膜脂—膜蛋白的相互作用(下)

四、膜蛋白对膜脂的影响 1、膜蛋白与膜脂的结合膜蛋白按其不同类型可以多种方式与脂双层结合,现叙述如下: (1)外周蛋白的结合外周蛋白通过静电力(蛋白带电荷)或范德瓦力(蛋白不带电荷)与膜结合。在蛋白与脂的结合面处含有大量的水。 (a)静电结合细胞色素C是外周蛋白通过静电力与细胞膜表面结合的一个典型例子(图3a)。细胞色素C整个分子具有可观的非对称电荷分布,在中性pH时,它带有过量的     

层粘连蛋白与膜受体结合下膜受体构象与膜脂有序性的研究

配体蛋白与细胞膜受体蛋白结合后,可引起膜受体的构象与膜脂的有序性变化.本文研究外源性层粘连蛋白与腹水肝癌细胞膜受体结合后膜热量变化,膜序参数改变和膜电荷及细胞迁移率的变更.就膜蛋白构象与膜脂有序性以及膜电荷等方面改变的生理意义与层粘连蛋白抗癌细胞脱落转移寻找理论关系.本文应用微量量热法、顺磁共振和细胞电泳等技术,得知层粘连蛋白与癌细胞膜作用后细胞膜有放热效应,膜流动性增大,细胞电泳动变慢.癌细胞膜的这些变化对于限制癌的恶性生长与脱落均起重要作用.     

伴刀豆球蛋白A与巨噬细胞膜受体结合引起膜蛋白和膜脂分子运动及电荷的变化

本文利用荧光漂白恢复,顺磁共振和细胞电泳等技术研究外源性配体伴刀豆球蛋白A与巨噬细胞膜受体结合后膜蛋白及膜脂分子运动以及细胞表面电荷变化,结果表明,细胞膜表面蛋白分子侧向扩散速度减慢;膜脂分子流动性减慢,烃链有序性增强;细胞电泳速度加快。此等对阐明伴刀豆球蛋白A作为外源信息导致细胞膜分子动力学变化以及电荷改变有重要的生物学意义。     

突触结合蛋白Ⅰ的胞质片段与磷脂膜的相互作用

突触结合蛋白Ⅰ是神经细胞突触囊泡上的一个膜整合蛋白,C2AB是其具有重要功能的胞质片段.近年的研究表明,突触结合蛋白Ⅰ在钙引发的神经递质快速释放过程中起到钙感受器的作用,它与神经细胞突触前膜的相互作用与其生理功能有关,但是其作用机制还不清楚.利用气/液单层膜技术结合荧光发射光谱和圆二色光谱技术,发现C2AB倾向于插入带负电荷的磷脂膜中(如磷脂酰丝氨酸),而且插膜是钙依赖性的;对于不带电荷的磷脂不插膜.C2AB与膜之间的作用力主要为静电力.荧光发射光谱和圆二色光谱结果显示,它与膜相互作用时二级结构不发生显著变化.结果表明,突触结合蛋白Ⅰ钙依赖的插入负电荷膜特点,可以帮助解释其钙感受器的作用机制.     

饮食胆固醇吸收的研究进展

膜蛋白尼曼-匹克C1型类似蛋白1(Niemann-Pick C1 Like 1,NPC1L1)是介导肝脏和小肠细胞从胆汁或食物中吸收胆固醇的关键蛋白质。本文综述了NPC1L1蛋白的结构、功能及其介导肝肠细胞吸收外源胆固醇的分子机制。NPC1L1蛋白与脂筏蛋白Flotillin-1或Flotillin-2结合,在细胞质膜上形成富含胆固醇的膜微结构域,通过clathrin/AP2介导的囊泡内吞机制,将该NPC1L1-Flotillin-Cholesterol膜微结构域内吞运输至细胞内的内吞循环体上;内吞循环体上的胆固醇浓度下降后,NPC1L1-Flotillin复合物则由Cdc42和Myosin Vb.Rab11a.Rab11-FIP2蛋白运输至质膜,以执行下一轮的胆固醇吸收功能。NPC1L1蛋白的N端结构域可特异性结合胆固醇,是NPC1L1-Flotillin-Cholesterol膜微结构域形成所必需的,同时决定了胆固醇吸收的特异性。人群中NPC1L1基因的多态性与胆固醇吸收异常相关。本文还对未来的研究方向进行了探讨。     

脉冲电场对人红细胞膜结构影响的冷冻断裂研究

对外加脉冲电场处理的人红血球冷冻断裂和蚀刻的复型观察中发现在强电场(3KV/cm)作用下,细胞周围有颗粒状和纤维状结构。结合SDS电泳分析证明了它们是由于在电场作用下,红血球膜的带3蛋白和膜骨架蛋白(血影蛋白)脱出的结果。在强电场作用下,由于膜蛋白和膜骨架蛋白的脱出造成了对细胞膜的损伤,使细胞膜稳定性降低,细胞易变形和形成伪足。由于膜蛋白的脱出,多余的自由脂质进入细胞质内而形成泡状结构。外电场改变了蛋白-蛋白以及蛋白-脂分子间的作用可能是电穿孔的主要机理。本文还对当前公认的冷冻断裂中所观察到的膜中间颗粒的来源提出了疑问,并提出了它们还可能与冰晶有关。而冰晶的形成又与膜的亲水与疏水性有关。     

生物膜膜蛋白三维结构研究的现状与展望

1　生物膜膜蛋白三维结构研究的重要性与迫切性　　细胞是生命的基本结构与功能单位 .细胞的外周膜与细胞内的膜系统称为生物膜 .细胞的能量转换、信息识别与传递、物质运送和分配等基本生命现象都与生物膜密切相关 .生物膜是由蛋白质、脂类以及碳水化合物等组成的超分子体系 ,膜蛋白是膜功能的主要体现者 .生物膜膜蛋白可分为外周膜蛋白和内在膜蛋白 ,后者约占整个膜蛋白的 70 %～ 80 % ,它们部分或全部嵌入膜内 ,有的则是跨膜分布 ,如受体、离子通道、离子泵、膜孔、运载体(ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ)以及各种膜酶等等 .象水溶性蛋白质一样 …     

膜脂对菠菜细胞色素b6f复合体电子传递活性的影响

利用从菠菜(Spinacia oleracea L.)叶绿体分离、纯化出的缺失膜脂的细胞色素b6f蛋白复合体(Cyt b6f)制剂与从菠菜类囊体分离、纯化的膜脂进行体外重组,检测了不同膜脂对Cyt b6f催化电子传递活性的影响.结果表明:被检测的5种膜脂,即单半乳糖基甘油二酯(MGDG)、双半乳糖基甘油二酯(DGDG)、磷脂酰胆碱(PC)、磷脂酰甘油(PG)和硫代异鼠李糖基甘油二酯(SQDG)对Cyt b6f催化电子传递的活性均有明显的促进作用,但促进的程度各不相同,这可能与这些膜脂分子的带电性质密切相关.不带电荷的MGDG和DGDG及分子整体呈电中性的PC对促进Cyt b6f催化电子传递的活性非常有效,可分别使其活性提高89%、75%和77%;而带负电荷的PG和SQDG对活性的促进作用则相对较弱,仅可使其活性分别提高43%和26%.     

膜脂—膜蛋白的相互作用(上)

生物膜是由蛋白质,脂质以及碳水化合物等组成的超分子体系。一般认为,膜脂是膜的基本骨架,膜蛋白是膜功能的主要体现者。因此,二者的相互作用问题的探讨可以说是生物膜结构与功能研究的一个中心环节。本文先对生物膜的主要组分:膜脂和膜蛋白的概况以及生物膜结构的主要特征——流动性作一扼要介绍,然后就膜脂对膜蛋白,膜蛋白对膜脂的影响分别进行讨论,最后就二者相互作用的研究与医、农方面的联系作些介绍。一、膜脂和膜蛋白的概述 1.膜脂 (1)膜脂的组成据估计生物膜约含100种脂质。膜是一个非常复杂的体系,膜脂组成发生1—2％的变化(例如,胆固醇/磷脂的比值的改变),就足以影响细胞的存活。     

人细胞色素c基因在大肠杆菌中的克隆和表达及活性测定

通过PCR方法 ,从人胎儿心肌基因组DNA中得到precytc基因 (有 1个内含子 ) ,剔除内含子后 ,得到细胞色素c基因的编码序列 .测序结果表明 ,该基因与GenBank中报道的人细胞色素c基因核苷酸顺序完全一致 .将其插入原核表达载体pET3a的NdeⅠ和HindⅢ位点之间构建pET3a cytc重组质粒 ,并成功转化入E .coliBL2 1(DE3)中 .经IPTG诱导表达后 ,15 %SDS PAGE分析 ,可观察到1条与细胞色素c蛋白分子量相符的电泳条带 .Western印迹结果显示 ,该条带与小鼠抗人cytc单克隆抗体IgG2b发生特异反应 ,证实为人细胞色素c的前体蛋白 .体外使血红素与该前体蛋白结合生成完整的人细胞色素c蛋白 ,其耗氧量在不同浓度具有与反应时间的线性关系 ,为研究人细胞色素c结构和功能关系奠定了基础     

脉冲电场对人红细胞膜结构影响的冷冻断裂研究

对外加脉冲电场处理的人红血球冷冻断裂和蚀刻的复型观察中发现在强电场作用下,细胞周围有颗粒状和纤维状结构。结合ＳＤＳ电泳分析证明了它们是由于在电场作用下,红血球膜的带３蛋白和膜骨架蛋白（血影蛋白）脱出的结果。在强电场作用下,由于膜蛋白和膜骨架蛋白的脱出造成了对细胞膜的损伤,使细胞膜稳定性降低,细胞易变形和形成伪足。由于膜蛋白的脱出,多余的自由脂进入细胞质内而形成泡状结构。外电场改变了蛋白－蛋白以及蛋     

以谷胱甘肽为电子供体的细胞膜氧化还原系统

内载谷胱甘肽(GSH)的大豆(Glycine max L.)下胚轴正向型质膜囊泡具有以GSH为电子供体的跨膜电子传递活性,能还原膜外电子受体FeCN和细胞色素(Cyt)C,其还原速率分别为(21.6±0.6)nmolFeCN·min~(-1)·mg~(-1)蛋白和(6.6±1.0)nmol Cyt C·min~(-1)·mg~(-1)蛋白。这种跨膜电子传递能引起膜上Cyt P-450吸收光谱标志带(Soret带)的变化,表明Cyt P-450参与了这一氧化还原过程。在跨质膜电子传递的同时伴随着H~ 运输和膜电位的改变。     

病毒蛋白脂酰化及其功能

脂酰化是一种重要的蛋白翻译后修饰,主要包括棕榈酰化、豆蔻酰化、异戊烯化和糖基化磷脂酰肌醇(GPI)共价结合4种方式。不同的病毒蛋白可发生不同类型的脂酰化,其生物学功能也会发生相应改变。棕榈酰化通常能增强病毒跨膜蛋白的疏水性,调节这些蛋白的胞内运输及定位,进一步影响病毒感染过程中的膜融合、病毒颗粒装配及释放等步骤。豆蔻酰化则可调控病毒蛋白表面的正电荷强度,使病毒蛋白与脂质膜的亲和力改变,如preS1豆蔻酰化加强乙型肝炎病毒(HBV)和丁型肝炎病毒(HDV)的受体识别能力及感染性,而人类免疫缺陷病毒(HIV)Nef豆蔻酰化为病毒感染及免疫应答所必需。异戊烯化能使病毒游离的蛋白与膜结合,并介导蛋白间的相互作用,如大HDV抗原(L-HDAg)异戊烯化有利于其运输至内质网膜上,与HBV表面抗原(HBsAg)及HDV RNA共同形成HDV颗粒。此外,一些病毒蛋白与GPI通过共价结合形成复合物,GPI基团可改变感染细胞的膜结构及胞质内磷脂构成,如GPI与朊蛋白(PrP)结合导致细胞型朊蛋白(PrPc)交联或羊痒疫朊蛋白(PrPsc)聚集,与朊病毒引起的海绵样病变有关。进一步了解病毒蛋白脂酰化机制,有利于设计和开发以此为靶点的特异性抗病毒新药。     

HepG2细胞膜上乙型肝炎病毒前S1蛋白（preS1）结合蛋白的研究

采用pull down技术研究preS1在HepG2细胞膜上的结合蛋白。以原核表达的GST-preS1融合蛋白为探针蛋白,与生物素标记的HepG2细胞裂解液进行pull down试验分离与preS1结合的膜蛋白。Western blot结果显示HepG2细胞膜上有一大小约110kDa蛋白（p110）与preS1结合。通过对比实验证明该蛋白具有较好的组织特异性和种属特异性。研究结果显示该蛋白是HepG2细胞膜上与preS1结合的蛋白,可能与HBV的早期感染过程有关。     

冷害对黄瓜叶绿体类囊体膜的影响

研究了冷害温度(0℃,16h)对黄瓜(Cucumis sativus L.)叶绿体类囊体膜膜脂、膜蛋白成分的影响。在没有可见伤害症状的低温处理条件下,黄瓜叶片叶绿体类囊体膜膜脂成分已有变化,主要是磷脂酰甘油(PG)含量明显降低,但主要脂类成分单半乳糖基甘油二酯(MGDG)、双半乳糖基甘油二酯(DGDG)、硫代异鼠李糖甘油二酯(SQDC)和PG的脂肪酸组分没有明显的变化;类囊体膜上色素蛋白质复合体的变化以光系统Ⅱ捕光叶绿素a/b蛋白质(LHCⅡ)单体及寡聚体含量的变化最明显,低温处理使LHCⅡ单体比例增加。对提纯的LHCⅡ结合脂的分析表明,低温处理改变了LHCⅡ结合脂及其脂肪酸的组成,使PG含量降低。以上结果表明,LHCⅡ结合脂成分变化以及LHCⅡ寡聚体解聚可能是叶绿体类囊体膜受冷害的最初反应。     

生物分离法制备细胞色素C质量的影响因素

细胞色素C为临床上应用广泛的生化药品。为了提高细胞色素C的质量,对制备过程中影响细胞色素C质量的因素进行考察,采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳法(SDS-PAGE)对不同工艺制备的细胞色素C进行纯度分析,并对SDS-PAGE图谱中约2.5×10~4的蛋白质进行液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)分析与鉴定。结果表明:在SDS-PAGE电泳图中,使用三氯乙酸(TCA)沉淀剂的传统工艺制备的细胞色素C样品除了有1.22×10~4的细胞色素C,还包括1个约2.5×10~4的蛋白分子;而不使用三氯乙酸沉淀剂的新工艺制备的细胞色素C样品,仅有1.22×10~4的细胞色素C,而未发现约2.5×10~4的蛋白。SDS-PAGE图谱中分子量2.5×10~4的蛋白分子的LC-MS/MS分析与鉴定结果表明其与猪源细胞色素C覆盖率最大(达到76%),结合其分子量大小,可以证明该蛋白为细胞色素C二聚体。细胞色素C制备过程中三氯乙酸沉淀剂易导致细胞色素C形成二聚体,故三氯乙酸是影响细胞色素C质量的关键因素之一。     

HIV Vpr蛋白诱导细胞凋亡研究进展

Vpr蛋白是HIV的一个辅助蛋白,可以诱导多种细胞的凋亡。目前的研究表明Vpr蛋白引起细胞凋亡主要是通过线粒体途径实现的。Vpr蛋白通过直接而且特异地与结合在PTPC中的ANT相互作用,改变线粒体膜通透性,导致凋亡诱导因子(AIF)和细胞色素C的释放,激活Caspase、DNases等的级联反应,引起核染色质的固缩,最终引起细胞凋亡。     

淋巴细胞膜脂质对膜蛋白结构与功能的影响

淋巴细胞膜质组成及膜生物物理特性的变化显影响质膜上某些蛋白的结构与功能,膜脂质与膜蛋白的相互作用涉及两所带电荷性质,蛋白质疏水氨基酸等,同时也与两种分子空间位阻,水化作用有关。     

低温胁迫期间水稻光合膜色素与蛋白水平的变化

对４℃和１１℃两种低温胁迫过程中水稻类囊体膜色素与蛋白组成的变化进行了比较研究。结果表明：４℃低温不仅使类囊体膜中的光合色素（叶绿素、类胡萝卜素）含量降低,而且还引起膜蛋白组成的深刻变化,表现在大部分原有膜蛋白组分的含量在低温下明显降低,同时在低温处理的第３天诱导出一条３２．５ＫＤ的新蛋白带。与４℃处理相比,１１℃低温处理只引起了光合色素含量的降低,而对类囊体膜蛋白组成的影响不大,另外发现,两种低     

病毒跨膜蛋白的结构功能与抗病毒药物设计

根据病毒衣壳表面有无囊膜结构, 病毒可被分为无包膜病毒和有包膜病毒。包膜病毒的膜蛋白在病毒的吸附、侵入、脱壳、生物大分子合成、病毒粒子的装配与释放等生命周期中起重要作用。某些包膜病毒的膜蛋白对病毒侵入宿主细胞的膜融合是不可或缺的。结构分析显示, Ⅰ型和Ⅱ型病毒融合蛋白采用类似的膜融合方式。此外, 流行性感冒病毒的M2 蛋白、人类免疫缺陷病毒Ⅰ型( HIV-1) 的Vpu 蛋白、重症急性呼吸综合征冠状病毒( SARS-CoV) 3a蛋白等膜蛋白还具有离子通道的功能。针对这些病毒膜融合蛋白设计的抑制分子, 将为研发抗包膜病毒新型药物提供新思路和策略。本文以3 种病毒膜融合蛋白为例, 对其融合机制、跨膜蛋白离子通道功能及其在抗病毒药物设计中的应用作一简要综述。