人类mTOR信号通路Ragulator复合物的各亚基的原核表达与纯化

Ragulator是mTOR信号通路中的一个关键蛋白复合物,分别由p18、p14、MP1、Lamtor4、Lamtor5五个蛋白通过相互作用复合而成。Ragulator在mTOR通路中起到结合Rag GTPases并锚定到溶酶体表面的作用,而后者招募并激活mTORC1。本研究通过生物信息学和分子克隆相结合的手段,构建各组分蛋白全长的质粒以及截短p18(41~161)和Lamtor(83~173)片段,相应转化到大肠杆菌中进行蛋白的表达。使用Ni~(2+)柱亲和层析,阴离子交换层析和快速蛋白液相色谱相结合的蛋白纯化手段得到纯度较高的稳定的Ragulator复合物,为后续的晶体制备和生物学结构奠定了基础。同时也为进一步深入了解该信号通路的机制以及相关药物的开发与研究作出了贡献。     

人脂素基因LIPIN1在酵母中的异源表达及细胞功能分析

脂类代谢调控是维持生物体能量平衡的重要环节,脂类代谢调控的紊乱与肥胖症、糖尿病和高血压等疾病密切相关。脂素基因三LIPIN1是诱导脂肪细胞分化、调控脂类合成的关键基因．其编码的磷脂磷酸酶（phosphatidate phosphatase,PAP）在人体三酰甘油合成中起关键作用,是维持人体脂类平衡的重要保障。此外,该基因还作为重要的转录辅激活因子参与多种生长及营养代谢调控。多种生物中均有类似功能的基因被发现,暗示了其功能的多样性及物种间的保守性。该文利用酿酒酵母在脂类代谢研究中性状易于表征、同源基因剧刖功能明确的优势,通过同源重组技术构建脂素缺陷型酵母,探索脂素基因在维持酵母正常生长及脂类合成中的重要作用,并通过功能互补及生物信息学技术对比分析了人源LIPIN1基因与酵母PdH1基因编码蛋白在结构和功能上的保守性,为脂素基因LIPIN1的细胞功能研究提供基础数据。     

ULK1蛋白激酶通过自噬及非自噬途径介导的生理、病理和疾病研究进展

ULK1 (unc-51 like autophagy activating kinase 1)是一种哺乳动物丝/苏氨酸激酶,其作为自噬起始复合物的关键分子可介导细胞发生经典自噬反应。经典自噬反应是细胞通过由一系列自噬相关蛋白质介导的自噬溶酶体途径,将废弃或受损的蛋白质、细胞器经过自噬体的包裹后与溶酶体结合,继而使蛋白质、细胞器在溶酶体内降解。因此, ULK1介导的经典自噬反应是细胞质量控制的重要组成部分。除了介导经典自噬反应以外,ULK1也发挥着独立于自噬反应之外的重要作用,比如:促进细胞凋亡、强化磷酸戊糖途径、调控固有免疫反应等。此外, ULK1在糖脂代谢、红细胞形成、内质网应激、肿瘤、神经系统疾病中也发挥着重要作用。鉴于ULK1的重要性,本综述围绕ULK1蛋白激酶参与的经典自噬反应和不依赖自噬的反应及其介导的生理、病理和疾病过程展开论述。     

溶酶体膜上的离子通道

溶酶体是真核细胞中广泛存在的一种囊泡状细胞器,其内部含有多种酸性水解酶,是细胞降解生物大分子的主要位点.在溶酶体膜上也存在多种不同类型的蛋白质,包括离子通道、转运体、结构蛋白、酶等,其中离子通道蛋白由于他们在溶酶体离子动态平衡和跨膜转运、溶酶体膜电位和pH以及细胞营养代谢水平的调控中的重要作用,受到越来越多的关注,多种溶酶体离子通道也被相继鉴定出来.本文简要综述了近年来关于不同类型溶酶体膜离子通道蛋白的研究工作,阐述这些离子通道的特性、功能调控和在溶酶体生理活动中的作用.     

液泡ATP酶在肿瘤中的作用及机制

液泡ATP酶（vacuolar ATPases,V-ATPases）是真核细胞中高度保守的一类大型多亚基复合物,广泛分布于质膜及溶酶体、内体、囊泡等细胞内膜系统,能够借助水解ATP产生的能量控制H+的跨膜转运。V-ATPases通过对细胞内外多种结构的酸化作用调控着一系列重要的细胞活动,如膜运输、蛋白质加工和降解等。近年来,V-ATPases在肿瘤形成中的功能正逐渐成为研究热点。本文重点综述了V-ATPases通过调控细胞内外环境pH,从而在肿瘤发生过程中所行使的多种功能,例如V-ATPases抑制肿瘤细胞凋亡,参与肿瘤细胞自噬,促进肿瘤的侵袭、迁移与增殖,以及参与肿瘤耐药性的产生等。阐明V-ATPases在肿瘤中的作用机制有望为肿瘤治疗策略的探索、新型药物的开发以及相关科学研究的开展提供参考。     

沉默FNBP1表达诱导7703细胞形态重塑

FNBP1在真核细胞中广泛表达,能通过诱导细胞膜管状化、内陷或变形及后续膜曲率依赖性肌动蛋白聚合过程,参与细胞内吞和运动;还可参与端粒维持及FasL与溶酶体结合过程的调控。研究发现,在肝癌细胞7703中,利用RNA干扰（RNA interference technology,RNAi）技术使内源FNBPI基因表达沉默以后,7703细胞形态发生重塑,由上皮样转变为树状分枝的纤维状,表明FNBP1在细胞形态维持过程中亦具有不可或缺的潜在作用;通过对已知FNBP1蛋白相互作用情况的分析推断,FNBP1可能是通过对肌动蛋白骨架动态组装过程的分子调控参与7703细胞形态的控制。     

mTOR 信号通路与自噬在肿瘤中的研究进展

自噬是以细胞内自噬体形成为特征,通过溶酶体吸收降解自身受损细胞器和大分子的一种自我消化过程,是细胞维持稳态的重要机制。自噬广泛参与多种重要的细胞功能,既能在代谢应激状态下保护受损细胞,又可能因为过度激活导致细胞发生II型程序性死亡,从而引发多种疾病,尤其对肿瘤的发生和发展更是发挥着"双刃剑"的作用。自噬通过多种分子信号机制调控肿瘤进程,包括mTOR依赖性和mTOR非依赖性途径。mTOR作为生长因子、能量和营养状态的感受器,可通过调节下游自噬复合物的形成,直接调控细胞自噬。阐明mTOR与细胞自噬的相互作用机制将有助于从分子水平上对各肿瘤病变进行分析和治疗。因此,本文就自噬与PI3K/Akt/mTOR通路在肿瘤中的研究进展作一综述。     

溶酶体生成的调控机制研究进展

自噬体和溶酶体是细胞维持稳态的重要系统,自噬体负责底物的识别和包裹,溶酶体负责底物的降解。溶酶体功能紊乱会导致细胞内物质不能被正常降解、致病性底物发生蓄积,进而诱发多种重大疾病,如溶酶体蓄积病(lysosomal storage disorders, LSDs)、神经退行性疾病和代谢性疾病等;相反,促进溶酶体生成,增强其降解功能则具有改善疾病的作用。因此,揭示并阐明溶酶体生成的调控机制是重要的科学问题。本文对溶酶体生成调控领域近年的研究进展进行综述。     

细胞内吞和自噬的新标志物VCP/p97

含缬酪肽蛋白(VCP)即p97,是一种广泛存在的膜结合糖蛋白,在细胞活性中有着广泛的功能,作为类似分子伴侣在内质网相关蛋白降解及细胞周期调控中起重要作用。在这些细胞过程中,p97与其辅因子UFD1-NPL4结合,把多泛素化错误折叠的蛋白通过蛋白酶进行降解。新近研究发现,p97能够独立于UFD1-NPL4,参与细胞质内运输和自噬。有趣的是,这些途径通过溶酶体也能够使蛋白降解。我们就近年来VCP/p97在细胞内吞作用和自噬中的作用进行综述。     

溶酶体途径在细胞自噬过程中的功能意义

溶酶体具有高度保守的异质性,是细胞自噬的关键细胞器。细胞质中的蛋白质和细胞器最终在溶酶体降解,故溶酶体在维持细胞结构和功能的平衡方面起着重要生理作用。通过自噬溶酶体途径,细胞可清除某些病原体并参与抗原呈递。细胞自噬与异噬经溶酶体密切联系。自噬过程中溶酶体功能障碍与某些疾病和衰老等相关。对细胞自噬的溶酶体途径及其功能意义作了概述。     

mTOR信号通路在疾病中的作用与调控机制

mTOR是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,与不同的蛋白质结合形成mTORC1和mTORC2两种复合物,体现了结构和功能上的差异。mTOR信号通路参与多种生理和病理过程,不仅可以调节细胞生长、代谢、血管生成、内环境稳定、自噬和衰老等生理过程,还与多种恶性肿瘤、自身免疫性疾病、心脑血管疾病等一系列的疾病发生及肿瘤抗药性相关。该文综述了mTOR信号通路在疾病发生中的作用及调控机制,为疾病治疗提供参考。     

FoxO1在胰岛β细胞代谢灵活性受损及失代偿进程中的作用

葡萄糖及脂肪酸是胰岛β细胞的关键代谢底物,葡萄糖刺激胰岛β细胞分泌胰岛素是维持机体血糖稳态平衡的关键。胰岛素抵抗发生时,β细胞对能量代谢底物的选择失调,加速胰岛β细胞由代偿到胰岛β细胞失代偿的进程,是肥胖胰岛素抵抗最终发展为2型糖尿病的始动因素。核转录因子FoxO1属于Fox家族成员,在胰腺内广泛表达,在β细胞的代谢,发育,增殖过程中发挥着重要的调节作用。鉴于FoxO1在维持胰岛β细胞功能中的关键作用,现着重对FoxO1在胰岛β细胞代谢灵活性受损及失代偿过程发生中的作用调节进行阐述。为其作为调控胰岛β细胞功能的关键靶点提供参考。     

蛋白质合成中的核糖核酸蛋白质复合物

细胞中的RNA和RNA结合蛋白质(RNA-binding proteins,RBPs)相互作用形成核糖核酸蛋白质(ribonucleoprotein,RNP)复合物。RNP复合物分布广泛,功能众多。蛋白质生物合成包括转录及其调控、mRNA加工转运、tRNA传递、翻译及其调控等,是核酸编码的遗传信息流向活性蛋白质的过程。多种RNA分子参与这一过程,有的与对应的RNA结合蛋白质形成RNP复合物。RNP复合物的多样性和重要功能在此得到了最好的体现。该文以其中起核心作用的RNA分子为主线,对蛋白质合成中的RNP复合物进行了综述。     

保卫细胞碳代谢与气孔运动

作为气孔运动渗透调节的代谢基础 ,气孔保卫细胞的碳代谢有特殊的调控机理。本文介绍了气孔保卫细胞中参与碳代谢的主要酶的特性及调控特点 ,特别是保卫细胞叶绿体中催化苹果酸形成的PEP羧化酶 ,其磷酸化和去磷酸化参与了保卫细胞信号传递。保卫细胞碳代谢调控在气孔运动调节中的作用 ,并讨论了保卫细胞碳代谢与能量代谢的关系     

ASAP1和ARF1通过调节mTOR重激活调控自噬性溶酶体再生

自噬是一种在进化上保守的溶酶体依赖的降解途径.在缺乏营养的条件下,细胞会产生自噬体与溶酶体融合形成自噬溶酶体,并会通过自噬来降解自身物质.之后溶酶体会从自噬溶酶体再生,这个进化上保守的过程称为自噬性溶酶体再生(ALR),该过程由长时程饥饿中mTOR重激活引起.我们课题组在之前的研究工作中筛选出ARF1的GAP蛋白ASAP1参与调解ALR.本文在之前工作的基础上,发现ARF1会在ALR过程中转位到自噬溶酶体上.敲低ASAP1或者过表达连有GFP标签的ARF1的GTP形式,会抑制mTOR的重激活以及ALR.因此,ARF1以及ASAP1是通过调节mTOR的重激活而调控ALR发生.     

顶- 底极性复合物与癌症的关系研究进展

顶-底极性是上皮细胞的一项主要特征,参与细胞形态、迁移、功能维持等多个生物学事件。上皮细胞顶-底极性复合物包括PAR复合物、SCRIB复合物和CRB复合物。丧失极性是细胞癌化的标志之一,并且在人类癌症中也发现了顶-底极性复合物的异常表达。本文将就目前有关顶-底极性复合物在癌症方面的研究进行综述,重点阐述顶-底极性复合物在肿瘤发生、发展过程中的作用及调控机制。     

Beclin1-Vps34在自噬发生发展中的作用

自噬是一种关于长寿蛋白质和缺陷细胞器降解且溶酶体依赖的细胞代谢过程,对于维持细胞稳态和避免细胞衰老至关重要。最新研究表明,Beclin1-Vps34复合体既参与自噬调控又在肿瘤的形成及发展中起关键作用。该文综述了不同Beclin1-Vps34作用分子及其如何促进或抑制自噬,简介了以Beclin1-Vps34为靶标的癌症治疗最新研究进展,并提出了其未来发展的新方向。     

细胞自噬在个体发育和肿瘤发生中的作用

细胞自噬是一种广泛存在于真核生物细胞中的代谢过程,参与调控胞内物质合成、降解和重新利用之间的代谢平衡。自噬体与溶酶体的有效融合能有效地保障胞内多余物质的降解及其再利用,是真核细胞所特有的一种自我保护机制。细胞自噬近年来受到广泛的关注,其不仅能充当胞内一个合格的质检员,有效地降解胞内受损的蛋白质成分和细胞器,进而阻止细胞损伤和凋亡,也与肿瘤发生、衰老、神经退行性疾病、人体自身免疫性疾病、肥胖症和糖尿病等多种疾病的发生及发展密切相关。本文旨在对细胞自噬过程和其调控机制进行介绍,并侧重对自噬在生长发育和肿瘤发生中的作用进行综述,为预防与治疗多种人类重大疾病提供理论依据。     

ULK1复合物在细胞自噬中的作用

ULK1复合物在细胞自噬的启动中发挥重要作用,其作用包括接收细胞营养状态信号,将下游Atg蛋白招募到自噬体形成部位,以及管理自噬体形成。目前研究工作表明在不依赖营养和能量状态下,ULK1复合物也有可能被激活。在这篇文章综述了ULK1复合物是如何被不同的信号调控,以及ULK1复合物是如何调控细胞自噬机制的其他因素。