Rab蛋白在葡萄糖转运中的作用

在脂肪和骨骼肌细胞中,胰岛素可迅速刺激葡萄糖转运,即通常所说的GLUT4转运。 GLUT4转运是指Rabs与GTP结合时,促进囊泡与微管和微丝蛋白结合,并通过锚定和融合作用使GLUT4囊泡与目标膜结构融合。多数 Rab 家族成员广泛表达于各种组织细胞中,且在细胞内定位十分广泛,几乎存在于真核细胞所有的膜相关的细胞器的胞浆侧。 Rab 蛋白作为囊泡运输的分子开关,通过调节运输小泡的停泊和融合,在囊泡的形成、转运、粘附、锚定、融合等过程中起着重要的作用。 Rab蛋白受到多种上游调节蛋白的调节,同时调控着下游的多种效应蛋白,构成了复杂的调控网络：任何一个环节改变都可能会导致蛋白质转运的异常,进而引发疾病。本文系统阐述了Rab蛋白在葡萄糖转运过程中的作用及该领域的最新进展。     

Complexin在囊泡运输中的作用

神经递质释放对维持生物体正常的生命活动有着重要的意义,它是由囊泡运输介导完成的.神经元细胞中囊泡运输涉及许多蛋白质间的相互作用,共同调控这一复杂的过程,可溶性小分子蛋白Complexin(Cpx)在这一过程中起着重要的作用,它同时具有抑制囊泡自发发放和促进囊泡诱发发放的功能.本文综合国内外近20年的研究,着重介绍了Cpx蛋白各部分结构域的功能,及其与一些囊泡分泌相关蛋白,如SNARE复合体、Synaptotagmin(Syt),间的相互作用机制及其最新进展.     

调控型分泌的分子机制研究进展

调控型分泌途径对于维持内分泌细胞和神经元的功能非常重要。内分泌和神经系统的细胞将神经递质、神经肽和激素等包装在分泌囊泡内,然后在受到刺激时将这些物质释放到细胞外。调控型分泌囊泡,从生成、转运到与细胞膜的融合都需要许多蛋白质的参与和调节。简要总结参与这些过程的一些重要蛋白质的研究进展。     

细胞内蛋白质运输及神经递质释放的分子机理

细胞内蛋白质及神经递质等生物活性物质的运输,分泌和释放都是以运输囊泡作为载体,经过运转囊泡的出芽,形成,移位,入坞等步骤,最终与靶膜融合将内容物排出,这些过程都是以动转囊泡膜,胞浆和靶膜的多种不同功能的蛋白质相互作用的结果。     

Rab蛋白在囊泡转运中的作用及影响

Rab蛋白是真核生物中保守的小GTP酶家族. Rab蛋白在细胞中普遍表达,它的活性在细胞内受到严格的调控:在活性形式Rab-GTP和无活性形式Rab-GDP之间转换,这是由鸟嘌呤核苷酸交换因子(GEFs)和GTP酶活化蛋白(GAPs)调控的,并在囊泡转运的调控中起分子开关的作用.在囊泡运输中, Rab蛋白与不同的下游效应分子相互作用,参与从供体膜选择货物、出芽形成囊泡、调控囊泡沿细胞骨架运动、囊泡与受体膜锚定融合.当Rab蛋白功能受损导致囊泡转运途径障碍时,则会表现出不同的疾病,包括神经退行性疾病、癌症等.本文将对近年来Rab的蛋白结构和功能、参与囊泡运输的分子机制、Rab蛋白的循环调控以及其异常导致的疾病进行综述.     

PC12细胞中Synaptotagmin Ⅶ 的沉默抑制了致密核心大囊泡的分泌

Syt Ⅶ, 因其具有比Syt Ⅰ和Syt Ⅸ更高的钙离子亲和力, 以及在与脂质结合后表现出更慢的解离动力学过程, 被认为在致密核心大囊泡分泌的慢速动力学过程中起着钙离子感受器的作用, 而并不参与突触囊泡的快速分泌过程. 然而迄今为止, Syt Ⅶ的亚细胞定位和其在胞内具体的生理学功能尚未完全清楚. 在本研究中, 我们首先应用全内反射荧光显微镜技术表明, 在PC12细胞中Syt Ⅶ定位于致密核心囊泡. 通过综合运用高时间分辨率的细胞膜电容测量和碳纤维微电极安培检测, 确定了单独沉默内源性的Syt Ⅶ就可以明显减少PC12细胞中钙触发的致密核心囊泡和质膜的融合和抑制了融合孔的开放, 特别是减少了致密核心大囊泡胞吐触发相的幅值, 而对于其持续成分的速率则几乎没有影响. 这些发现提示我们Syt Ⅶ在PC12细胞致密核心囊泡融合机制中作为钙感受器, 对可释放致密核心大囊泡库的形成和维持起着非常重要的作用.     

Rab 蛋白调控胞内囊泡运输

细胞内各个细胞器之间通过囊泡的膜转运是真核细胞存在的基本。Rab蛋白确保了转运蛋白被运输至正确的目的地。Rab蛋白是小GTP酶中的一大家族,它通过募集其效应物蛋白,其中包括接头蛋白,栓系因子,激酶,磷酸酶以及动力蛋白等,调控了细胞膜的选取,囊泡出芽,去包被,转运以及膜融合等过程。本文主要从Rab蛋白循环着手,依次论述了Rab蛋白在囊泡出芽,去包被,转运和膜融合等过程中起到的作用,从而使读者对Rab蛋白能有一个更加系统的了解。     

钙/钙调蛋白依赖性丝氨酸蛋白激酶的结构和功能

钙/钙调蛋白依赖性丝氨酸蛋白激酶(calcium/calmodulin-dependent serine protein kinase, CASK)属于膜相关鸟苷酸激酶(membrane associated guanylate kinase, MAGUK)家族.CASK具有多个不同蛋白质结合结构域,在细胞膜的特定区域,与其他蛋白质形成多种蛋白质复合体,参与组成细胞骨架.它通过衔接细胞外信号蛋白和细胞内骨架蛋白,协助功能蛋白质的转运和定位,以及细胞内的信号传递.此外CASK还可以进入细胞核影响基因转录调控,以及作用在神经突触膜上参与神经递质的释放.     

钙/钙调蛋白依赖性丝氨酸蛋白激酶的结构和功能

钙/钙调蛋白依赖性丝氨酸蛋白激酶(calcium/calmodulin-dependent serine protein kinase, CASK)属于膜相关鸟苷酸激酶（membrane associated guanylate kinase, MAGUK）家族.CASK具有多个不同蛋白质结合结构域，在细胞膜的特定区域，与其他蛋白质形成多种蛋白质复合体，参与组成细胞骨架.它通过衔接细胞外信号蛋白和细胞内骨架蛋白，协助功能蛋白质的转运和定位，以及细胞内的信号传递.此外CASK还可以进入细胞核影响基因转录调控，以及作用在神经突触膜上参与神经递质的释放.     

囊泡运输调节机制的发现——2013年诺贝尔生理学或医学奖简介

细胞内特定蛋白质的靶向定位对于正常功能的发挥具有重要意义,而该过程由囊泡运输介导完成。谢克曼利用遗传学工具首先从酵母中筛选出多个囊泡运输相关基因;罗斯曼则用生物化学方法从哺乳动物细胞中鉴定出多个囊泡出芽和融合的相关分子并初步阐明其作用机制;苏德霍夫则发现钙离子调节突触囊泡释放神经递质的分子机制。这些研究拓展了对细胞内物质精确定位的理解,同时也更新了对部分疾病发生机制的认识。3位科学家由于"细胞内主要运输体系——囊泡运输调节机制的发现"而分享了2013年诺贝尔生理学或医学奖。