不同条件对植物中间纤维体外装配的影响(简报)

细胞骨架的研究是当今细胞生物学中最为活跃的领域之一,而中间纤维是三种主要骨架纤维中研究较少的一种。从60年代发现至今,人们对动物细胞中间纤维的研究已经比较深入,近来又发现它在基因表达等重要生命活动中起一定的作用。中间纤维有一个显著的特征,就是能够在体外进行自我装配,不需要核苷酸和结合蛋白参加,也不依赖于蛋白质的浓度。植物细胞中是否存在中间纤维一直是未解决的问题。从80年代起,有一些研究发现在高等植物细胞中存在能与动物细胞中间纤维抗体进行     

植物细胞中间纤维角蛋白性质的分析

角蛋白是植物细胞中间纤维的主要。应用选择性抽提和生物化学技术,分离纯化了豌豆根尖细胞５８、５２ｋＤ、白菜叶５２ｋＤ和胡萝卜悬浮细胞６４ＫＤ角蛋白,测定了它们的氨基酸组成,结果表明上述角蛋白与动物细胞中间纤维角蛋白 氨基酸组成有较大的相似性。比较了动、植物细胞角蛋白肽谱、结果显示它们之间存在较大的差异,但是植物细胞嶂角蛋白肽谱比较一致,这提示它们属于同一蛋白家族,为植物中间纤维及其蛋白 存在提供了新     

植物细胞中间纤维角蛋白性质的分析

角蛋白是植物细胞中间纤维的主要成分。应用选择性抽提和生物化学技术,分离纯化了豌豆根尖细胞58-、52 kD、白菜子叶52kD和胡萝卜悬浮细胞64kD角蛋白,测定了它们的氨基酸组成,结果表明上述角蛋白与动物细胞中间纤维角蛋白的氨基酸组成有较大的相似性。比较了动、植物细胞角蛋白的肽谱,结果显示它们之间存在较大的差异,但是植物细胞间角蛋白的肽谱比较一致,这提示它们属于同一蛋白家族,为植物中间纤维及其角蛋白的存在提供了新的论据。     

铁线蕨中间纤维的研究及某些植物类角蛋白的比较分析

应用整装电镜制样技术,结合选择性抽提方法在铁线蕨（ＡｄｉａｎｔｕｍｐｈｉｌｉｐｐｅｎｓｅＬ．）叶细胞中观察到直径１０ｎｍ的纤维网络结构。免疫印迹结果显示：经选择性抽提得到的纤维蛋白与动物角蛋白抗体有免疫交叉反应,间接免疫荧光标记也得到类似结果,而且此类蛋白能在体外自组装为１０ｎｍ或更粗的纤维。说明蕨类植物细胞中存在类角蛋白中间纤维网络。免疫印迹结果表明,螺旋藻（ＳｐｉｒｕｌｉｎａｓｕｂｔｉｌｌｉｓｉｎａＫｕｔｚ．）细胞,地钱（ＭａｒｃｈａｎｔｉａｐｏｌｙｍｏｒｐｈａＬ．）叶状体,铁线蕨（Ａ．ｐｈｉｌｉｐｐｅｎｓｅＬ．）、银杏（ＧｉｎｋｇｏｂｉｌｏｂａＬ．）、白菜（ＢｒａｓｉｃａｐｅｋｉｎｅｎｓｉｓＲｕｐｒ．）的叶组织经选择性抽提后得到的蛋白均与动物角蛋白抗体有免疫交叉反应。其中,螺旋藻仅含有两种类酸性角蛋白,而其余４种植物材料均含有３种类酸性角蛋白及３种类碱性角蛋白。结合以往实验结果,我们认为类角蛋白在植物细胞中是普遍存在的。     

PK15细胞凋亡过程中角蛋白中间纤维的变化

用放线菌素D诱导上皮型猪肾细胞PK15（Porcrne Kidney-15)发生凋亡,细胞在凋亡诱导过程中经历了从铺展、皱缩变圆至脱落的形态变化。凝胶电泳证明被诱导细胞的DNA发生降解,形成明显的DNAladder。免疫荧光显示凋亡过程中细胞角蛋白网状结构发生改变;应用选择性抽提结合整装电镜技术,观察到凋亡细胞中仍有中间纤维网络存在,这一现象前人未曾报道,免疫印迹反应进一步证明,凋亡细胞中部分Ⅱ型角蛋白发生降解。而Ⅰ型角蛋白则无降解现象。     

辛德毕斯病毒装配及其6K蛋白与中间纤维的关系

用温和的选择性抽提方法与整装细胞电镜技术,DGD包埋-去包埋剂电镜技术相结合,对辛德毕斯病毒的装配与宿主细胞中间纤维的关系进行了探讨。电镜观察清晰地显示了病毒“装配中心”被中间纤维所网络,病毒的装配过程显然是以中间纤维为支架;正在装配的核壳体与已装配的核壳体紧密结合在中间纤维丝上。根据电镜照片分析,核壳体可能是沿中间纤维由装配中心向外扩散。应用人工合成6K蛋白所得抗体进行胶体金标记,证明辛德毕斯病毒非结构性6K蛋白也与中间纤维紧密结合。     

植物细胞类角蛋白的纯化、序列分析与类中间纤维cDNA的克隆

从胡萝卜悬浮培养细胞中纯化了64,55 ku两种类角蛋白,并对其部分氨基酸序列进行了测定,同源性比较结果表明64 ku蛋白与β-葡糖苷酶同源,55 ku蛋白未发现同源序列.以动物中间纤维蛋白的保守序列为引物,从胡萝卜悬浮培养细胞中克隆到一个cDNA片段,Southern,Northern杂交结果表明该片段为单拷贝,并在胡萝卜悬浮培养细胞及叶片中均表达,同源性比较揭示其与一些含有α-螺旋的基因序列有一定的同源性.以上结果为从分子水平上证明植物中间纤维的存在提供了一条线索.     

植物细胞中含有类角蛋白多肽及角蛋白cDNA的同源序列

根据中间纤维对去圬剂和高盐溶液的抗性,用类似动物细胞中间纤维抽提的方法,对玉米和烟草的叶肉细胞进行选择性抽提处理,提取中间纤维的蛋白成份。蛋白经SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳后,用动物细胞角蛋白的单克隆抗体进行免疫印迹反应,主要显示了分子量为52kD和64kD两种多肽成份。同时,提取玉米和烟草的DNA与α-~(32)P标记的兔K_3cDNA片段RB_3进行点杂交,均呈现较强的阳性反应,说明它们的基因组DNA中存在角蛋白基因的同源序列。     

海洋红藻多管藻R—藻红蛋白的体外聚集特性

将海洋红藻R 藻红蛋白 (R PE)吸附到刚揭开的高定向石墨 (HOPG)表面上 ,然后用扫描隧道显微镜 (STM)在纳米尺度上进行直接观察 ,发现纯化的R 藻红蛋白在体外自然聚集时 ,能够“面对面”的聚集在一起 ,形成非常规则的类似藻胆体的杆状结构。将R PE溶于 2 %酒精 /水的混合液中 ,然后滴加于空气 /水界面上 ,具有很好的成膜性能。STM观察结果表明 ,R PE的分子在Langmuir Blodgett膜中的排列方式与其在自然状态下的聚集方式类似 ,圆盘状的R PE分子面对面的聚集在一起形成类似藻胆体的杆状结构 ,这些“杆”状结构进一步聚集在一起形成膜。以上结果表明 ,藻胆蛋白分子在体内以藻胆体的形式存在 ,除了连接肽的作用之外 ,藻胆蛋白自身的结构特性而导致的分子与分子之间的相互作用 ,在藻胆体的组装过程中也起着重要的作用     

衣藻淀粉核中存在类角蛋白中间纤维网架

采用选择性抽提结合 ＤＧＤ（ｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｄｉｓｔｅａｒａｔｅ） 包埋电镜技术在衣藻（Ｃｈｌａｍｙｄｏｍ ｏｎｓａ ｓｐ．）淀粉核中观察到直径１０ ｎｍ 的纤维网架,以哺乳动物角蛋白抗体进行免疫胶体金标记,在淀粉核区域有很强的特异性结合,间接免疫荧光染色得到相似结果,表明在衣藻淀粉核中存在类角蛋白中间纤维网络骨架     

中间纤维的分子生物学研究进展

虽然６类中间纤维的免疫原性及分布不同，但其分子结构存有共性，且均在细胞内处于聚合与解集的动态平衡。转基因动物及基因转染实验的研究表明，中间纤维的表达受ＬＣＲ，启动子，增强子及反式调节因子等的共同调控。近年来越来越多的研究结果提示，中间纤维很可能参与了核内基因表达调控等重要的生命活动。因此，对中间纤维功能机制的最终阐明，必将有助于在分子基因水平全面了解细胞的机能。     

植物核纤层的精细结构及其体外装配

以银杏精子细胞为材料 ,用高分辨率的低压扫描电镜对精子细胞核纤层的精细结构进行了观察 .结果显示其核纤层是由 1 0nm纤维构成的精细网络 .用胡萝卜悬浮培养细胞分离纯化得到的核纤层蛋白进行体外装配分析 .观察到装配好的植物核纤层蛋白纤维较长 ,单丝直径为 8～ 1 2nm .有些纤维清晰可辨是由亚纤维构成 .免疫印迹反应证明装配好的纤维含有 6 6和 84ku的核纤层蛋白多肽 .说明植物细胞核纤层蛋白可在体外自组装     

中间纤维与疾病

中间纤维(intermediate filament,IF)与微管、微丝一起组成细胞骨架的蛋白质纤维网络体系。三种骨架纤维中最复杂的是IF,它由最大的基因家族所编码,组成了一个包含73个成员的蛋白大家族。IF除了支架作用还形成复杂的信息平台,并与各种激酶、受体和凋亡蛋白相互作用。目前,已知80多种人类相关疾病包括皮肤起泡、肌肉萎缩症、心肌病、早衰综合征、神经退行性疾病和白内障等与IF有关,且数量仍在增长。其中,IF的变异至少与30多种人类组织特异性疾病有关,在几种神经退行性疾病、肌肉疾病或其他相关疾病还会出现特征性的包涵体。IF可作为细胞类型的标志,其抗体被广泛应用于病理诊断,因此研究这些疾病与IF之间的相互联系、揭示它们的作用机制对全面认识IF在细胞和组织中所起的作用以及对临床疾病的治疗有着重要意义。     

角蛋白纤维的新功能--在爪蟾卵提取物核膜重组装中的作用

激活的非洲爪蟾卵提取物温育过程中,直径２００ｎｍ的膜泡附着在一种直径１０ｎｍ纤维上,形成“珠链”结构。用透射电镜整装制样技术观察了温育中“珠链”结构的形成过程,发现１０ｎｍ纤维可抗Ｔｒｉｔｏｎ抽提,免疫荧光和蛋白免疫印迹试验表明１０ｎｍ纤维可能是由５６ｋＤ的碱性角蛋白与４２ｋＤ的酸性角蛋白构成。向提取物中加入碱性角蛋白抗体ＡＥ３则可抑制环状片层的形成,而核膜的组装也受到很大影响。这些结果显示角蛋白     

棉花纤维超微结构的扫描隧道显微镜观察

用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）对鲁棉１１棉花纤维的超微结构进行了直接观察,并与扫描电子显微镜（ＳＥＭ）的观察结果进行了比较。结果表明,ＳＥＭ只能观察到纤丝在棉花纤维表面的排列,但很难进一步观察到纤丝的精细结构。ＳＴＭ可以清晰地观察到纤丝的超微结构。随着扫描范围的逐渐缩小和分辨率的不断提高,可以进一步观察到纤丝是由二级结构单元“微纤丝”组成,而“微纤丝”是由更小的结构单元“基原纤丝”组成,以平行方式排列     

拟南芥细胞中存在中间纤维的研究

利用整装电镜制样与选择性抽提技术,在拟南芥（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａ （Ｌ．） Ｈｅｙｎｈ） 愈伤组织细胞质中观察到直径１０ ｎｍ 左右的纤维网络结构。免疫印迹分析表明纤维的主要成分是６ 种多肽,它们分别与动物角蛋白单克隆抗体ＡＥ１ 、ＡＥ３ 有免疫交叉反应。利用间接免疫荧光技术,与ＡＥ１ 和ＡＥ３ 反应的抗原呈弥散状定位于整个细胞质中,而且１０ ｎｍ 纤维可以在体外重新组装。以上结果表明,在拟南芥细胞质中存在类角蛋白的中间纤维。以动物中间纤维基因的保守序列为引物,采用ＲＴ＿ＰＣＲ技术,进一步从这一模式植物中克隆到一个ｃＤＮＡ片段,这可能为从分子水平上证明植物中间纤维的存在提供了一个线索     

角蛋白缺陷疾病转基因动物模型的研究进展

角蛋白是哺乳动物角质形成细胞的主要结构蛋白,其基因的正确表达是细胞稳定和功能正常的基础。角蛋白的基因突变可导致一系列的遗传性疾病。近年来,转基因动物模型的建立在疾病的发病机制、基因间的相互关系方面带给了我们全新的视角。本文就角蛋白相关疾病动物模型的研究现状做一综述。