翻译后修饰——p53功能调节的分子基础

p53的稳定与活化是细胞应对癌基因激活或DNA损伤等刺激的关键早期事件。可逆的翻译后修饰可严密调控p53的总蛋白质水平和反式激活能力,对维持正常的细胞生长、抑制细胞的早期癌变及肿瘤的发生至关重要。最新研究发现,除了磷酸化、泛素化和乙酰化修饰外,p53还能发生多个位点的甲基化、类泛素化和糖基化等修饰。这些翻译后修饰之间彼此联系,构成一个复杂的调控网络,对p53的稳定及其功能产生深远影响。     

蓝藻的蛋白质翻译后修饰研究进展

蛋白质翻译后修饰系统几乎参与了细胞所有的正常生命活动过程,并发挥着重要的调控作用。目前,基于生物质谱技术进行蛋白质翻译后修饰的规模化分析鉴定,已经成为蛋白质组学研究的核心内容之一。近年来的研究表明,蓝藻细胞中存在着复杂的蛋白质翻译后修饰系统,如磷酸化,乙酰化,甲基化,糖基化,氧化等,这些翻译后修饰在蓝藻细胞的代谢过程中可能发挥着重要的调控作用。本文主要针对蓝藻细胞中蛋白质翻译后修饰的发现与鉴定,以及翻译后修饰潜在的生物学功能展开简要综述。     

蛋白质翻译后修饰研究进展

蛋白质是执行细胞功能的基本功能单元,其表达受基因组和表观遗传学的调控。通常,蛋白质在表达以后还需要经过不同程度的修饰才能发挥所需要的功能。这种翻译后修饰过程受到一系列修饰酶和去修饰酶的严格调控,使得在某一瞬间细胞中蛋白质表现出某种稳定或动态的特定功能。最新的研究表明,真核细胞中存在着各种各样的蛋白质修饰过程,其中大约70%目前还无法解释。有理由认为,这种经过了特定修饰的蛋白质,更客观地反映了细胞的各种生理以及病理过程。因此,除了基因组所编码的＂裸＂蛋白质组的表达以外,更需要对经过翻译后修饰的蛋白质及蛋白质组的调控过程进行深入的研究。该文对常见翻译后修饰以及研究方法进行了综述。     

蛋白质翻译后修饰研究进展

翻译后修饰在蛋白质加工、成熟的过程中发挥着重要的作用,它可以改变蛋白质的物理、化学性质,影响蛋白质的空间构象、立体位阻及其稳定性,进而对蛋白质的生物学活性产生作用,引起蛋白质的功能改变。修饰基团自身的结构特性对蛋白质的性质、功能也会产生深远的影响。在已有的研究基础上,综述蛋白质翻译后修饰的主要类型以及各修饰作用潜在的生物学功能。     

有丝分裂期间蛋白质的翻译后修饰及其功能

有丝分裂期间蛋白质的翻译后修饰对于有丝分裂顺利完成以及细胞功能发挥具有重要的调控作用。常见的修饰类型包括磷酸化修饰、糖基化修饰、SUMO化修饰、乙酰化修饰、甲基化修饰。这些翻译后修饰可以维持染色体结构、促进后期染色体分离、协助末期核膜重新形成。本文对有丝分裂过程中相关蛋白质翻译后修饰的最新类型和功能进行了系统总结,以期能为肿瘤基础研究提供新的方向。     

烟曲霉的蛋白质翻译后修饰研究进展

前言烟曲霉是一种常见的机会性致病真菌,其孢子漂浮在空气中,人体每天吸入上百个孢子,免疫功能正常人群可通过自身免疫清除吸入的孢子,而在免疫抑制患者中常引起曲霉病[1-2],曲霉病分为非侵袭性和侵袭性两大类,其中侵袭性肺曲霉病为严重的感染类型,死亡率可高达50%~100%[3]。唑类药物为侵袭性肺曲霉病的临床一线用药,但近年来全球陆续报道烟曲霉对唑类抗真菌药物的耐药率逐年递增。荷兰一项基于1994—2016年的烟曲霉唑类耐药趋势研究共收集4268株菌株,结果显示唑类耐药率高达4.2%(179/4268),且近5年明显呈递增趋势[4]。     

精子发生过程中蛋白质翻译后修饰的研究进展

精子发生是一个高度复杂且受到精密调控的生物学过程,其中蛋白质作为生命活动的最终执行者,其翻译后修饰发挥着重要的调控作用。精子发生过程中存在多种蛋白质翻译后修饰,如磷酸化、乙酰化、泛素化等,其异常可引起精子发生障碍,严重的甚至可导致不育。随着蛋白质组学技术的快速发展,基于临床不育样本和模式动物的功能研究,可以系统性解析精子发生过程中蛋白质翻译后修饰的动态调节与功能,揭示精子发生的分子调控机制以及男性不育的发病机理。该文就近年来精子发生过程中蛋白质翻译后修饰调控机制,以及少精子症、弱精子症和畸形精子症等临床疾病中蛋白质翻译后修饰的研究进展进行了综述。     

蛋白质的翻译后修饰与肿瘤代谢

蛋白质的翻译后修饰(post-translational modifications, PTMs)可改变蛋白质的稳定性、活性或细胞定位,是其功能调控的重要方式。常见的修饰类型包括赖氨酸残基上的乙酰化、泛素化、甲基化以及丝氨酸/苏氨酸残基上的磷酸化、糖基化修饰等。研究发现蛋白质的PTMs与肿瘤的代谢及生长密切相关,而靶向蛋白质PTMs与肿瘤代谢调控的治疗策略或将具有良好的临床应用前景。本文将对蛋白质的PTMs与肿瘤代谢及生长调控间相互作用的研究进展做一阐述。     

超氧化物歧化酶翻译后修饰的研究进展

超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)是生物体内存在的一种抗氧化金属酶,它能够催化超氧阴离子自由基歧化生成氧(O₂)和过氧化氢(H₂O₂),在机体氧化与抗氧化平衡中起到至关重要的作用,且与很多疾病的发生、发展密不可分。对SOD的活性调节一直是研究热点,大多数研究都集中在转录水平(基因表达)和翻译水平(酶蛋白合成)两个方面。随着研究的深入,发现蛋白质翻译后修饰(PTM)对SOD的酶活性有重要影响。近年来,研究蛋白质翻译后修饰对SOD的酶活性的影响越来越受到重视。总结了硝基化、磷酸化、S-谷胱甘肽化、糖基化、乙酰化、次磺酸化、亚磺酸化、SUMO化等几种SOD翻译后的修饰方式,讨论了修饰后对SOD酶活性的影响和生理意义,并对SOD翻译后修饰的发展及面临的挑战进行了展望,为相关疾病的研究、治疗及靶向药物的研制提供了理论基础。     

炎症反应中的蛋白质翻译后修饰

炎症相关的信号转导蛋白、转录因子、炎性介质、组蛋白等可在炎症发生发展过程中发生磷酸化、乙酰化、泛素化、苏素化、甲基化等一系列翻译后修饰。这些化学修饰可高效调节相关蛋白质的功能活性及基因表达水平,不同化学修饰之间还可相互作用,共同影响炎症的发生、发展与转归;而异常的翻译后修饰与炎症相关性疾病关系密切。     

Surf the post-translational modification network of p53 regulation

Among the human genome, p53 is one of the first tumor suppressor genes to be discovered. It has a wide range of functions covering cell cycle control, apoptosis, genome integrity maintenance, metabolism, fertility, cellular reprogramming and autophagy. Although different possible underlying mechanisms for p53 regulation have been proposed for decades, none of them is conclusive. While much literature focuses on the importance of individual post-translational modifications, further explorations indicate a new layer of p53 coordination through the interplay of the modifications, which builds up a complex 'network'. This review focuses on the necessity, characteristics and mechanisms of the crosstalk among post-translational modifications and its effects on the precise and selective behavior of p53.     

A novel in vivo post-translational modification of p53 by PARP-1 in MPTP-induced parkinsonism

Sporadic Parkinson's disease (PD) affects primarily dopaminergic neurons of the substantia nigra pars compacta. There is evidence of necrotic and apoptotic neuronal death in PD, but the mechanisms behind selected dopaminergic neuronal death remain unknown. The tumor suppressor protein p53 functions to selectively destroy stressed or abnormal cells during life and development by means of necrosis and apoptosis. Activation of p53 leads to death in a variety of cells including neurons. p53 is a target of the nuclear enzyme Poly(ADP-ribose)polymerase (PARP), and PARP is activated following DNA damage that occurs following 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP)-induced neurotoxicity. MPTP is the favored in vivo model of PD, and reproduces the pathophysiology, anatomy and biochemistry of PD. p53 protein normally exhibits a fleeting half-life, and regulation of p53 stability and activation is achieved mainly by post-translational modification. We find that p53 is heavily poly(ADP-ribosyl)ated by PARP-1 following MPTP intoxication. This post-translational modification serves to stabilize p53 and alters its transactivation of downstream genes. These influences of PARP-1 on p53 may underlie the mechanisms of MPTP-induced parkinsonism and other models of neuronal death.     

Cell-mediated cytotoxicity can be regulated by p53 tumor suppressor gene activity in vitro

Summary— The wild-type human p53 tumor suppressor gene was tested for its ability to modulate cytotoxic activity of in vitro activated peripheral blood lymphocytes. Peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) were stimulated by phytohemagglutinin (PHA), interferon α2b (IFNα2b), interleukin 2 (IL-2) or their combinations to induce cytotoxicity. This stimulation significantly increased the percentage of cells expressing p53, which was at its maximum when induced by IL-2 combined with IFNα2b. The role of p53 in the modulation of different aspects of cytotoxic activity of these cells was analyzed by studying the effects of p53 abrogation by antisense oligonucleotide (p53 AS) treatment in comparison with p53 sense or scrambled (missense) oligonucleotide (p53 S or p53 MS) treatment. We show that p53 plays a key role through induction of apoptosis in target cells (tumor necrosis factor pathway) rather than through osmolytic degeneration (perforin pathway) which is only slightly increased by p53 abrogation. Meanwhile, in vitro abrogation of p53 expression in PBL was found to be accompanied by an increase of CD8+ lymphocytes and an important increase of the CD56 ‘bright’ NK cell sub-population.     

p27和p53基因在大肠癌中的表达及临床意义

目的 研究大肠癌患者癌组织中p27、p53基因的表达及其相互之间的关系,以探讨p27、p53基因在大肠癌发生中的作用及临床意义。方法 运用原位杂交方法及免疫组化SP法检测58例大肠癌组织及正常黏膜中p27mRNA和P27蛋白的表达,同时运用免疫组化法分析相同组织中P53蛋白表达状况。结果 p27mRNA在大肠癌组织及正常黏膜中的表达阳性率均为100%。P27蛋白在大肠癌组织中的表达阳性率为55.17%,在正常黏膜中的表达阳性率为96.55%（P〈0.01）;癌组织中P53蛋白表达阳性率为53.45%,正常黏膜未见P53蛋白表达（P〈0.01）;大肠癌组织中P27与P53蛋白表达无明显相关性。P27蛋白的表达与肿瘤分化程度呈负相关（P〈0.01）,与临床其它病理因素均无相关性（P〉0.05）。大肠癌组织中P53蛋白表达与临床病理因素亦无相关性（P〉0.05）。结论 P27蛋白表达的调控主要在转录后水平,P27蛋白检测可作为评价大肠癌恶性程度和预后判断的重要指标。P27及P53蛋白在大肠癌的发生发展过程中具有重要作用。     

p53基因及其功能研究进展

p53基因是一种肿瘤抑制基因,野生型p53对细胞周期和细胞凋亡起重要作用。其编码的蛋白P53相对分子质量为53×103,可刺激Cipt基因产生相对分子质量为21×103的蛋白,该蛋白可以抑制促使细胞通过细胞周期进入有丝分裂的酶的活性,进而抑制细胞生长表达而调控细胞生长,对于预防和治疗胆管癌、肝癌、胃癌等疾病有重要作用。我们在此简要阐述国内外对p53基因及其编码产物的结构、作用机制、检测、功能等方面的研究进展。     

The role of ubiquitin modification in the regulation of p53

The p53 tumor suppressor protein is involved in regulating a wide variety of stress responses, from senescence and apoptosis to more recently discovered roles in allowing adaptation to metabolic and oxidative stress. After 34 years of research, significant progress has been made in unraveling the complexity of the p53 network, and it is clear that the regulation of p53 protein stability is critical in the control of p53 activity. This article focuses on our current understanding of how the level and activity of p53 is controlled by this seemingly simple mechanism. This article is part of a Special Issue entitled: Ubiquitin–Proteasome System. Guest Editors: Thomas Sommer and Dieter H. Wolf.     

抑癌基因p53调控的微RNA-miR-34基因家族

微RNA（microRNA,miRNA）是一种内源性非编码小RNA,在转录后水平调控基因表达,在肿瘤的发生发展过程中起重要作用。p53是重要的抑癌基因,在DNA损伤和癌基因等刺激下活化,诱导下游基因表达,使细胞周期阻滞、DNA修复并促进细胞衰老或凋亡。本文主要介绍近期发现的直接受p53调控的miR-34基因家族,及其在生长阻滞和细胞凋亡方面的研究进展,揭示了蛋白质与非编码RNA在重要的p53抑癌网络中的相互关系,为肿瘤的研究提供了新的思路。