核仁应激、核糖体病与出生缺陷

核仁是细胞重要的组成部分,不仅与人类的生命活动有关,而且还与各种疾病的发生,特别是新生儿的各种先天缺陷有关。编码核糖体蛋白的基因突变或核糖体合成障碍会诱发核仁应激,产生核糖体病。许多出生缺陷疾病,如Treacher Collins综合征、塞克尔综合征、Diamond-Blackfan贫血、Prader-Willi综合征、神经管畸形、先天性角化病、唐氏综合征,都与核仁有关,既属于核糖体病又属于出生缺陷。此综述主要论述了核仁应激和出生缺陷,并进一步讨论了该领域当前存在的问题和未来的发展前景。     

人卵母细胞前期染色体和核仁、微核仁的观察

多年来,许多生物学家采用压片法(Ohno等,1961,1962;Baker 1963),空气干燥法(Luciani等,1974;Vebele-Kaelhardt,1978;Speed,1985))连续切片的电镜观察(Baker和Franchi,1967)等相继对人卵母细胞染色体进行过研究。Hart-ung等(1978)曾经以~3H-尿嘧啶核苷标记人卵母细胞前期核,观察了RNA的进行性变化。近年来,银染法的广泛运用,不仅揭示了动物,而且还揭示了人的卵母细胞前期核     

核仁应激损伤与热休克蛋白研究

核仁作为细胞核糖体生物合成的场所,在细胞的增殖、分化,以及衰老等生命活动中发挥重要作用。多种应激原可导致核仁结构及功能损伤。应激状态下,多种热休克蛋白向核仁移位以保护核仁损伤。深入探讨应激状态下核仁损伤及热休克蛋白保护核仁损伤的分子机制,是细脆生物学研究的重要内容。     

核仁和核仁蛋白

核仁是位于细胞核内的非膜结构。电子显微镜下的核仁从形态上可以分为三层结构包括纤维中心区(FC)、高密度纤维区(DFC)和颗粒区(GC)。核仁内的蛋白有核糖体蛋白和非核糖体蛋白两种。利用蛋白质组学方法已经鉴定了350多种核仁蛋白,其中包括80多种核糖体蛋白。核仁是核糖体合成的场所,核仁中的非核糖体蛋白对核糖体的生物合成起关键调控作用。核仁不仅是细胞内通讯和核糖体：RNA加工的中心,而且在细胞周期、细胞增殖和衰老中起重要调控作用;核仁也是tRNA、mRNA和其它类型小分子RNA加工的场所。因此核仁是一个多功能的细胞生命活动中心。     

核仁的蛋白质组学

核仁是胞核内高度紧密的结构,参与转录、剪接、核糖体合成等重要生命过程,并与细胞分裂、衰老有关。1963年虽已从哺乳动物肝脏提纯核仁,并鉴定了所含的一些蛋白质,但还有不少核仁蛋白质迄今尚未阐明。2002年英国、丹麦的两实验室首次完成了核仁的蛋白质组学分析。本文就近年报道有关核仁蛋白质组的分离和检测、检出的271种核仁蛋白质的分类,蛋白质在胞核内迁移以及核仁蛋白质组学检测技术的问题和发展前景等方面作一简介。     

低氧对小麦根端分生细胞核仁结构和功能的影响

为了探讨低氧对小麦根端分生细胞核仁结构和功能的影响,本实验以普通小麦为材料,用低氧水处理其根尖,按常规细胞制片、银染、电镜观察、间接免疫荧光染色和半定量PCR分析等手段开展研究.观察发现:(1)低氧水处理后小麦核仁结构发生膨胀、突出、进而凝集、内部出现空泡、细微结构消失、核仁通道结构异常、甚至解体等一系列变异现象.(2)间接免疫荧光染色技术观察看到,低氧水处理后小麦核仁内的核磷蛋白B23向核质甚至胞质扩散.(3)半定量PCR分析显示,低氧处理后rRNA基因的表达量较对照明显降低,而且C23的表达信号几乎检测不到,表明核糖体RNA和核仁蛋白C23基因的表达均显著下调,低氧严重抑制它们的转录.研究证明,低氧除了对小麦根端分生细胞核仁结构有破坏作用外,还严重抑制核仁的功能.     

MAPK的细胞内定位与激活后移位机制

信号蛋白的亚细胞定位和激活后移位已成为细胞信号转导研究中的重要内容.MAPK信号通路是真核细胞中的重要信号转导系统.MAPK在细胞中有着相对固定的定位,在适宜的刺激作用下会移位入核并产生相应的生理效应.目前认为,MAPK的磷酸化状态及与其他蛋白质,如上游激酶、磷酸酶和下游底物之间的相互作用,可能在其特异性定位与激活后移位中起作用.MAPK的定位与移位机制的阐明,有助于进一步揭示MAPK的生理功能.     

豌豆细胞核仁中rDNA的超微定位和排布构型

利用细胞化学DNA特异染色法——NAMA-Ur特异染色法对豌豆细胞核仁中rDNA的位置及其排布构型进行了原位观察。结果表明,核仁中的rDNA位于纤维中心(FC)以及FC与致密纤维组分的交界处,以环绕FC的形式排布。不同位置的rDNA成分都具有集缩和解集缩两种形态结构,核仁外的核仁伴随染色质经过核仁通道进入核仁,沿FC周边排列,与其中的DNA相连。     

豌豆细胞核仁中rDNA的超微定位和排布构型

利用细胞化学DNA特异染色法——NAMA-Ur特异染色法对豌豆细胞核仁中rDNA的位置及其排布构型进行了原位观察。结果表明,核仁中的rDNA位于纤维中心(FC)以及FC与致密纤维组分的交界处,以环绕FC的形式排布。不同位置的rDNA成分都具有集缩和解集缩两种形态结构,核仁外的核仁伴随染色质经过核仁通道进入核仁,沿FC周边排列,与其中的DNA相连。     

猪瘟病毒Core蛋白核仁定位序列鉴定

黄病毒科病毒核衣壳蛋白的核仁定位在病毒颗粒包装与病毒复制中发挥重要作用。为鉴定黄病毒科的猪瘟病毒Core蛋白核仁定位序列,本研究构建了将Core蛋白、截短突变体和氨基酸位点突变体分别与增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein, EGFP )融合的真核表达质粒,转染至PK15细胞后进行表达和定位分析,结果显示 Core蛋白核仁定位序列为PESRKKL,其关键氨基酸为R76K77,对理解猪瘟病毒Core蛋白结构与功能和为后续研究Core蛋白在病毒复制及颗粒包装中的作用有重要意义。     

Brachiopod Shell Proteins: Their Functions and Taxonomic Significance

The calcareous shell of the Brachiopoda is interspersed withorganic material, chiefly protein and polysaccharide. The aminoacid compositions of these proteins reflect their geneticallycoded biosynthesis and are phylogenetically and taxonomicallyinformative. The taxonomic scheme based on protein data agreeswith the scheme based on morphological and anatomical criteria.These findings indicate Crania occupies an anomolous position. Brachiopoda exhibit two main types of calcification, carbonateand phosphate. The hydroxyproline found in phosphatic inarticulateshell protein suggests an analogy with bone collagen, but theglycine content is too low to allow triple-helix formation. The number and nature of polypeptide chains making up the shellproteins have been determined by amino and carboxy end-groupanalysis as well as disc electrophoresis with SDS. In the nativestate the shell proteins are molecular aggregates and are dissolvedby 8 M urea, suggesting that the inter-chain links are largelyH–bonds. Articulate shell protein probably serves as a resilient cushioningbetween calcite fibers to protect against mechanical shock.This would be permitted by the amorphous flexible characterof the polypeptide chain. The shell proteins of the Inarticulataare different,their chitin-protein laminated shell is more sheet-likeand its structure requires less cushioning. Study of fossil protein can shed further light on shell proteinancestry and hence on brachiopod phylogeny.     

植物过敏性蛋白质及其生物学功能

在引起I型超敏反应的变应原中 ,植物的花粉、果实和汁液可以分别作为吸入性变应原 (inhalentallergen)、食入性变应原 (ingestentallergen)、接触性变应原 (contactentallergen)使过敏者患上鼻炎、哮喘、枯草热等疾病。而其中引起这些超敏反应的植物类蛋白质本身在植物体内亦行使着特定的生物学功能。对这些植物类过敏性蛋白质的研究不仅在植物学本身研究中具有一定意义 ,同时在变态反应性疾病的免疫治疗中亦具有重要的应用价值。目前 ,这类涉及植物学、免疫学和变态反应学的研究逐渐形成了一个新的交叉研究领域。     

Guanine Nucleotide Depletion Mediates Translocation of Nucleolar Proteins,Including RNA Helicase A (DHX-9)

DHX-9, a member of the DEXH family of RNA helicases, unwinds dsRNA/dsDNA by ATP or GTP-dependent hydrolysis. We asked whether DHX-9 played a role in the GTP depletion-induced inhibition of rRNA synthesis and/or nucleolar disruption. MPA, a specific inhibitor of inosine monophosphate dehydrogenase (IMPDH), induced a rapid translocation of DHX-9 from the nucleolus to the nucleus. EGFP-tagged DHX-9 mutated at the GTP binding site also localized to the nucleus. However, knockdown of DHX-9 by siRNA did not inhibit the rRNA synthesis or cause the nucleolar disruption. Thus, DHX-9 translocation found with IMPDH inhibition does not mediate the inhibition of rRNA synthesis.     

GASP/WFIKKN Proteins: Evolutionary Aspects of Their Functions

Growth and differentiation factor Associated Serum Protein (GASP) 1 and 2 are proteins known to be involved in the control of myostatin activity at least in vitro. Most deuterostome GASPs share a modular organization including WAP, follistatin/kazal, IGc2, two kunitz, and NTR domains. Based on an exon shuffling model, we performed independent phylogenetic analyses on these modules and assessed that papilin is probably a sister sequence to GASP with a divergence date estimated from the last common ancestor to bilateria. The final organization was acquired by the addition of the FS domain in early deuterostomes. Our study revealed that Gasp genes diverged during the first round of genome duplication in early vertebrates. By evaluating the substitution rate at different sites on the proteins, we showed a better conservation of the follistatin/kazal domain of GASP1 than GASP2 in mammals, suggesting a stronger interaction with myostatin. We also observed a progressive increase in the conservation of follistatin and kunitz domains from the ancestor of Ciona to early vertebrates. In situ hybridization performed on mouse embryos showed a weak Gasp1 expression in the formed somites at 10.5 dpc and in limb buds from embryonic E10.0 to E12.5. Similar results were obtained for zebrafish embryos. We propose a synthetic view showing possible interactions between GASP1 and myostatin and highlighting the role of the second kunitz domain in preventing myostatin proteolysis.     

植物营养贮存蛋白及其生物学功能研究进展

植物营养贮存蛋白(vegetative storage proteins )是广泛存在于植物营养组织且含量丰富的蛋白, 最初是作为植物氮源的临时贮存形式而被人们认识。然而, 不同植物中的营养贮存蛋白的生化来源和生物学特性并不相同, 并且除了营养贮存功能外, 更重要的是这类蛋白在植物防御中也承担着多种多样的重要角色, 或具有抗虫活性, 或能够抑制病原细菌和病原真菌的生长, 或参与植物防御过程中的信号转导等。对植物营养贮存蛋白在植物防御中作用机制的深入研究将使这类蛋白在新型生物农药的开发和植物抗病基因工程中具有广阔的应用前景。     

植物营养贮存蛋白及其生物学功能研究进展

植物营养贮存蛋白（vegetative storage proteins）是广泛存在于植物营养组织且含量丰富的蛋白,最初是作为植物氮源的临时贮存形式而被人们认识。然而,不同植物中的营养贮存蛋白的生化来源和生物学特性并不相同,并且除了营养贮存功能外,更重要的是这类蛋白在植物防御中也承担着多种多样的重要角色,或具有抗虫活性,或能够抑制病原细菌和病原真菌的生长,或参与植物防御过程中的信号转导等。对植物营养贮存蛋白在植物防御中作用机制的深入研究将使这类蛋白在新型生物农药的开发和植物抗病基因工程中具有广阔的应用前景。     

线粒体蛋白质的转运

线粒体含有约1000种蛋白质,其中99%由细胞核DNA编码,在细胞质核糖体上合成后被分别转运至线粒体的内膜或外膜上、基质或膜间隙中。由众多分子机器组成的线粒体蛋白质转运系统参与了该生物学过程的执行。线粒体DNA编码的13种蛋白质也由该系统转运至线粒体内膜。本文就线粒体蛋白质转运系统中线粒体前体蛋白质的定位分选信号、转运复合物和转运途径作简要介绍。     

大肠杆菌二硫键形成相关蛋白的结构、功能及其在基因工程表达外源蛋白上的应用

大肠杆菌分泌蛋白二硫键的形成是一系列蛋白协同作用的结果,主要是Dsb家族蛋白,迄今为止共发现了DsbA、DsbB、DsbC、DsbD、DsbE和DsbG。在体内,DsbA负责氧化两个巯基形成二硫键,DsbB则负责DsbA的再氧化。DsbC和DsbG负责校正DsbA导入的异常二硫键,DsbD则负责对DsbC和DsbG进行再还原,DsbE的功能与DsbD类似。除了直接和二硫键的形成相关外,DsbA、DsbC和DsbG都有分子伴侣功能。它们的分子伴侣功能独立于二硫键形成酶的活性并且对二硫键形成酶活性具有明显的促进作用。基于Dsb蛋白的功能特性,利用它们以大肠杆菌为宿主表达外源蛋白,特别是含有二硫键的蛋白,取得了很多成功的例子。本文简要介绍了这方面的进展,显示Dsb蛋白在促进外源蛋白在大肠杆菌中以可溶形式表达方面具有广阔的应用前景。