植物病毒蛋白核质转运的研究进展

植物病毒编码一些含有核定位信号(nuclear localization signal,NLS)或者核输出信号(nuclear export signal,NES)的核质转运蛋白,这些已被验证的转运蛋白有三种类型:核输入蛋白、核输出蛋白和核质穿梭蛋白。它们通过识别寄主核质转运受体Importinα和Importinβ,介导含有经典核定位信号的蛋白质入核过程,以及寄主蛋白Ran参与,由XPO1介导的富含亮氨酸核输出信号的蛋白质出核过程。植物病毒核质转运蛋白利用寄主的转运机制,进出细胞核发挥相应功能,如介导病毒基因组的核输入和核输出、介导病毒长距离运输及系统侵染、抵抗寄主细胞启动的RNA沉默、调节寄主细胞转录活性、调控病毒的复制及表达和参与病毒症状的形成等。对植物病毒蛋白核质转运的相关研究进展进行综述,着重介绍植物病毒蛋白核质转运类型、核输入和输出信号、转运机制和生物学意义,以及寄主蛋白介导的互作等研究的最新成果。     

Importin β1介导的病毒蛋白入核转运在病毒复制中作用的研究进展

核转运受体蛋白importinβ1是输入蛋白importinβ家族重要成员之一,它是一种相对保守的、广泛分布于真核生物细胞内的核转运受体蛋白。许多研究表明,importinβ1能直接识别和结合含有不同类型核定位信号的病毒蛋白并转运其入核,此过程对病毒的整个复制和致病进程起着十分重要的作用。该文主要从importinβ1的结构特征、介导的病毒蛋白入核转运机制以及在病毒复制中的作用、药物阻断importinβ1参与的病毒复制等研究方面进行综述,以期为后续研究病毒蛋白细胞核定位的分子机制和功能以及抗病毒治疗提供参考。     

p62蛋白的分子功能及其在疾病中的研究进展

螯合体1(SQSTM1/p62)是一种选择性自噬接头蛋白,在清除待降解蛋白、维持细胞内蛋白质稳态中发挥重要的调控作用。p62蛋白具有多个功能结构域,介导与多种蛋白质发生相互作用进而精确调节特定的信号通路,从而将p62蛋白与氧化防御系统、炎症反应和营养感知等重要生命过程联系起来。研究表明p62的突变或者表达异常与多种疾病的发生发展过程密切相关,包括神经退行性疾病、肿瘤、感染性疾病、遗传性疾病以及慢性疾病等。本文综述了p62蛋白的结构特征、分子功能,并系统介绍其在蛋白质稳态和信号通路调控中的多种功能,总结了p62在疾病发生发展中的复杂性与多面性,以期为p62蛋白的功能与相关疾病研究提供参考。     

窖蛋白-1在衰老中的作用和信号通路

衰老是生物随着时间的推移而自发的必然过程,并会导致与衰老相关的疾病发展,老年疾病的增加使得社会医疗负担加重,因此寻找衰老相关疾病的治疗靶点是衰老生物学重要的研究方向。窖蛋白-1(Caveolin-1,Cav-1)是胞膜窖的重要结构蛋白,参与细胞信号转导、胆固醇平衡、迁移和衰老等许多过程。众多研究表明,Cav-1在介导和调节衰老中发挥重要的功能,本文总结分析了Cav-1在细胞衰老、机体衰老和不同物种衰老中的作用,同时对Cav-1调节衰老的p53/p21、生长因子受体、ROS、K-RAS等上下游分子作了综述,可能为衰老及衰老相关疾病提供潜在的治疗靶点。     

硒结合蛋白1的生物功能及其与疾病的关系

硒结合蛋白1 (SELENBP1)是1989年发现的定位于细胞质和细胞核的一种结合硒原子的含硒蛋白质.以往的研究表明,SELENBP1在高尔基体中蛋白质的转运、泛素化/去泛素化介导的蛋白质降解、硫代谢、调节缺氧诱导因子的稳定性等方面发挥着重要作用.也与口臭、癌症、精神分裂症和肾损伤等疾病的发生发展密切相关.本文对SELENBP1的生物功能及其与疾病关系的最新研究进展进行了综述和展望.     

BRD7的亚细胞定位及其假定核输出信号序列的分离与鉴

BRD7被鉴定为一个鼻咽癌密切相关新基因和潜在的核转录调节因子．通过绿色荧光蛋白(GFP)介导的亚细胞定位方法,系统研究BRD7在非洲绿猴肾COS7细胞、人宫颈癌HeLa细胞以及人鼻咽癌HNE1细胞中的亚细胞定位,发现BRD7主要定位在细胞核,呈细点状或条梭状分布,3株细胞中没有明显的细胞类型差异．通过对BRD7编码蛋白氨基酸序列进行比对分析,发现了1个具有亮氨酸富集特征的假定核输出信号序列pNES,该区域具有类似核输出信号特征序列“ L-x(2,3)-［LIVFM］-x(2,3)-L-x-［LI］ "（X代表任意氨基酸）的结构;通过功能分析,发现它不具有介导异源蛋白GFP胞浆定位的功能,且其亚细胞定位或胞浆/胞核分布比例不受细霉素B(leptomycin B)干预的影响,说明这个pNES不具核输出信号结构域的功能,不是BRD7的核输出信号．     

乳腺癌细胞中p27kip1分子相互作用蛋白质谱的改变

p27kipl是细胞周期重要的负性调控因子,在乳腺癌等多种肿瘤发生发展过程中发挥重要作用.乳腺癌细胞中p27kipl蛋白通常是低丰度表达和错位分布,导致这种分布和表达改变的确切机制并不明确.已有研究表明,p27kipl磷酸化是重要的调节途径之一,细胞内外信号分子通过多种途径调节p27kipl的分布和表达.为了进一步阐明肿瘤细胞内调节p27kipl功能的分子机制,必须首先明确p27kipl在肿瘤细胞与正常细胞中相互作用蛋白质谱的差异.包括细胞周期素、周期素依赖性激酶、CRM1、jab1、Skp2等在内的多种分子可以与p27kipl发生相互作用.在乳腺癌细胞中还有儿种特异的作用分子.在不同细胞周期和不同细胞内分布状态下,p27kipl蛋白有不同的相互作用蛋白质谱.因此,我们推断在乳腺癌细胞内p27kipl分子相互作用蛋白质谱的差异可能是导致其低表达和错位分布的主要机制.     

SUMO化修饰与膜蛋白功能的调控

SUMO化作为一种重要的蛋白质翻译后修饰方式,其为人们熟知的功能是调控转录蛋白的细胞核内外定位与基因转录调节活性。近年来,研究发现SUMO/去SUMO化修饰的底物不仅限于核内与核周蛋白,一些膜蛋白,如钾离子通道、谷氨酸盐和红藻氨酸盐受体亚基、TGF-β受体等,均可作为SUMO/去SUMO化修饰的底物。本文就SUMO/去SUMO化修饰在膜蛋白功能调控这一新兴领域的最新进展作一介绍。     

雌激素受体

雌激素受体包括两大类:一是经典的核受体,包括ERα和ERβ,它们位于细胞核内,介导雌激素的基因型效应,即通过调节特异性靶基因的转录而发挥"基因型"调节效应;二是膜性受体,包括经典核受体的膜性成分以及属于G蛋白偶联受体家族的GPER1(GPR30)、Gαq-ER和ER-X,它们介导快速的非基因型效应,通过第二信使系统发挥间接的转录调控功能,其中一些似乎只在脑局部起作用。这两类受体在机体内的分布具有组织/细胞特异性,参与了对诸如生殖、学习、记忆、认知等多种功能的调节。     

p21WAF1／CIP1基因上游主要转录调控序列区及其相关功能

p21蛋白作为周期依赖性蛋白激酶抑制因子,调节细胞周期的进程,参与细胞生长、增殖、分化、衰老等多种活动,p21/WAF1/CIP1基因上游启动子中含有多个转录调控序列,包括p53,Sp1,Ap2,VDR及RAR,STAT,C/EBPα,β,E2A,MyoD和E2F等转录因子的顺式结合元件,在细胞的生长、分化、凋亡,衰老及疾病的发生发展中,这些转录因子通过与p21上游相应调控区相互作用,调节p21基因的表达。     

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。     

植物细胞质介导GFP-NLS蛋白入核转运的HeLa细胞系统的建立北大核心CSCD

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,涉及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。本研究证明,植物细胞质可以有效应用于动物细胞体系研究蛋白质入核转运。本文利用病毒SV40抗原蛋白中的核定位信号(nuclear localization signal,NLS)标记绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP),通过拟南芥细胞质的介导,利用He La细胞核建立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He La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He La细胞建立起的半细胞体系能为蛋白质入核转运研究提供一个有效的研究体系。     

核糖体蛋白L6/Taxreb107的核定位信号的分析

核糖体蛋白L6（RpL6,Taxreb107）含有三个具有核定位信号特征的基序.用作者构建的核定位信号捕获系统分析了这些核定位信号是否具有介导蛋白质进行核转位的功能.将RpL6/Taxreb107分段插入核定位信号捕获载体的克隆位点后转化宿主酵母,发现其前两个核定位信号可以介导融合蛋白进入细胞核,而第三个核定位信号无此作用.将RpL6/Taxreb107分段与绿色荧光蛋白融合后转染培养的哺乳类细胞,证实了以上在酵母中所得的结果.进一步发现RpL6/Taxreb107的前两个核定位信号同时具有核仁定位的功能.当在细胞中表达的早期,进入核内的融合蛋白优先定位于核仁.这些结果一方面有助于理解RpL6/Taxreb107核转位的机理,同时说明作者构建的核定位信号捕获系统也可用在蛋白质中寻找核定位信号.     

SUMO-1与PML-NB

泛素相关小修饰蛋白-1(small ubiquitin-related modifier-1,SUMO-1)作为一个修饰因子,主要作用是翻译后的调控,对基因表达及基因组的稳定性具有意义.SUMO-1可共价修饰早幼粒细胞白血病(promyelocytic leukemia, PML)蛋白,是后者定位到核体(nuclear body,NB)的前提.SUMO-1修饰的PML-NB能够进一步招募其他蛋白质,从而调节其功能,其中SUMO可以作为PML/p53通路中的一种调节蛋白.当PML作为转录催化因子与p53结合时,会抑制肿瘤细胞生长,并激活p53的促凋亡活性.另外,GFP-SUMO-1的过表达能阻止PML-NB的微结构形成,其原因是从PML修饰中转变成了SUMOylation形式,从而SUMO-1在调节PML核体的完整性上起了重要作用.本文主要综述了SUMO-1与PML及PML-NB的关系.     

抗增殖蛋白Prohibitin与肿瘤

抗增殖蛋白(prohibitin,PHB)是进化上高度保守的蛋白,广泛分布于不同种属的生物细胞。PHB不同的亚细胞器定位决定了它在调节细胞周期、增殖凋亡、核转录、细胞分化、细胞黏附、维持线粒体形态及功能等方面有重要作用。同时,PHB及其翻译后修饰也参与了PI3K/AKT、Ras/Raf/MAPK等信号通路的调控。近年来,PHB功能及其机制研究有助于我们揭示恶性肿瘤疾病形成的分子机制,将为预防和治疗这些疾病提供理论基础。     

p300／CBP核蛋白与基因转录活化

CREB结合蛋白和p300都是分子量很大的核蛋白质.由两个特殊基因编码,但两者在结构模体上高度相似,均具有调节基因转录和细胞生长的功能,而且,其基因在所有的哺乳动物细胞中表达(至少现在还没有例外).p300/CBP在细胞中可与多种基因转录活化因子结合而形成辅活化子复合体,在介导各种转录因子的基因转录活化作用中起着重要作用.     

多肽TAT与核定位信号介导的蛋白质入核递送

增强型绿色荧光蛋白与蛋白质转导结构域TAT、SV40大T抗原的核定位信号以融合蛋白的形式在大肠杆菌中表达 ,纯化后转导A431细胞 ,大部分细胞核内都可以观察到绿色荧光 ,说明TAT NLS可以有效介导蛋白质的入核递送。这种蛋白质递送系统可望用于转录治疗等研究领域。     

Rho小G蛋白相关激酶的结构与功能

Rho小G蛋白家族是Ras超家族成员之一,人类Rho小G蛋白包括20个成员,研究最清楚的有RhoA、Rac1和Cdc42。Rho小G蛋白参与了诸如细胞骨架调节、细胞移动、细胞增殖、细胞周期调控等重要的生物学过程。在这些生物学过程的调节中,Rho小G蛋白的下游效应蛋白质如蛋白激酶（p21-activated kinase,PAK）、ROCK（Rho-kinase）、PKN（protein kinase novel）和MRCK（myotonin-related Cdc42-binding kinase）发挥了不可或缺的作用。迄今研究发现,PAK可调节细胞骨架动力学和细胞运动,另外,PAK通过MAPK（mitogen-activated protein kinases）参与转录、细胞凋亡和幸存通路及细胞周期进程;ROCK与肌动蛋白应力纤维介导黏附复合物的形成及与细胞周期进程的调节有关;哺乳动物的PKN与RhoA/B/C相互作用介导细胞骨架调节;MRCK与细胞骨架重排、细胞核转动、微管组织中心再定位、细胞移动和癌细胞侵袭等有关。该文简要介绍Rho小G蛋白下游激酶PAK、ROCK、PKN和MRCK的结构及其在细胞骨架调节中的功能,重点总结它们在真核细胞周期调控中的作用,尤其是在癌细胞周期进程中所发挥的作用,为寻找癌症治疗的新靶点提供理论依据。     

Sirt7在病理生理活动中的作用机制

沉默信息调节因子2相关酶(silent mating type information regulator 2-related enzymes,Sirtuin)是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD⁺)依赖性的去乙酰化酶。Sirt7是定位于核仁的Sirtuin蛋白家族成员,除了具有去乙酰化酶活性外,还具有腺苷二磷酸(adenosine diphosphate,ADP)-核糖基转移酶、去琥珀酰化酶和去戊二酰化酶活性。Sirt7的作用底物包括组蛋白、DNA损伤修复相关因子、核仁小核糖核蛋白成分(核仁纤维蛋白、U3)、转录因子(GA结合蛋白β1(GA binding protein β1,GABPβ1)、叉头框蛋白O4、GATA4)、细胞周期蛋白依赖激酶9、组蛋白乙酰转移酶1、聚合酶相关因子53(polymerase associated factor 53,PAF53)、Ras相关核蛋白(Ras-related nuclear protein,Ran)、活化T细胞的核因子c1和p53等。另外,Sirt7还可以与损伤特异性DNA结合蛋白1(damage-specific DNA binding protein 1,DDB1)/cullin 4/DDB1-cullin 4相关因子1、Suv39h1/Sirt1、Myc、核呼吸因子1和Elk4等作用,进而调节其功能,但作用机制尚不清楚。Sirt7的多种活性使其在维持基因组稳定、调节RNA转录、抵御应激反应、调控代谢及炎症等病理生理活动中发挥重要作用。本文将介绍Sirt7在调节以上病理/生理活动中的作用机制,以及腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine 5′-monophosphate activated protein kinase,AMPK)、蛋白质精氨酸甲基转移酶6、泛素特异性肽酶7等对Sirt7蛋白合成及活性的调节作用,并对目前Sirt7研究中存在的问题进行讨论。     

核输入蛋白α/β真核表达载体的构建及细胞内定位

目的:构建带有myc标签的核输入蛋白(importin)α/β的真核表达载体,转染人胚肾293T细胞并分析其表达。方法:以乳腺癌文库为模板PCR扩增核输入蛋白α/β基因,扩增产物插入真核表达载体p XJ-40-myc,经双酶切和测序鉴定;将空载体与重组质粒分别转染人胚肾293T细胞,通过Western印迹和免疫荧光技术检测核输入蛋白α/β的表达。结果:酶切鉴定与测序结果表明构建的myc-Importinα/β真核表达载体正确;Western印迹检测到重组质粒在293T细胞中的表达;免疫荧光检测到核输入蛋白α定位于细胞质和细胞核,而核输入蛋白β定位于细胞核。结论:构建了核输入蛋白α/β的真核表达载体,并确定了其在细胞中的表达定位。