少某些底物蛋白的泛素化降解;(3)O-GlcNAc修饰泛素化相关酶并调节其功能;(4)某些蛋白质(包括调控因子)发生O-GlcNAc修饰后间接影响蛋白质泛素化。     

一次大强度运动后大鼠骨骼肌收缩蛋白降解和26S蛋白酶体活性的变化

目的：探讨一次大强度运动对骨骼肌收铺蛋白降解和26S蛋白酶体活性的影响。方法：36只雄性Sprague—Dawley大鼠随机分为6组：安静对照组、运动0．5小时组、运动1小时组、运动后1小时组、运动后2小时组、运动后6小时组,每组6只。运动方式采用一次大强度跑台运动,速度为25m／min,坡度为5％,运动时间分别为0．5小时和1小时。每组按规定时间取材大鼠腓肠肌,观察其3．甲基组氨基酸（3-MH）含量、26S蛋白酶体活性和26S蛋白酶体C2亚基mRNA表达的变化。结果：（1）运动后即刻和运动后6小时大鼠腓肠肌中3-MH含量比安静时高（P〈0．01）,其中运动0．5小时即刻含量最高（P〈0．01）;（2）运动0．5小时后即刻、运动后6小时大鼠腓肠肌26S蛋白酶体活性高于安静水平（P〈0．05）。（3）运动后6小时大鼠腓肠肌26S蛋白酶体C2亚基mRNA表达高于安静水平（P〈0．01）,其它时间点低于安静水平。结论：运动后26S蛋白酶体活性增高可能促使骨骼肌收缩蛋白降解增强,其活性受亚基基因调控。     

衰老过程中的表观遗传调控

生物体衰老表现为性成熟后生理功能的逐渐衰退,最终引发疾病和死亡。表观遗传调控的紊乱作为衰老的一个重要特征,暗示可以通过干预表观遗传调控来延缓衰老并治疗衰老相关疾病。现就衰老过程中的表观遗传调控的最新进展作一综述。     

长链非编码RNA在哺乳动物精子发生中的功能研究进展

长链非编码RNA(lncRNA)一般是指大于200 nt的RNA,位于细胞核内或胞浆中,不参与蛋白质编码,以RNA形式在表观遗传调控、转录调控以及转录后调控等多个层面上调控基因的表达水平。哺乳动物精子发生是一个精细调控的过程,通过雄性生殖细胞分裂和分化形成成熟精子,且精子发生受到不同阶段特异性基因表达的严格调控,而特异性基因表达又受到大量lncRNAs的调控。虽然lncRNA作为一类重要的基因表达调控因子广泛参与各类生物个体发育进程和疾病的发生,但是精子发生相关lncRNAs的报道并不多,且其生物学功能的研究有待进一步深入。因此,本文对lncRNA的起源、作用机制和在精子发生过程中调控作用的研究进展进行了总结分析。     

非泛素依赖地降解蛋白质研究进展

如何识别和选择性降解蛋白质是细胞生命过程中非常重要的环节,泛素-蛋白酶体需能降解途径的发现,揭示了蛋白质在细胞内选择性降解的普遍方式,成为研究焦点.然而,很少关注蛋白酶体以非泛素依赖方式降解蛋白质的可能性.近年来,已发现不少蛋白质被蛋白酶体以非泛素依赖方式降解.该途径涉及降解某些短寿命的调节蛋白、错误折叠蛋白、衰老蛋白和氧化蛋白,以及新合成蛋白的"质量控制",并涉及病理过程如癌症、神经退行性疾病,所以具有非常重要的生理和病理作用.总结了近一二十年来发现的一些具有代表性的被蛋白酶体以非泛素依赖方式降解的蛋白质,并重点论述了其作用的分子机制,以期以点带面地展示这一领域的研究概况.     

细菌体内的蛋白质降解

摘要:为了适应多变的外界环境,细菌利用蛋白降解来清除体内不需要的蛋白质。AAA+蛋白酶降解机制在细菌蛋白质质量控制系统中发挥重要作用,而在放线菌中发现的蛋白酶体揭示了原核生物体内一个崭新的蛋白质降解机制。蛋白酶只识别携带降解决定子的底物,确保了蛋白质降解的特异性,除此之外细菌还通过一些其他方式调控蛋白质的降解与否。随着真核生物体内泛素依赖的蛋白酶体降解途径的发现,蛋白质降解过程参与调控机体生理活动的功能也逐渐为人所知。研究发现,蛋白质降解参与调控细菌的生长、分化,并与细菌的应激反应以及毒力等相关。本文将对细菌中存在的AAA + 蛋白质降解机制,包括其结构、对底物的降解过程及其生理功能等进行阐述。     

衰老相关的蛋白稳态失衡

健康细胞利用一系列蛋白质质量调控网络来维持自身蛋白质组的稳定性和功能性,即维持蛋白稳态。但是在衰老过程中普遍出现蛋白稳态失衡的现象,其主要表现是蛋白质合成、折叠和降解之间的平衡被破坏。造成衰老相关蛋白稳态失衡的原因主要有：(1)应激反应相关途径的转录受到抑制;(2)蛋白酶体活性降低和自噬功能出现障碍;(3)核糖体翻译暂停。另外,在衰老过程中细胞主要通过蛋白稳态网络的分子伴侣、蛋白酶体、自噬系统等对蛋白稳态进行调节。本文对衰老过程中造成蛋白稳态失衡的诱因以及蛋白稳态调控的途径进行综述,以期为衰老研究和解决老年健康问题开拓新思路。     

泛素/26S蛋白酶体途径与显花植物自交不亲和反应

植物的生长和发育离不开短命调控蛋白的有选择性降解, 其中一种重要的降解方式就是泛素/26S蛋白酶体途径。在这个途径中, 泛素(ubiquitin)和26S蛋白酶体起着至关重要的作用, 需要被降解的蛋白会通过E1-E2-E3酶接合反应由Ub进行标记, 随后标记蛋白会被26S蛋白酶体识别并降解。自交不亲和反应也正是通过此途径实现的, ARC1(arm repeat containing 1)和SCFs (skp1-cul1-F-box-proteins)作为E3s分别在孢子体自交不亲和和配子体自交不亲和反应中起作用。本文综述了就泛素/26S蛋白酶体途径的组成及其在自交不亲和反应中的作用。     

26S蛋白酶体组装的分子机制研究

26S蛋白酶体广泛分布于真核细胞中的胞质和胞核,主要是由20S核心复合物(coreparticle,CP)和19S调节复合物(regulatory particle,RP)组成,它负责细胞大多数蛋白质的降解,在几乎所有生命活动中具有关键的调控作用。26S蛋白酶体的组装是一个非常复杂且高度条理的过程,不同的分子伴侣,如PAC1-4、Ump1、p27、p28和s5b等,参与其中发挥识别及调节作用,以确保高效准确地完成蛋白酶体的组装。本文系统总结分析了20S核心复合物和19S调节复合物的组装过程及调控机制的最近研究进展。     

泛素/26S蛋白酶体途径与植物的生长发育

泛素/26S蛋白酶体途径在植物蛋白降解系统中起重要作用,泛素分子主要通过泛素活化酶(E1)、泛素结合酶(E2)和泛素连接酶(E3)将靶蛋白泛素化,泛素化的蛋白最后被26S蛋白酶体识别和降解。泛素蛋白酶体途径参与植物体内的多种生理过程,如花和胚的发育、光形态建成、植物生长物质等几乎所有的生长发育过程,本文主要对泛素/26S蛋白酶体途径及其在植物生长发育过程中的精确调控作用进行综述。