用荧光共振能量转移研究synaptotagmin 胞质部分的寡聚化

目前人们公认synaptotagmin在神经递质释放过程中作为钙离子感受器而发挥作用。以前的研究发现,synaptotagmin存在两种形式的寡聚化,一种是通过跨膜区以及随后的中间链部分介导的寡聚化;另一种是通过胞质部分（C2AB）介导的寡聚化。对于后者有很多争议。在这篇文章中,作者用荧光共振能量转移的方法,在尽可能接近生理的条件下,证明了C2AB在有细胞膜和游离的钙离子的条件下能够寡聚化。而且,抽提细胞膜上的胆固醇或者封闭膜上的磷酸肌醇二磷酸能抑制C2AB在膜上的寡聚。     

细菌GntR家族转录调控因子的研究进展

GntR家族转录调控因子是细菌中分布最为广泛的一类螺旋-转角-螺旋(helix-turn-helix,HTH)转录调控因子,此家族转录调控因子包含两个功能域,分别是N端的DNA结合结构域和C端的效应物结合结构域/寡聚化作用结构域.DNA结合结构域的氨基酸序列是非常保守的,但效应物结合结构域/寡聚化作用结构域的氨基酸序列...     

CDC/MACPF家族成孔毒素研究进展

成孔毒素(Pore-forming toxins,PFTs)通常与细菌等原核生物的致病机理相关,在真核生物中,这类蛋白在免疫、胚胎发育、神经细胞迁移等方面发挥着重要作用。其中球状蛋白成孔毒素中的两大家族,胆固醇结合细胞溶素(Cholesterol-dependent cytolysins,CDCs)和攻膜复合体/穿孔素超家族(Membrane attack complex/perforin superfamily,MACPF)以其独特的分子构型和功能受到研究者的关注。CDCs由革兰氏阳性细菌产生,在细菌的侵染过程中发挥裂解靶细胞膜的作用;在真核生物中,MACPF蛋白同时具有裂解和非裂解两种形式。目前,对于以产气荚膜梭菌溶血素(PFO)为代表的CDCs蛋白的结构及分子机制了解得较为透彻,近年来晶体学及生物化学研究揭示,尽管CDCs和MACPF这两大家族成孔毒素在氨基酸序列水平上存在较大差异,但它们共同的折叠模式预示:MACPF蛋白以一种类似于CDCs的成孔机制来行使其裂解靶膜的功能。文章对这两大家族成孔毒素的结构、成孔机制以及目前的研究热点问题予以综述,为该领域今后的研究提供有益参考。     

固醇调节元件结合蛋白的研究

细胞膜中的胆固醇浓度保持动态平衡有赖于固醇调节元件结构蛋白（SREBPs)。SREBPs是DNA结合蛋白,当细胞内固醇减少时,SREBPs裂解激活蛋白（SCAP）能感受到,SCAP与SREBPs形成复合物,护送SREBPs从内质网到高尔基体,再经过两个顺序性的蛋白裂解,SREBPs的N端结构域从膜上释放出发,含有bHLH-Zip的该结构域进入到细胞核,与固醇调节元件相结合,进而激活编码胆固醇生物合成的酶和LDL受体基因的转录;当胞内固醇超载时,SCAP不再护送SREBPs到高尔基体进行蛋白裂解,核内SREBPs的N端结构域也发生降解,胆固醇合成停止。若此信号传导中任一环节有误,会导致体内固醇代谢紊乱,引起高脂血症。     

Aβ通道在阿尔茨海默症发病过程中的作用及其机制

β-淀粉样蛋白(Aβ)产生的神经毒性是阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease, AD)的主要发病机理。Aβ发挥毒性的一种机制是形成离子通道从而破坏细胞内Ca²⁺动态平衡。研究表明,Aβ与质膜的相互作用定位于高胆固醇的脂筏结构域,Aβ通道形成与质膜上胆固醇的含量变化密切相关,胆固醇参与Aβ寡聚化,并形成神经毒性淀粉样蛋白通道,从而破坏了膜的完整性,改变了细胞内钙稳态。本综述将从Aβ通道的定位,装配,研究方法,作用机制,相关药物等方面论述,还总结了AD研究最新进展,阐明目前关于AD假说与离子通道假说之间的内部联系,为阐明AD发病机制并开发治疗阿尔茨海默症新型药物的研究方向提供思路。     

穿膜肽的结构特点和穿膜机制

穿膜肽（penetratin）是果蝇的触角足同源异形域的DNA结合结构域第三个片段的商品名,由16个氨基酸残基组成,它可以介导多种疏水大分子进入活体细胞质内而不破坏细胞膜的完整性;其最大的特点是可以介导多种大分子进入细胞内,并且无需外源能量,分子作为整体插入细胞内,穿膜过程不需解折叠。该发现开辟了药物进入细胞的新的介导途径。该文介绍穿膜肽的结构特点、穿膜机制、应用及局限性。     

脂质筏在信号转导中的作用

细胞质膜对膜上受体的细胞外到细胞内的跨膜信号转导具有十分重要的意义。目前的研究表明膜上受体在介导跨膜信号转导时,通常是在细胞质膜上的胞膜窖和脂质筏结构中进行的。胞膜窖和脂质筏都是细胞膜上富含胆固醇和鞘磷脂的脂质有序结构域。其中,胞膜窖是一种有窖蛋白包被的特殊的脂质筏结构,通常在细胞膜上形成内陷的小窝。许多细胞膜上的受体都已经被发现位于胞膜窖和脂质筏中。同时,在脂质筏的胞质侧富集了大量的细胞内信号分子,这些信号分子集聚形成信号分子复合体,使得受体的细胞内结构域很容易就与大量的细胞内信号分子发生相互作用,为信号的起始和交叉作用提供了一个结构平台。     

细胞焦亡机制及与疾病的关系

细胞焦亡(pyroptosis)是近年来发现的一种区别于细胞凋亡的促炎程序性死亡方式。焦亡途径包括半胱天冬酶(caspase)-1介导的经典焦亡途径和Caspase-4/5/11介导的非经典焦亡途径。细胞焦亡涉及多种炎性小体的激活,如核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLR pyrin domain containing 3,NLRP3)、核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白C4 (NLR containing a caspase recruitment domain 4,NLRC4)以及黑色素瘤缺乏因子2 (absent in melanoma 2,AIM2)等。Gasdermin-D(GSDMD)是参与细胞焦亡的关键切割蛋白,最终导致膜蛋白通道开放、膜孔形成、白细胞介素(interleukins,ILs)释放,从而扩大炎症反应。细胞焦亡介导许多疾病如感染性疾病、神经系统疾病、心血管疾病、代谢性疾病以及炎症免疫性疾病等。本文综述了细胞焦亡机制及与疾病关系的研究进展。     

神经富亮氨酸重复家族成员LRRN3的研究进展

神经富亮氨酸重复家族成员LRRN3(leucine-rich repeat neuronal protein 3)是一种在进化上高度保守,功能多样,由多个连续的LRR结构域、纤维连接蛋白3型结构域(FNⅢ)及IgC2样结构构成的跨膜蛋白,通过介导细胞间粘附作用对神经系统发育起调节作用.已有证据表明,LRRN3除了在神经系统的发生、分化、损伤修复等过程中起作用,还与孤独症等精神障碍的发生密切相关,是神经系统发育过程中重要的蛋白,但目前人们对其生理功能、作用机制及临床意义知之甚少.LRRN3的结构、功能及其与人类疾病间的关系将被重点阐述.     

整合素的构象变化与亲和力调控

整合素(integrin)是由α、β两个亚单位通过非共价键连接而组成的异源二聚体。每种α、β亚单位都是含有多种结构域的大分子量Ⅰ型穿膜糖蛋白。它在细胞与细胞间、细胞与基质间相互作用的过程中发挥着十分关键的作用。整合素多种结构域的空间排列决定了其构象特征,而整合素的不同构象状态与其亲和力呈高度相关。对αVβ133整合素晶体结构的解析使我们对整合素的结构与功能有了更进一步的理解。     

基于foldon介导的寡聚化以提高阿魏酸酯酶催化效率

将foldon结构域与阿魏酸酯酶C-末端进行融合表达并用组氨酸标签对融合蛋白进行纯化。实现基于foldon的寡聚化阿魏酸酯酶及单体阿魏酸酯酶在毕赤酵母GS115中表达,并应用目标蛋白与foldon结构域融合可自发形成三聚体结构的特性对阿魏酸酯酶进行改造,以提高阿魏酸酯酶的催化性能。经纯化获得寡聚化及单体阿魏酸酯酶,寡聚化阿魏酸酯酶表观分子量约为110kDa,单体阿魏酸酯酶表观分子量为40 kDa;寡聚化阿魏酸酯酶的最适反应温度和pH分别为50℃和5.0,而单体阿魏酸酯酶则分别为50℃和6.0。寡聚化阿魏酸酯酶的底物亲和力(K_m)及催化效率(k_(cat)/K_m)较单体阿魏酸酯酶分别提高3.42倍和7.57倍。结果表明,寡聚化及单体阿魏酸酯酶均成功表达,且寡聚化阿魏酸酯酶在底物亲和力和催化效率上具有明显优势,该提高阿魏酸酯酶催化效率的方法简单、高效,有很好的应用前景。     

NLRP6在感染性和非感染性疾病中的作用

核苷酸结合寡聚化结构域样受体含pyrin结构域蛋白6(NLRP6)属于核苷酸结合寡聚化结构域样受体(NLRs)家族蛋白.NLRP6可以作为受体蛋白参与炎症小体的组装,引起白细胞介素IL-1β和IL-18的成熟与分泌.NLRP6在病原体感染诱导宿主天然免疫应答中发挥重要作用.此外,NLRP6在维持肠道上皮完整、调控代谢性...     

跨膜丝氨酸蛋白酶研究进展

跨膜丝氨酸蛋白酶(TMPRSSs),又名II型跨膜丝氨酸蛋白酶(TTSPs)是一类定位于细胞膜上具有保守丝氨酸蛋白酶结构域的蛋白家族,哺乳动物中已发现二十多个成员.TMPRSSs 基本结构类似,C端蛋白酶结构域在胞外,N端位于胞内,还拥有单跨膜结构域,差异之处在于主干区.TMPRSSs具有多种重要生理功能,功能异常可造成耳聋、癌症、贫血和高血压等多种疾病.本文对TMPRSSs基本特征、结构、生理功能及相关疾病进行综述.     

带3蛋白反向转运Cl—HCO3^—的意义

带 3蛋白是红细胞膜上的 1种镶嵌蛋白 ,由于该蛋白在红细胞膜蛋白 SDS电泳时 ,处于凝胶上第 3条显带的位置 ,因此被称为带 3蛋白。带 3蛋白不仅在维持红细胞膜骨架方面起重要作用 ,而且还是阴离子反向交换器 (anion antiporter) ,它能够反向地转运 Cl-和HCO-3过膜。这种功能对于红细胞在肺部和组织中进行气体交换起着至关重要的作用。1　带 3蛋白的结构带 3蛋白分子量为 930 0 0 D,由 2个相同的肽链组成二聚体结构 ,每 1条肽链含有 92 9个氨基酸残基 ,其N端和 C端均朝向细胞质侧。带 3蛋白具有 2个结构域 ,其一是 N端在胞质面折叠成不…     

植物萜类合成酶3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶的生物信息学分析

采用生物信息学的方法和工具对已在GenBank上注册的橡胶、烟草、辣椒、穿心莲等植物的萜类合成酶3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶的核酸及氨基酸序列进行分析,并对其组成成分、信号肽、跨膜拓朴结构域、疏水性/亲水性、蛋白质二级及三级结构、分子系统进化关系等进行预测和推断。结果表明该类酶基因的全长包括5′、3′非翻译区和一个开放阅读框,无信号肽,是一个跨膜的亲水性蛋白,包括两个功能HMG-CoA结合motif及两个功能NADPH结合motif,α-螺旋和不规则盘绕是蛋白质二级结构最大量的结构元件,β-转角和延伸链散布于整个蛋白质中,蛋白质的功能域在空间布局上折叠成“V”形,“V”形的两臂由螺旋状的N结构域和S结构域构成,中间部分由L结构域构成。     

九次跨膜超家族蛋白(TM9SF)的表达及功能研究进展

九次跨膜超家族蛋白(transmembrane 9 superfamily proteins,TM9SFs,又称Nonaspanins蛋白)由多个成员构成,目前在哺乳动物中有4个成员被发现(TM9SF1～TM9SF4).TM9SFs结构上均含有一个大的非胞质区和9个跨膜区,在进化过程中高度保守并广谱表达.尽管目前关于该...     

V-ATPases的功能及其抑制剂研究进展

V-ATPases作为一类酶,在真核细胞中广泛存在。V-ATPases是一个由多个亚基组成的复合物,主要有两个结构域,分别是位于外周的V1结构域和跨膜的V0结构域。V1结构域可以通过水解ATP供能;而V0结构域是质子的通道。它们发挥作用主要是通过水解ATP供能,泵运H＋进入囊泡腔中或泵H＋出细胞外。V-ATPases定位于细胞器膜及某些特殊细胞的细胞质膜,参与骨吸收、肿瘤的侵袭及耐药等生理及病理过程,因而V-ATPases是治疗骨质疏松、糖尿病及肿瘤等人类疾病的候选分子靶标。目前有许多研究致力于发现新的潜在的特异的V-ATPase抑制剂。     

饮食胆固醇吸收的研究进展

膜蛋白尼曼-匹克C1型类似蛋白1(Niemann-Pick C1 Like 1,NPC1L1)是介导肝脏和小肠细胞从胆汁或食物中吸收胆固醇的关键蛋白质。本文综述了NPC1L1蛋白的结构、功能及其介导肝肠细胞吸收外源胆固醇的分子机制。NPC1L1蛋白与脂筏蛋白Flotillin-1或Flotillin-2结合,在细胞质膜上形成富含胆固醇的膜微结构域,通过clathrin/AP2介导的囊泡内吞机制,将该NPC1L1-Flotillin-Cholesterol膜微结构域内吞运输至细胞内的内吞循环体上;内吞循环体上的胆固醇浓度下降后,NPC1L1-Flotillin复合物则由Cdc42和Myosin Vb.Rab11a.Rab11-FIP2蛋白运输至质膜,以执行下一轮的胆固醇吸收功能。NPC1L1蛋白的N端结构域可特异性结合胆固醇,是NPC1L1-Flotillin-Cholesterol膜微结构域形成所必需的,同时决定了胆固醇吸收的特异性。人群中NPC1L1基因的多态性与胆固醇吸收异常相关。本文还对未来的研究方向进行了探讨。     

玉米成蛋白家族的鉴定与生物信息学分析

成蛋白(formins)在细胞骨架的调控中起着关键作用,并通过该过程参与细胞的动态调控。研究成蛋白对进一步了解真核细胞的生长和形态变化具有重要意义。但玉米(Zea mays)作为一种重要的农作物,其成蛋白家族并未被系统性鉴定以及分析。因此,本文通过对两种模式植物水稻(Oryza sativa)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)的成蛋白进行同源性分析,鉴定出玉米中22个成蛋白家族成员,其氨基酸数目为300～1 699 aa,蛋白分子量为36 376.32～184 309.82 kDa,等电点为6.88～9.76。基于它们的结构域组成,这些成员可以分为16个植物Ⅰ类成蛋白,6个植物Ⅱ类成蛋白。亚细胞定位和蛋白互作网络分析结果表明,玉米成蛋白主要定位在细胞质膜上,且主要与抑制蛋白(profilin)以及ROP(rho-related GTPases from plants)蛋白互作。GO功能富集网络分析表明,玉米成蛋白主要参与细胞骨架的组成以及介导肌动蛋白聚合过程。顺式作用元件分析结果表明,玉米成蛋白基因受生长素、赤霉素等激素以及光照、昼夜节律、温度等环境因子的调控,并且都...     

细胞质内模式识别受体及其抗病毒免疫研究

先天性免疫监视机制的核心是通过模式识别受体(pattern recognition receptors,PRRs)识别病毒分子诱导抗病毒防御,使宿主免受感染。PRRs表达在不同类型细胞的不同细胞区室,包括细胞膜、内体膜、溶酶体膜和胞质。病毒进入细胞区室后将被一个或多个模式识别受体所识别并激活机体的免疫反应。主要对细胞质内模式识别受体视黄酸诱导基因I样受体(retinoic acid-inducible gene I(RIG-I)-like receptors,RLRs)、核苷酸结合寡聚化结构域样受体(nucleotide-binding oligomerization domain(NOD)-like receptors,NLRs)、DEXDc螺旋酶受体(DLRs)及最近发现的DNA模式识别分子——DAI(DNA-dependent activator of interferonregulatory factors)识别病毒核酸并诱导I型干扰素产生的分子机制作一综述。