钙蛋白酶及其与疾病的关系

钙蛋白酶(calpain)是一族钙离子依赖性的、水解半胱氨酸的蛋白酶。病理状态下,钙离子浓度异常增高可激活钙蛋白酶,使其对多种细胞骨架和蛋白质水解酶产生降解作用。在肌肉营养不良、白内障和老年性痴呆症等疾病中钙蛋白酶的活性都异常增强。     

钙蛋白酶的结构及活性调节

钙蛋白酶广泛存在于各组织,广泛表达的钙蛋白酶有两种,钙蛋白酶Ⅰ和钙蛋白酶Ⅱ,它们激活所需的Ca^2＋浓度不同.这两种酶都有大、小两个亚基,分子质量分别为80 ku和30 ku.大亚基有4个结构域,小亚基由2个结构域构成.新近还发现了几种组织特异表达的钙蛋白酶.钙蛋白酶抑制蛋白是钙蛋白酶的内源抑制蛋白,它由5个结构域组成,其中4个为重复序列,均具有独立抑制钙蛋白酶活性的功能.体内钙蛋白酶活性受到严格调控,贴膜反应可以降低钙蛋白酶对Ca^2＋的依赖性,膜磷脂头部所带的磷酸基团与激活作用有关,自溶也可以降低对Ca^2＋的依赖,而钙蛋白酶抑制蛋白则起专一的抑制作用.     

钙蛋白酶对兔脑皮质中细胞骨架蛋白tau的降解作用

钙蛋白酶 (calpain)是钙依赖性中性蛋白酶 ,根据其对钙敏感性的不同 ,可分为m 和 μ 钙蛋白酶两型。分别用不同浓度CaCl2 溶液温育Wistar大鼠脑皮质匀浆液 ,并用Western印迹和定量图像分析技术检测不同亚型钙蛋白酶对tau蛋白的降解作用。发现 :在 37℃用 1mmol LCa2 温育底物 15min ,即出现大量分子量为 2 9kD的tau蛋白降解片段 ;当Ca2 浓度为 5mmol L时 ,tau蛋白几乎全部被降解 ;这种tau蛋白降解可被特异性的钙蛋白酶抑制剂完全逆转。进一步的研究发现 ,分别用 μ 钙蛋白酶抑制剂 ( 0 .0 5 μmol Lcalpastatin) ,m 钙蛋白酶抑制剂 ( 10 0 μmol LcalpaininhibitorIV)或总钙蛋白酶抑制剂 ( 5 5 2 μmol Lcalpeptin)与 1mmol LCa2 共同温育Wistar大鼠脑皮质匀浆液 ,1mmol LCa2 激活的tau蛋白降解分别被抑制 8.6 %、92 .5 %和 97.8%。该研究结果表明 ,一定浓度的Ca2 可同时激活 μ 钙蛋白酶和m 钙蛋白酶 ,这两种亚型均参与降解tau蛋白 ,但m 钙蛋白酶的作用比 μ 钙蛋白酶更强     

Furin在神经精神疾病中作用机制的研究进展

弗林蛋白酶(Furin)作为细胞内具有剪切活性的蛋白酶,在众多蛋白质的生产和分泌过程中通过剪切不具备生物学活性前体蛋白的特定位点,使其活化获得相应生物学功能。作为一种重要的前体蛋白转化酶,Furin在神经系统中的作用底物主要包括一些生长因子、基质金属蛋白酶、肽类激素及其前体等,这些底物对癫痫、阿尔茨海默病、缺血性脑卒中和精神分裂症等重大神经精神疾病的发生发展具有重要的调控作用。该文概述了Furin的基本结构与生物学功能,Furin在一些重要神经精神疾病中的具体作用、相应机制,以及Furin活性调节剂等方面的最近研究进展。     

钙蛋白酶研究进展

钙蛋白酶(calpain)是一组保守的特异性依靠钙激活的中性半胱氨酸蛋白酶,在生物体内广泛表达。作为细胞内三大蛋白降解系统之一,calpain在细胞增殖、细胞骨架重构、细胞周期调控与凋亡、葡萄糖转运和细胞信号转导等的多种生理过程中发挥了关键作用。机体的许多疾病如神经退行性性疾病、肌萎缩症、糖尿病、白内障和肿瘤都与calpain相关。钙蛋白酶特异抑制剂或激活剂作为药物的研发是目前研究的焦点。本文主要综述了钙蛋白酶的结构与分布、活性调节以及相关疾病,为全面了解与研究钙蛋白酶提供基础理论参考。     

壳寡糖及其衍生物在治疗阿尔茨海默病中的作用机制

阿尔茨海默病是一种神经退行性疾病,主要病理特征为细胞外间隙β-淀粉样蛋白沉积所形成的老年斑,细胞内异常磷酸化tau蛋白聚集形成的神经纤维缠结,以及神经元突触连接丢失。壳寡糖是自然界唯一带正电荷的碱性多糖,对人类的健康有着重大意义。壳寡糖及其衍生物与β-分泌酶、铜离子、活性氧类、乙酰胆碱酯酶、血管紧张肽转化酶、肾素生理活性及细胞信号转导密切相关,在治疗阿尔茨海默病的过程中起到重要作用。本文综述了壳寡糖及其衍生物在治疗阿尔茨海默病过程中的作用机制,并对壳寡糖及其衍生物预防及治疗阿尔茨海默病的应用做了展望。     

PM_(2.5)在阿尔茨海默病中的研究进展

从PM_(2.5)对阿尔茨海默病的标志物、炎症、脑的发育及其他因素造成的影响等方面入手,综合阐述了PM_(2.5)与阿尔茨海默病之间的联系。PM_(2.5)引发阿尔茨海默病的机制尚不明确,我们推测PM_(2.5)导致的阿尔茨海默病的标志物增多、炎症反应及氧化损伤等可能是引发该病的重要原因。     

神经元钙信号系统异常与阿尔茨海默病的“钙假说”

钙信号是细胞调节各项生命活动的重要机制。神经元通过胞外钙离子(calcium ion, Ca²⁺)内流、内质网Ca²⁺释放以及Ca²⁺释放介导的Ca²⁺内流等方式产生具有时空特异性的钙信号,用于调控多种生物学过程,例如动作电位的调节、神经递质的释放、轴突的生长以及突触可塑性等。神经元胞内Ca²⁺浓度因受到细胞精确调控而处于动态平衡之中。若钙信号失调导致平衡被打破,则会造成神经元功能异常甚至死亡。近年来多项研究表明,钙稳态失衡与神经退行性疾病,例如阿尔茨海默病等的产生和发展密切相关,由此发展出关于阿尔茨海默病的钙假说。该假说认为,神经元钙稳态调节机制的持续性改变是神经元功能失常、大脑产生慢性疾病的重要因素。阿尔茨海默病发生发展过程中,神经元胞浆钙水平异常增高,致使多种钙依赖性酶的活性异常,进而影响基因转录。虽然内质网钙稳态的变化目前仍存在一定的争议,但较为确定的是线粒体中存在着钙超载的现象,导致氧化磷酸化反应下调,活性氧的产量增加,进而引发细胞凋亡。本文主要介绍了神经元钙信号系统及其功能,简要梳理了阿尔茨海默病钙假说的相关研究,并对后续研究进行了展望。     

神经元钙稳态失衡在阿尔茨海默病发病中的进展

淀粉样蛋白的沉积与Tau蛋白磷酸化是阿尔茨海默病发病的关键分子机制,神经元胞内钙离子的变化可影响其生成和代谢;另一方面,这些蛋白的改变会进一步导致神经元钙稳态的失调,致使突触损伤、神经细胞凋亡及认知功能下降。本文就神经元钙稳态失衡在阿尔茨海默病发病中的进展进行综述。     

核钙信号

尽管核周隙与内质网的腔相通,核膜上存在钙信号分子的受体等事实表明,细胞核存在一套相对独立的钙信号机制。作为核钙的贮存库,核被是核钙信号的发源地。核被中钙离子的充盈状态影响着核孔复合体的构象,从而调节核质间物质交流。已有证据显示,核钙信号与胞质钙信号在基因转录中的作用有所区别。核钙信号在细胞凋亡中发挥重要作用,其中,钙蛋白酶起着较为关键的作用。核钙信号研究为完整理解钙信号的生理功能开辟了新视野。     

神经元钙稳态失衡在阿尔茨海默病发病中的进展木

淀粉样蛋白的沉积与Tau蛋白磷酸化是阿尔茨海默病发病的关键分子机制,神经元胞内钙离子的变化可影响其生成和代谢;另一方面,这些蛋白的改变会进一步导致神经元钙稳态的失调,致使突触损伤、神经细胞凋亡及认知功能下降.本文就神经元钙稳态失衡在阿尔茨海默病发病中的进展进行综述.     

Calpain 1在水杨酸钠诱导耳鸣大鼠的下丘脑神经元中的表达及对听力的影响

为了考察Calpain 1在水杨酸钠诱导耳鸣大鼠的下丘脑神经元中的表达及对听力的影响,本研究通过腹腔注射水杨酸钠建立耳鸣大鼠模型,并腹腔注射钙蛋白酶抑制剂ALLN来处理大鼠。听性脑干反应(ABR)测试显示,水杨酸钠可显著升高大鼠的的听力阈值和Ⅰ、Ⅲ和Ⅴ波潜伏期、Ⅰ~Ⅴ和Ⅲ~Ⅴ波间潜伏期,而钙蛋白酶抑制剂可明显抑制这种变化。免疫组化、RT-PCR和Western blotting检测结果均显示,水杨酸钠可明显上调大鼠下丘组织中Calpain 1的表达,而钙蛋白酶抑制剂可显著抑制Calpain 1的上调。此外,钙蛋白酶抑制剂可显著抑制水杨酸钠诱导的大鼠下丘组织中NMDA受体亚型NR2A的上调。水杨酸钠上调了大鼠耳蜗核组织中炎症因子TNF-α、IL-1β和IL-6的表达,而钙蛋白酶抑制剂可显著抑制炎症因子的表达。本研究提示,水杨酸钠可损伤大鼠的听觉功能,上调Calpain 1、NMDA受体和促炎细胞因子的表达。钙蛋白酶抑制剂可显著改善大鼠的听觉功能,其机制与抑制Calpain 1、NMDA受体和促炎细胞因子的表达有关。     

肌肉中钙蛋白酶-3的研究进展CSCD

钙蛋白酶(calpain/CAPN)是参与一系列生物活动的钙调节蛋白酶。在细胞内,calpain通过对底物限制性的水解来调节蛋白质的各种功能。钙蛋白酶-3(CAPN3),也称p94或calpain-3,是一种骨骼肌特异性的蛋白酶,具有其他calpain甚至是其它蛋白酶所不具有的特性:CAPN3能够快速、彻底地自动降解,并且可以通过分子内互补作用(intermolecular complementation, iMOC)重新获得活性;CAPN3是细胞内迄今为止唯一的依赖于Na+激活的酶等。此外,基因突变导致CAPN3蛋白缺失会引起肢带型肌营养不良2A症(limb-girdle muscular dystrophy type 2A, LGMD2A)。本文综述了CAPN3从发现到目前的研究进展,同时对该领域的研究趋势进行了讨论和展望。     

钙蛋白酶与心血管疾病的关系

钙蛋白酶(calpain)是一种依赖Ca2+激活的蛋白水解酶,属于半胱氨酸蛋白水解酶超家族成员。钙蛋白酶广泛分布于心血管系统,可被Ca2+激活,产生多种生物学效应,如降解心肌收缩蛋白、促进细胞凋亡、参与心血管重构等。近年,钙蛋白酶与心肌缺血再灌注损伤、血栓、房颤、动脉粥样硬化等心血管疾病的关系正受到越来越多的关注。     

肌肉中钙蛋白酶-3的研究进展

钙蛋白酶(calpain/CAPN)是参与一系列生物活动的钙调节蛋白酶。在细胞内,calpain通过对底物限制性的水解来调节蛋白质的各种功能。钙蛋白酶-3(CAPN3),也称p94或calpain-3,是一种骨骼肌特异性的蛋白酶,具有其他calpain甚至是其它蛋白酶所不具有的特性:CAPN3能够快速、彻底地自动降解,并且可以通过分子内互补作用(intermolecular complementation, iMOC)重新获得活性;CAPN3是细胞内迄今为止唯一的依赖于Na+激活的酶等。此外,基因突变导致CAPN3蛋白缺失会引起肢带型肌营养不良2A症(limb-girdle muscular dystrophy type 2A, LGMD2A)。本文综述了CAPN3从发现到目前的研究进展,同时对该领域的研究趋势进行了讨论和展望。     

影响猪肉嫩度的遗传因素

嫩度是猪肉品质的一个重要方面。影响猪肉嫩度的因素很多,遗传因素是改善猪肉嫩度的关键。本对肌纤维性状、钙蛋白酶蛋白水解系统和肌内脂肪的有关基因进行了论述,包括MyoD基因家族、钙调蛋白激酶(CaMK)基因、钙激中性蛋白酶(CAPN)基因、钙蛋白酶抑制蛋白(CAST)基因、心脏脂肪酸结合蛋白(H-FABP)基因、脂肪组织脂肪酸结合蛋白(F一FABP)基因、过氧化氢酶体激活增殖受体（PPARγ)基因以及与肌内脂肪有关的QTL。其中有些已被认为是肉嫩度的候选基因。对改善猪肉嫩度所面临的问题及研究前景进行了讨论。     

烟碱抗阿尔茨海默病作用研究进展

烟碱是存在于烟草植物中的主要生物碱,是代表性的乙酰胆碱激动剂类药物,对中枢神经系统以及乙酰胆碱受体均有一定作用。文章针对烟碱对烟碱抗阿尔茨海默病的作用机制进行综述,并对阿尔茨海默病的治疗作用展开讨论。如:调节胆碱能、减轻氧化应激、抑制Aβ生成及聚合以及神经保护作用。为抗阿尔茨海默病的药物筛选提供了一条极具潜力的研发途径。     

引起阿尔茨海默病的γ-分泌酶作用机制

γ-分泌酶剪切C99形成的Aβ在脑中的聚集认为是阿尔茨海默病的元凶,.GXGD结构域",含水腔隙"的发现使得对γ-分泌酶有了进一步认识。本文对γ-分泌酶的结构、作用机制及其抑制剂的研究做综述。     

γ分泌酶结构和功能的研究进展

γ分泌酶是膜整合蛋白酶复合体,可以切割多种I型跨膜蛋白,近年来由于它与阿尔茨海默病发病密切相关而受到广泛关注。γ分泌酶介导的膜内切割是一个非常复杂的过程,这和它复杂的内部结构和作用机制有关。最新的研究表明γ分泌酶PS亚基的活性位点附近有一个GXGD结构域,它对于γ分泌酶的催化活性有重要作用;"含水腔隙"的发现使γ分泌酶在高度疏水的脂质双分子层内的底物切割成为可能。该文综述了近年来γ分泌酶结构和功能的研究进展,阐述了γ分泌酶切割淀粉样蛋白前体APP释放淀粉样蛋白Aβ的过程,并且指出了γ分泌酶结构功能的研究进展对阿尔茨海默病治疗的重要意义。     

硒蛋白在阿尔茨海默病的作用研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)是一种中枢神经系统的退行性疾病,在老年人群中极为常见,其防治问题是世界难题之一。硒蛋白(selenoprotein)是微量元素硒在人体和动物体内存在和发挥生物功能的主要形式。近年来,研究硒及硒蛋白与阿尔茨海默病关系的文章逐渐增多,表明硒及硒蛋白对阿尔茨海默病有明显的防治作用,这为阿尔茨海默病防治提供了新的思路。现对硒蛋白在阿尔茨海默病的发生及发展方面的作用进行系统总结,为阿尔茨海默病的预防与治疗提供新的思路。