一个新发现的第二信使——肌醇磷脂

环核苷酸作为由细胞膜向细胞内传递信息的第二信使已为人们所熟知。最近又发现了一个新的第二信使——肌醇磷脂(inositol phospholipids),这一研究正在迅速开展。肌醇磷脂是存在于细胞膜上的多种磷脂之一,由甘油磷脂与肌醇结合而成。在肌醇磷脂激酶和ATP的作用下,在肌醇的第4、5位上磷酸化,成为4,5二磷酸肌醇磷脂(phosphoinositol 4,5-diphosphate,PIP_2),这是第二信使的前体。当细胞膜上某些受体(如脑内的乙酰胆碱受体,肾上腺皮质细胞上的血管紧张素受体,血小板上的ADP受体等)受刺激发生构型变化时,存在于细胞膜内的磷脂酶C即被活化,而使PIP_2发生水解,生成二酰基甘油(diacylglycerol,DG)和三磷酸肌醇(inositol triphosphate,IP_3)。     

植物磷脂酶C的功能研究进展

磷脂酶C(phospholipase C,PLC)是一类重要的水解酶,根据作用底物的不同可主要区分为磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C(phosphoinositide-specific PLC,PI-PLC)和非特异性磷脂酶C(non-specific PLC,NPC)。在植物细胞的信号转导中,PLC及其产物均发挥重要的媒介作用。不同于动物细胞,植物细胞中的六磷酸肌醇(inositol hexaphosphate,IP_6)和磷脂酸(phosphatidic acid,PA)被认为是传递植物磷脂信号的主要成员。现概述磷脂酶C的结构、家族成员的分类以及它们在细胞信号转导过程中发挥的作用,并对相关领域今后的研究方向提出展望。     

气相色谱法检测大鼠脑及颌下腺磷脂酰肌醇代谢环路中肌醇的含量

磷脂酰肌醇(PI)约占细胞总磷脂的5～10％,其代谢十分活跃。近几年来,人们发现PI代谢是许多膜受体信号跨膜转导的重要途径。乙酰胆碱等多种神经递质激动其受体后,经三磷酸鸟苷结合蛋白转导激活细胞膜磷脂酶C,催化PI水解生成两种信使物质:1,4,5一三磷酸肌醇(IP_3)及二酰基甘油,其中IP_3经特异性     

PIKfyve的生物学功能及与疾病的关系

含FYVE结构的磷酸肌醇3-磷酸5-激酶(FYVE domain-containing phosphatidylinositol 3-phosphate5-kinase,PIKfyve)是哺乳动物体内的一种磷脂酰肌醇脂质激酶。PIKfyve通过催化磷脂酰肌醇-3-磷酸[phosphatidylinositol 3-phosphate,PtdIns(3)P]生成磷脂酰肌醇-3,5-二磷酸[phosphatidylinositol-3,5-bisphosphate,PtdIns(3,5)P2]或磷脂酰肌醇-5-磷酸[phosphatidylinositol-5-phosphate,PtdIns(5)P],在调节膜运输以及维持溶酶体功能中发挥关键作用,还参与内体转运、转录调控和免疫调节等重要细胞生物学功能。近年来的研究表明,PIKfyve在炎症、病原微生物感染、神经退行性疾病和肿瘤的发生发展中起重要作用,可作为潜在的疾病防治靶点。本文就PIKfyve的生化特点、生物学功能及其在相关疾病中发挥的作用研究进展进行综述。     

6_m2细胞转化与肌醇磷脂代谢相关性研究

肌醇磷脂代谢与V-mos癌基因转化细胞的相关性,迄今为止未见报导。本文用6m2细胞(Moloney鼠类肉瘤病毒(含V-mos)温度敏感突变株(MoMuSVts110)转化的NRK细胞)为模型,探讨了肌醇磷脂代谢与细胞转化的相关性。在33℃ (转化型温度)时,细胞内PIP(磷脂酰肌醇-4-磷酸)含量明显高于39℃(正常型温度),显示出转化型6m2细胞中存在一个提高的PI激酶活性。同时可见DG(二酰甘油)和IP_3(肌醇三磷酸)含量和蛋白激酶C(PKC)活性均明显高于正常型细胞。当细胞由39℃转至33℃10min,PIP、DG、IP_3含量和PKC活性均明显增加,并伴随有PKC活性由胞质向质膜上的转移。实验结果表明肌醇磷脂代谢参与了6m2细胞转化过程。文中对其作用机理进行了讨论。     

5-IP7小分子是神经调控胰岛素分泌和葡萄糖稳态过程中的胆碱能GPCR第二信使

5-焦磷酸-五磷酸肌醇(5-IP7)是一种进化上保守的小分子代谢物,其作用模式尚不清楚.该研究揭示5-IP7通过介导突触结合蛋白-7(Syt7)依赖性胰岛素释放的副交感刺激信号参与葡萄糖稳态的神经调控.迷走神经刺激通过毒蕈碱乙酰胆碱受体-Gαq-PLC-PKC/PKD磷酸化激活5-IP7的合成酶IP6K1.5-IP7及...     

肌醇1,4,5-三磷酸受体与阿尔茨海默病

细胞内质网上的肌醇1,4,5-三磷酸受体(inositol 1,4,5-trisphosphate receptors, IP3Rs)是调节Ca~(2+)释放的重要离子通道。Ca~(2+)稳态是维持机体细胞生理功能的重要基础,Ca~(2+)信号参与酶激活、囊泡释放和细胞凋亡等多种细胞过程。研究表明,Ca~(2+)信号异常与阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)密切相关,神经元中钙信号异常可以导致细胞稳态失衡、突触功能丧失,甚至细胞死亡。现对IP3Rs的生物特性及其介导的Ca~(2+)释放在阿尔茨海默病发生发展过程中的作用进行综述。     

拟南芥中myo-肌醇-多磷酸合成与代谢及其信号

在酵母、真菌、动物和植物等真核生物中, 以myo-肌醇为基石通过不同位点的磷酸化形成各种myo-肌醇-多磷酸及其衍生物。过去10年的研究发现这些肌醇多磷酸参与了膜脂定向转运、蛋白结构稳定、离子通道调控、RNA转运以及DNA修复和染色质重塑等细胞生物学的基本进程。近些年在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)的研究中, 许多调控植物生长发育和环境胁迫应答的重要基因被发现, 并证实这些基因参与myo-肌醇-多磷酸的合成与代谢。该文概述了拟南芥中myo-肌醇-多磷酸合成与代谢的基因调控机理, 综述了不同肌醇多磷酸作为信号分子的功能, 提出肌醇多磷酸如同一类信息代码传递着植物细胞有序进程的基本指令。     

牛脑中多磷酸肌醇磷脂的制备

多磷酸肌醇磷脂(Polyphosphoinositides,PPI)在细胞跨膜信号传递中起重要作用,并与细胞增殖和肿瘤发生有密切关系.PPI包括磷脂酰肌醇-4-磷酸(phosphatidylinositol-4-phosphate,PIP)和磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate,PIP_2),目前国內无生产,产品依赖进口,价格     

磷脂酰肌醇3-激酶γ/δ与炎症相关疾病

磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)是一类脂质与蛋白激酶家族,其主要通过在磷脂酰肌醇的肌醇环三位进行磷酸化产生胞内重要的第二信使——磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸(phosphatidyl inositol 3,4,5-trisphosphate,PIP3)而发挥作用.磷脂酰肌醇3-激酶γ/δ(PI3Kγ/δ)是I类PI3K家族中的成员,其主要表达于免疫相关细胞中,这2种PI3K亚型参与先天性与获得性免疫应答.因此,PI3Kγ/PI3Kδ被视为因免疫反应调控异常导致的炎症疾病的治疗药物靶点.目前,利用特异性抑制剂靶向干预PI3Kγ和/或PI3Kδ,成为炎症相关疾病治疗的新策略.本文简介了PI3Kγ与PI3Kδ在不同类型免疫细胞中的功能;并就采用小分子特异性抑制剂,靶向抑制PI3Kγ和/或PI3Kδ在各类炎症相关疾病中的治疗作用和效果进行综述.     

磷脂酰肌醇二磷酸

磷脂酰肌醇 4,5二磷酸 (ｐｈｏｓ ｐｈａｔｉｄｙｌｉｎｏｓｉｔｏｌ(4,5 ) ｂｉｓｐｈｏｓｐｈａｔｅ,ＰＩＰ2 )仅占膜磷脂的不到 1 % ,功能却非常复杂。这种低丰度的多磷酸肌醇脂 (ｐｏｌｙｐｈｏｓｐｈｏ ｉｎｏｓｉｔｉｄｅｓ)可被激素或细胞因子受体介导活化的磷酸脂酶Ｃ(ｐｈｏｓｐｈｏｌｉｐａｓｅＣ ,ＰＬＣ)水解为第二信使分子肌醇三磷酸 (ＩＰ3)和二酰基甘油 (ＤＡＧ)参与信号传递。最近的研究表明细胞表面 ,即质膜 ,是ＰＩＰ2 功能表现的主要场所 ,参与了细胞膜上许多重要生理过程 ,如膜转运、膜与细胞骨架之间的相互作用及其与…     

创伤后抑制性T细胞对活化T细胞内白介素2及白介素2受体α基因表达的影响

研究了创伤小鼠抑制性T细胞(Ts)对白介素2(IL-2)及IL-2受体(IL-2R)α基因表达的抑制作用。结果表明,创伤后Ts细胞对正常活化T细胞内IL-2 mRNA及IL-2 RαmRNA水平的抑制作用增强,以伤后4天最为明显,伤后10天仍未恢复正常。创伤后Ts细胞还可升高正常活化T细胞内cAMP含量,降低cGMP含量,增加cAMP/cGMP比值。且可降低三磷酸肌醇(IP_3)含量、游离钙(Ca~(2 ))浓度、钙调素(CaM)、钙调素依赖性蛋白激酶(CaM-PK)及蛋白激酶C(PKC)的活性。去除创伤小鼠活化T细胞中的Ts细胞,则可使其IL-2mRNA及IL-2RαmRNA水平明显升高。并可使cAMP、cGMP、IP_3含量、Ca~(2 )浓度、CaM、CaM-PK及PKC活性的变化发生逆转。表明创伤后Ts细胞可通过影响T细胞内环核苷酸含量及磷脂酰肌醇代谢途径,进而抑制IL-2及IL-2 Rα的基因表达。     

植物胞外钙调素与信号转导

植物体需要构建复杂的信号转导体系以调节自身的生长发育过程并适应外界环境的变化,这种功能的实现需要胞内和胞外诸多信号分子的参与,胞外钙调素的发现使人们开始相信植物细胞外多肽信使的存在。胞外钙调素的生物学功能极其广泛,几乎涉及到植物生长发育的各个阶段,其信号转导途径是目前研究得最多也是最为清楚的方面,异三聚体G蛋白、磷脂酶C(PLC)-肌醇三磷酸(IP3)-肌醇三磷酸受体(IP3R)信号通路、活性氧和Ca2 通道之间直接或间接的相互作用是胞外钙调素信号转导的核心。     

代谢工程改造酿酒酵母合成葡萄糖二酸

葡萄糖二酸是一种高附加值的有机酸,广泛用于食品、医药和化工领域。为获得生产葡萄糖二酸的微生物细胞工厂,通过共表达小鼠来源的肌醇加氧酶(MIOX)及恶臭假单胞菌来源的醛酸脱氢酶(Udh),在酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae CEN.PK2-1C中构建了葡萄糖二酸合成途径,产量为(28.28±3.15)mg/L。在此基础上,通过调控前体肌醇的合成途径,发现肌醇-1-磷酸合成酶(INO1)是葡萄糖二酸合成途径的限速酶,过量表达INO1,葡萄糖二酸产量达到(107.51±10.87)mg/L,提高了2.8倍。进一步弱化竞争支路中磷酸果糖激酶(PFK1)的表达,最终葡萄糖二酸的产量达到(230.22±10.75)mg/L,为进一步获得高产葡萄糖二酸细胞工厂提供基础。     

盐地碱蓬(Suaeda salsa)中SsINPS基因的分子克隆及表达特性分析

肌醇 1 磷酸 (I 1 P)合成酶 (EC5 .5 .1 .4,INPS)是肌醇生物合成中的关键酶 ,催化葡萄糖 6 磷酸 (G 6 P)到I 1 P的反应。从该实验室已构建的NaCl40 0mmol/L处理的盐地碱蓬 (Suaedasal sa)cDNA文库中克隆了肌醇 1 磷酸合成酶的全长cDNA (S .salsamyo inositol 1 phosphatesynthase,SsINPS) ,基因注册号为AF43 3 879。SsINPS全长约 1 986bp ,含有开放式阅读框架 1 5 3 0bp ,3′和 5′的非翻译区分别为 1 3 9bp和 3 1 7bp ;推导的氨基酸序列全长 5 1 0个氨基酸残基 ,分子量约为 5 6 .7kD ,pI值为 5 .3 5。BLAST同源性分析表明 ,该cDNA与已报告的冰叶日中花 (Mesembryanthemumcrys tallinum)的INPS基因同源性最高 ,其中 ,核苷酸水平的同源性为 91 % ,氨基酸水平上的同源性为84%。以SsINPS全长cDNA为探针进行的South ern杂交结果表明 ,SsINPS基因在盐地碱蓬基因组中只有一个拷贝 ;Northern结果表明 ,在盐处理(40 0mmol/L的NaCl)下 ,SsINPS在叶中的表达量有显著的增加。从而说明SsINPS在盐胁迫下是上升调节的     

谷氨酰胺磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶研究进展

谷氨酰胺磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶是生物．体内嘌呤产物合成途径的关键酶,负责催化全合成途径的第一步反应。肌苷属于嘌呤核苷,是食品和医药行业广泛应用的重要产品。谷氨酰胺磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶在肌苷的生物合成途径中起重要调节作用,对其深入研究将有助于提高肌苷的产量,对工业化生产有重大意义。本从谷氨酰胺磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶的属性、功能、结构和基因表达与调控方面对其做了介绍,为肌苷产量的提高工作奠定了基础。     

高等植物牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶基因的研究进展

牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶(GGPPS)在植物体内催化牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸(GGPP)的合成,GGPP是萜类物质、类胡萝卜素、叶绿素及几个重要植物激素合成的前体物,是联系植物体内多条重要次生代谢通路的节点物质。本文综述了植物GGPPS基因近年来的生物学功能研究进展和该基因家族的遗传分类情况,以及GGPPS小亚基基因的重要调控作用,拟为深入研究植物GGPPS基因的生物学功能和萜类含量调控的遗传工程提供新认识和新思路。     

肿瘤酶学的研究现状及展望

近年来,关于酶在细胞癌变中所起的作用以及酶与癌基因产物的关系在国内外是十分重要的课题。从细胞增殖和癌变中酶的作用方面来考察,有两种重要的信息传递系统引人注目。一类是通过Ca~(++)和肌醇—1、4、5—三磷酸(IP_3)作为第二信使的系统;另一类是通过蛋白质的酪氨酸残基磷酸化进而引起细胞内反应的系统。参与第二信使系统的酶以蛋白激酶—C为代表,参与酪氨酸残基磷酸化系统的酶是酪氨酸(蛋白)激酶。蛋白激酶—C (一)蛋白激酶—C的激活蛋白激酶—C是存在于细胞液中的丝氨酸蛋白磷酸化酶。它被激活后则转移到膜上而起     

PI3K-Akt信号传导通路对糖代谢的调控作用

磷脂酰肌醇3-激酶(PI3Ks)作为酪氨酸激酶和G蛋白偶联受体的主要下游分子,通过催化产生第二信使3,4,5-三磷酸磷脂酰肌醇(PIP3)并激活Akt、糖原合酶激酶-3(GSK-3)、Forkhead转录因子FoxO1、mTOR(mammalian target of rapamycin)等下游分子,将多种生长因子及细胞因子的信号传递到细胞内,从而对细胞增殖、分化、凋亡和葡萄糖转运等多种生物过程起重要的调节作用.PTEN(phosphatase and tensin homologue)是PI3K信号通路的重要负调节因子.本文将对PI3K-Akt信号通路在糖代谢中的作用予以简要综述.     

Li~ 、新霉素和Ca~(2 )对苹果花粉萌发与花粉管生长的影响

细胞外 Ca2 及其跨膜内流在花粉萌发和花粉管生长中具重要作用 〔1〕,磷脂酰肌醇 ( PI)系统产生的IP3(肌醇 - 1 ,4,5-三磷酸 )能诱导细胞内 Ca2 库释放 Ca2 〔2 ,3〕,IP3及其受体调节花粉萌发和花粉管生长〔4～ 7〕,但它们之间的作用及关系还不清楚。笔者通过抑制剂对细胞内 Ca2 的调节 ,以期进一步探讨细胞内 Ca2 库的 Ca2 释放在花粉萌发和花粉管生长中的作用及其和细胞外 Ca2 及其内流的关系。1 　材料与方法将‘国光’、‘富士’苹果 ( Maluspumila Mill.)花粉播种在基本培养基 ( 1 0 %蔗糖 1 0 0 μg/g硼酸 ) 〔8…