细胞内蛋白质转运及其在医学中的应用——1999年诺贝尔生理学或医学奖介绍及其相关研究进展

细胞表达出大量的蛋白质,分布到细胞不同的部位执行相应的功能,其中多数被转运到细胞外和细胞核,或定位于细胞内不同的细胞器.新合成的蛋白质是如何跨过膜性结构被转运到相应正确位置的呢? 细胞生物学家Günter Blobel对此给出了答案.     

植物蔗糖转运蛋白及其生理功能的研究进展

高等植物通过光合作用产生蔗糖,并以蔗糖形式将同化碳源分配到植物各组织器官中,蔗糖的跨膜转运需要蔗糖转运蛋白的参与。目前,已有研究表明蔗糖转运蛋白广泛存在于高等植物体内,主要在种子、花器、叶肉细胞、韧皮部和根等器官中发挥作用,而通过亚细胞定位可以发现,蔗糖转运蛋白主要定位在细胞的液泡膜及细胞质膜上。综述了国内外对蔗糖转运蛋白的发现、结构、分类、生理功能、功能验证及定位等方面的研究内容,分析了研究蔗糖转运蛋白的意义及目前存在的一些问题,旨为更好地理解蔗糖转运蛋白在植物体内的作用机制做铺垫。     

微生物有机酸转运蛋白的研究进展

转运蛋白是一类膜蛋白,可介导生物膜内外化学物质的跨膜转运及信号交换。有机酸转运蛋白在微生物有机酸代谢的跨膜转运过程中发挥重要作用,根据转运蛋白有机酸转运的方向不同可以分为摄取转运蛋白和外排转运蛋白。在微生物代谢中,有些有机酸可以作为能源直接参与体内代谢,有些是能量转换过程中的重要中间产物;摄取转运蛋白的过表达,可以促进微生物细胞获取能源物质,高效的生产目标产物;有机酸摄取转运蛋白敲除或外排转运蛋白表达,有利于底盘细胞外排更多目标产物,进而促进有机酸的生物合成。研究有机酸转运蛋白的结构和功能,有助于解析微生物细胞有机酸生物合成及利用的机制,对于提高工业微生物对有机酸的利用及生物合成具有重要作用。本文综述了微生物有机酸转运蛋白分类和结构、转运方式和转运功能等方面,重点综述了转运蛋白在有机酸生产中的应用,为工业微生物有机酸的高效生物合成及未来发展提供参考。     

Syntaxin 1A 与 Munc18a 在细胞内的相互作用和定位研究

Syntaxin 1A (Syn1A) 和 Munc18a 蛋白在囊泡转运和分泌中起着至关重要的作用,然而它们在细胞中分选和转运的分子机制目前尚不清楚 . 我们用绿色荧光蛋白 (EGFP) 和红色荧光蛋白 (TDimer2) 分别标记 Syn1A 和 Munc18a ,并用荧光显微技术观察它们在 BHK-21 和 HEK293 细胞中的转运和定位 . 实验结果表明 Syn1A 主要定位在细胞质膜上,而 Munc18a 主要分布在胞浆中,但是与 Syn1A 共表达时能定位到细胞质膜上 . 删除胞浆部分的 Syn1A 蛋白不能上膜,提示其胞浆结构域在分选和定位过程中起着重要的作用 .     

MFS超家族转运蛋白结构与分子机制的研究

主要协助转运蛋白超家族（major facilitator superfamily,MFS）是一个主要的次级膜转运蛋白超家族。MFS超家族蛋白转运底物的多样性使得它们在细胞物质交换和能量代谢过程中起着重要作用。从2003年第一个高分辨率的LacY蛋白三维结构的解析到现在,已经有5个细菌MFS超家族的蛋白结构被解析出来,结合大量的生化研究结果,使得对其转运的分子机制有了更为深入的理解。将对MFS超家族蛋白的三维结构和转运机理进行阐述。     

MCT在精子发生中的表达规律及调控机制的研究进展

单羧酸转运蛋白(monocarboxylate transporters,MCTs)是哺乳动物细胞膜上一类重要的跨膜转运蛋白,主要负责乳酸盐、丙酮酸盐、酮体等单羧酸类化合物的跨膜转运。MCT基因在睾丸生精上皮细胞发育、分化过程中具有不同程度表达,并通过多种途径调节精子发生过程。开展对MCT基因在精子发生过程的作用研究有助于人们从能量代谢角度进一步阐明生精细胞发育和精子发生的调控机制。本研究着重从MCT在精子发生过程中的表达定位、功能及调节机制进行综述。     

牛磺酸跨膜转运的意义及机制

牛磺酸是正常存在于体内的含硫氨基酸,其跨膜转运对细胞渗透压的维持及细胞内外Ca~(2 )的稳态调节具有重要的作用。心肌细胞膜上存在Na~ /taurine协同转运系统。牛磺酸跨膜转运主要受Na~ 的调控,另外,渗透压、Ca~(2 )和K~ 等亦影响牛磺酸的转运。牛磺酸转运蛋白的克隆为进一步研究牛磺酸跨膜转运的 机制提供了新的手段。     

囊泡转运复合物Retromer和SNX蛋白家族在发育和疾病中的作用

逆向囊泡转运复合物Retromer主要负责介导货物蛋白从内体向反式高尔基体或细胞表面逆向转运,是细胞内囊泡转运分选系统的重要成员.Retromer复合物主要含有两个亚复合体:货物选择复合体VPS26-VPS29-VPS35和膜结合复合体SNX-BAR.本文着重综述了Retromer复合物和SNX蛋白家族参与囊泡转运过程的分子机制以及它们在发育中对Wnt信号的调控作用;并讨论了Retromer复合物在细胞极性形成、细胞凋亡、神经元信号传递中的重要作用;以及该复合物与帕金森和阿尔茨海默病等退行性疾病之间的关系.     

植物中的核质转运相关蛋白

细胞内各个生命过程的有序进行需要生物大分子在细胞核与细胞质之间有选择、有控制地转运.而细胞核膜的存在为大分子的自由穿梭设置了屏障,因此生物大分子在细胞核与细胞质之间的转运要依赖于一些受体蛋白.输入蛋白β(importinβ)是首先从人类细胞中发现的生物大分子向细胞核输入的受体,其后相继鉴定出多个与输入蛋白β具有同源性的细胞核转运受体,命名为类输入蛋白β.这些转运受体介导的转运过程在生物有机体之间高度保守,在动物及酵母中调控核质穿梭以及各个信号过程的组分与分子机制研究较为清楚,但在植物中相对匮乏.本文在介绍细胞核转运受体共有结构特点和转运机制基础上,重点综述了植物细胞核转运受体的最新研究进展以及这些受体在植物信号转导中的重要调节作用.     

植物中铵转运蛋白的研究进展

铵转运蛋白在众多生物中被克隆与鉴定,它是一种广泛存在于微生物、植物细胞及动物的细胞膜上主动转运铵离子的载体,分子量约为48kD,含有10～11个跨膜域.本文阐述了植物铵转运蛋白分离鉴定的过程,对于铵转运蛋白的结构、功能、基因表达调控等方面作了较详细叙述.不同氮素条件下,铵转运蛋白基因通过转录调控表现了对铵离子吸收转运的不同特点,使植物根系在较宽的浓度范围中吸收铵离子,为细胞内铵离子库的内稳态提供了理论依据.铵转运蛋白有助于作物更有效的吸收氮素,为农业生产粮食增收提供了有利保障.     

锌转运蛋白基因研究进展

锌作为一种重要的微量元素参与了植物体内广泛的生理和生化过程,本文详细介绍了涉及Zn^2＋吸收转运的ZIP基因家族（ZRT／IRT相关蛋白）和CDF（Cation　diffusion　facilitator）家族。ZIP家族转运蛋白主要负责将Zn^2＋等二价阳离子跨膜转运进细胞内,以完成细胞内多种生理生化反应。CDF家族转运蛋白主要负责将过量Zn^2＋运出细胞,或者将细胞内过量Zn^2＋进行区室化隔离,降低Zn^2＋对细胞的危害作用。ZIP家族转运蛋白和CDF家族转运蛋白的相互协调使得Zn^2＋在细胞和有机体水平上维持着稳态,进而为细胞内各种生理生化反应的进行供一种保障机制。     

水稻蔗糖转运载体蛋白(OsSUT2)非跨膜区域特征性序列的融合表达及其抗体制备

植物光合作用产生的蔗糖是植物生长发育的主要碳源物质,还是诱导植物生长发育过程中诸多相关基因表达的特异信号分子[1].蔗糖分子在植物器官及组织间的生理分配维持着整个植物体的正常生长发育[2].植物蔗糖转运载体(sucrosetransporter,SUT)是一类担负着蔗糖分子在细胞间的转运及信号转导的功能性蛋白家族,它在蔗糖的韧皮部装载、沿韧皮部的再吸收、韧皮部卸载和向库器官的转运等跨膜运输以及蔗糖特异信号感应过程中发挥着重要的生理功能[3～5].植物蔗糖转运载体蛋白分布于植物细胞质膜上,该转运载体蛋白含有12个疏水性跨膜结构域,在其氨…     

以SecA蛋白为“动力泵”的细菌Sec蛋白转运途径

细菌细胞中,三分之一的蛋白质是在合成后被转运到细胞质外才发挥功能的.其中大多数蛋白是通过Sec途径(即分泌途径secretion pathway)进行跨膜运动的.Sec转运酶是一个多组分的蛋白质复合体,膜蛋白三聚体SecYEG及水解ATP的动力蛋白SecA构成了Sec转运酶的核心.整合膜蛋白SecD,SecF和vajC形成了一个复合体亚单位,可与SecYEG相连并稳定SecA蛋白的膜结合形式.SecB是蛋白质转运中的伴侣分子,可以和很多蛋白质前体结合.SecM是由位于secA基因上游的secM基因编码的,可调节SecA蛋白的合成量,维持细胞在不同环境条件下的正常生长.新生肽链的信号肽被高度保守的SRP特异性识别.伴侣分子SecB通过与细胞膜上的SecA二聚体特异性结合将蛋白质前体引导至Sec转运途径,起始转运过程.结合蛋白质前体的SecA与组成转运通道的SecYEG复合体具有较高的亲和性.SecA经历插入和脱离细胞内膜SecYEG通道的循环,为转运提供所需的能量,每一次循环可推动20多个氨基酸的连续跨膜运动.     

水通道蛋白1-C末端肽段/GST融合蛋白的原核表达(简报)

水通道蛋白(Aquaporin,AQP)是一类选择性高效转运水分子的细胞膜通道蛋白,广泛存在于原核和真核生物细胞的细胞膜上,主要介导自由水分子的被动跨膜转运,对保持细胞内外液环境的稳态平衡起着重要的作用.     

植物铜转运蛋白的结构和功能

铜(Cu)是植物必需的微量营养元素, 参与植物生长发育过程中的许多生理生化反应。Cu缺乏或过量都会影响植物的正常新陈代谢过程。因此, 植物需要一系列Cu转运蛋白协同作用以保持体内Cu离子的稳态平衡。通常, Cu转运蛋白可分为两类, 即吸收型Cu转运蛋白(如COPT、ZIP和YSL蛋白家族)和排出型Cu转运蛋白(如HMA蛋白家族), 主要负责Cu离子的跨膜转运及调节Cu离子的吸收和排出。然而, 最近有研究表明, 有些Cu伴侣蛋白家族可能是从Cu转运蛋白家族进化而来, 且它们在维持植物细胞Cu离子稳态平衡中也具重要功能。该文对Cu转运蛋白和Cu伴侣蛋白的表达、结构、定位及功能等研究进展进行综述。     

液泡膜苹果酸转运蛋白研究进展

液泡是植物细胞贮藏苹果酸重要的细胞器.苹果酸是三羧酸酸循环和乙醛酸循环的中介,是维持细胞渗透压与电荷平衡的关键代谢物,还参与调节植物气孔大小,故苹果酸在植物的生命活动中起着重要作用.液泡膜苹果酸转运蛋白直接或间接控制苹果酸进出液泡,介导液泡与细胞质问苹果酸的运输.液泡膜苹果酸转运蛋白属于钠连接的羧酸盐载体家族,本文重点介绍植物液泡膜苹果酸转运蛋白的性质和功能及其与植物细胞pH值动态平衡之间关系的研究进展.     

Rab蛋白在膜转运中的角色及相关细胞生物功能

Rab蛋白是多种细胞膜转运的关键调节蛋白,在转运囊泡的形成、转运、停靠以及融合中发挥重要作用。胞内定位不同的Rab蛋白在膜转运过程中具有协调性,形成了复杂的调控网络。在肾上皮细胞中Rab蛋白可参与细胞的极化、基底膜的蛋白质分泌以及初生纤毛的形成;在神经元细胞中Rab蛋白能调控突触囊泡的转运、纤毛的生成和功能发挥以及神经元的迁移活动;此外,Rab蛋白还可参与调控内质网的形态发生、Weibel-Palade小体(Weibel-Palade body,WPB)的生成以及炎症反应的发生。此类调控过程中,任何环节的改变都可能会导致蛋白质转运的异常,进而引发各种疾病。本文对Rab蛋白在膜转运中的调控作用,进而在多种细胞的生物功能的调节中所扮演的角色进行系统地描述。     

内质网-高尔基体中间体功能研究进展

内质网-高尔基体中间体(ERGIC)的发现来自于对病毒蛋白胞内转运的研究.最初认为ERGIC是内质网和高尔基体之间的膜泡运输分选站,主要调控早期分泌途径中的货物分选及双向运输.随着研究的深入,发现ER-GIC在细胞应激条件下发挥其他重要细胞学功能,包括在自噬过程中调控早期自噬体膜的形成,以及在非经典蛋白分泌途径中扮演蛋...     

吞蛋白A2在非网格蛋白内吞中的作用研究进展

内吞作用是细胞从细胞外空间和内化横跨膜的细胞表面蛋白转运物质到细胞内的过程.吞蛋白(endophilin)一直被认为参与了网格蛋白介导的细胞内吞作用,2015年《自然》(Nature)发表的两篇研究论文报道了一种由endophilin A标记和控制的独立于网格蛋白的有被囊泡内吞作用.本文主要综述近年来endophilin A2的研究,着重介绍endophilin A2在非网格蛋白介导的内吞作用中的功能和机制.     

细胞内吞的研究进展

细胞外基质的各种分子经细胞膜进入真核细胞是一个复杂的过程。细胞内吞是通过细胞质膜的变形运动将细胞外物质转运入细胞内的过程。不同的细胞内吞途径需要不同的蛋白质分子参与,引起不同的信号转导通路。目前认为细胞内吞和膜转运是细胞对其信号转导过程的一种精密的组织安排,细胞内吞在细胞信号转导,维持机体动态平衡方面起着重要作用。细胞内吞途径通常可以分为网格蛋白依赖的内吞和非网格蛋白依赖的内吞,其中后者包括陷窝蛋白依赖和非陷窝蛋白依赖的内吞,以及巨胞饮介导的内吞。本文将就这几种主要细胞内吞途径及与细胞信号转导通路关系的研究进展予以介绍。