Cu+的转运体系

铜是生物体内必需的营养元素,参与体内许多生化反应。细胞膜上的蛋白质和细胞质内可溶性多肤(即分子伴侣)参与了铜离子的跨越细胞膜的转运和细胞内的定位。铜离子被CTR系统转运进入细胞后,主要有三类分子伴侣——ATxl、Coxl7、LYS7介导铜离子在细胞内的运输与定位。每一种分子伴侣都特异性地识别靶分子。细胞膜上和细胞质内的转运体系发生突变,将会诱发很多疾病。近年来,随着对某些疾病机理的深入揭示,人们越来越重视对铜离子异常代谢所引起的疾病的研究。     

维持细胞内铜离子浓度稳定的分子机制

对生命而言,铜是一种必须的微量元素,它以辅基的形式参与细胞内多种重要的代谢途径。赖氨酸氧化酶参与结缔组织的形成和胶原交联,超氧化物歧化酶清除胞内自由基,细胞色素氧化酶是呼吸链电子传送蛋白,酪氨酸酶参与色素形成途径,多巴胺β羟化酶则与神经传导有关。细胞内铜离子浓度过低会影响这些酶的活性及相应的生理代谢途径,影响细胞的生存。但细胞内铜离子浓度超过生理需求也会引起严重的问题。铜离子能氧化蛋白,脂类和ＤＮＡ,同时促进形成自由基,引起细胞死亡［１］。人体很多疾病都是由于铜离子代谢异常引起的,其中最著名的就是Ｗｉｌｓｏｎ［２］ 和Ｍｅｎｋｓ［３］病,它们分别是由过多铜离子在细胞内堆积和细胞内铜离子浓度过低导致的。另外,铜离子缺乏还会引起心脏疾病［４］。所以,将细胞内铜离子浓度维持在一稳定水平对细胞生存至关重要。生理性铜离子浓度的维持主要在于四个环节：铜离子进入胞内（ｕｐｔａｋｅ）、胞内运送（ｔｒａｎｓｌｏｃａｔｉｏｎ）、合成金属蛋白（ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）及清除过多铜离子（ｅｌｉｍ ｉｎａｔｉｏｎ）［５］。对于过高或过低的铜离子浓度,细胞主要是通过改变流入量（ｉｎｆｌｕｘ）和流出量（ｅｆｆｌｕｘ）来应答。另外,金属硫蛋白可与过多铜离子结合,避免其破坏作用,这种保护方式叫隔离（ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ）。事实上,每一环节都有不止一种蛋白和调控蛋白在起作用。近年来对这方面的研究取得了不少进展,本文在此对细菌、酵母和人的铜离子代谢途径做一总结和比较。     

铜稳态对铁代谢平衡的影响

铜是人体必需的微量元素,参与体内多种蛋白和酶的组成,机体内存在严格的铜稳态调控机制。作为血浆中最主要的多铜亚铁氧化酶——铜蓝蛋白,与另外两种同源亚铁氧化酶——膜铁转运辅助蛋白和zyklopen,共同参与体内铁的转运,维持铁代谢的平衡。将对调节铜和铁平衡的重要意义以及铜和铁在机体代谢过程中的相互作用、发展动态进行讨论。     

铜转运与肿瘤——铂耐药及靶向治疗北大核心CSCD

铜作为酪氨酸酶、铜蓝蛋白等多种酶的辅因子,在机体多种生理功能中发挥了重要作用,是维持人体正常功能的一种必需的微量元素。而铜转运系统,包括铜转运蛋白家族(CTR)、铜转运ATP合酶及相关分子伴侣等,在细胞的铜稳态中发挥了重要作用,继而与维持细胞的正常功能息息相关。在肿瘤研究中,目前发现铜转运系统会影响肿瘤对铂类药物的敏感性,针对铜转运的肿瘤靶向治疗也成为肿瘤研究的热点之一。     

铜转运与肿瘤——铂耐药及靶向治疗

铜作为酪氨酸酶、铜蓝蛋白等多种酶的辅因子,在机体多种生理功能中发挥了重要作用,是维持人体正常功能的一种必需的微量元素。而铜转运系统,包括铜转运蛋白家族(CTR)、铜转运ATP合酶及相关分子伴侣等,在细胞的铜稳态中发挥了重要作用,继而与维持细胞的正常功能息息相关。在肿瘤研究中,目前发现铜转运系统会影响肿瘤对铂类药物的敏感性,针对铜转运的肿瘤靶向治疗也成为肿瘤研究的热点之一。     

植物铜转运蛋白结构、功能及调控机制

植物通过转运蛋白吸收和转运矿质离子。为保持离子可用性和避免离子过度积累,离子转运蛋白的丰度和活性受到严格调控。铜转运蛋白(copper transporter, COPT)具有明显的结构特征和独特的亚细胞定位模式,在植物铜吸收、内源免疫和共生固氮等过程中发挥重要作用。该文对植物COPT家族蛋白的结构特征、生物学功能和调控机制等方面的研究进展进行综述,为植物铜稳态机制的揭示及品种改良提供参考。     

植物铜转运相关蛋白研究进展

环境中过量的铜会损害植物细胞的功能、降低酶的活性并且破坏蛋白质的结构。植物中有一个复杂的金属转运网络,对维持植物体内铜的动态平衡发挥着重要作用。综述了重金属铜对植物的毒害,详细介绍了铜转运相关蛋白及其对铜的转运和调控机制。     

铜离子与乙烯受体关系研究进展

许多年前 ,人们一直推测金属离子如锌、铜为受体感受乙烯所必需 ,但苦于没有直接证据。最近对拟南芥的生化和遗传学研究证实铜离子参与了乙烯信号的感受和转导。RAN1蛋白与酵母 CCC2蛋白和 Wilson &Menkes疾病蛋白同源 ,这些蛋白为转运铜离子的 P-型ATP酶。RAN1将铜离子整合到乙烯受体中 ,受体才能正常感受乙烯。铜离子投送可能是调节乙烯感受的重要因素     

对葡萄糖转运蛋白GLUT5的分子见解

葡萄糖转运蛋白5(glucose transporter 5, GLUT5)是人体唯一特异性转运果糖的膜转运蛋白,其主要在小肠上皮细胞表达,在膳食果糖摄取、代谢过程中有至关重要的作用.近年来,随着生活水平的不断提升,全球人均果糖摄入量急剧增加,由此导致的肥胖和代谢疾病也逐渐增多.由于GLUT5在膳食果糖吸收和代谢中具有关键作用,其与人类疾病的关系研究正受到越来越多的关注.越来越多的证据表明,从消化系统疾病到多种人类癌症,GLUT5都发挥了不可忽视的作用.然而,受限于各种困难和缺陷, GLUT5的分子结构研究尚未得到完全阐明.深入揭示GLUT5分子结构及其生物学功能将有助于人们更好地理解GLUT5相关疾病的发生机制,有利于设计针对性更强的靶向治疗药物.本文主要介绍了哺乳动物GLUT5的分子结构和转运机制研究现状,从最基础的分子生物学角度出发,展望GLUT5的潜在应用价值,以期能够为果糖代谢相关疾病的临床治疗提供更好的策略.     

ABC转运蛋白结构与转运机制的研究进展

腺苷三磷酸结合盒转运蛋白(ATP-binding cassette transporter,ABC转运蛋白)是一类跨膜蛋白,其主要功能是利用ATP水解产生的能量将底物进行逆浓度梯度运输。这类跨膜转运蛋白具有保守的功能结构域和多样化的生物学功能,广泛分布于原核和真核生物中。近几年的研究结果表明,人类多种疾病,如免疫缺陷、癌症等,都与ABC转运蛋白病变相关,因此这类转运蛋白结构及转运机制的研究受到广泛关注。现对近几年ABC转运蛋白结构及其转运机制的研究进展进行讨论。