神经丝的结构与功能

神经丝是神经细胞的中间丝,由L、M和H三种蛋白组成,三种蛋白由三个基因编码。神经丝蛋白在神经元胞体合成后,运输到神经突起中,与微丝和微管共同组成神经细胞的骨架网络。磷酸化对神经丝的性质有重要影响。神经丝蛋白在体内能与内源性中间丝共组装,在体外,只有L能自组装成10nm的纤维,M和H可与L共同组装成纤维。在发育过程中,L和M在动物出生前数天开始表达,H则是在出生后才出现。神经丝的数量决定轴突直径,而其过量表达会导致疾病。     

牛脊髓神经丝的体外组装与结构

利用差速离心法从牛脊髓中分离神经丝 ,在电镜下观察了其形态 ;应用扫描隧道显微镜 (STM)研究了它的结构 ,发现神经丝具有长短 2种侧臂 ,二者相间排列 ,相邻长侧臂或相邻短侧臂的间距都是 2 0～ 2 2nm ;由此推测神经丝内部存在 3 /4分子交错 ;还研究了神经丝蛋白的体外组装 ,以胶体金标记的方法证明 ,中等分子量与高分子量的神经丝蛋白 ,都能同低分子量的神经丝蛋白共同装配成 10nm的纤维 ;同时发现 ,中等分子量与高分子量的神经丝蛋白能够组装成一种较细的纤维 ,不同于中间纤维 .     

低分子量神经丝蛋白(NF-L)的体外组装

利用超速离心和离子交换层析技术,从牛脊髓中分离纯化了神经丝蛋白三组分:NF-L,NF-M和NF-H。应用电镜负染色和金属投影方法研究神经丝的形态结构与NF-L的体外组装,结果表明:神经丝由10nm的核心纤维与外周的丝状突起组成;在近似生理条件下,NF-L可在60min内组装成10nm纤维,纤维由4根亚丝缠绕而成;在碱性缓冲液中,NaCl能促进NF-L装配成短纤维,这种10nm的短纤维无法连接成长纤维。     

新型细胞骨架分隔丝的结构和功能研究进展

细胞骨架是细胞内的蛋白纤维网状结构,包括人们熟知的微管、微丝和中间纤维.目前研究表明分隔丝(septin filaments)是一类在真核生物中广泛分布的蛋白纤维,逐渐被认为是一种新型细胞骨架结构.分隔丝由可结合GTP的分隔丝蛋白单体(Septin)聚合形成异源复合体,进一步组装成纤维丝.分隔丝可形成纤维束,环状或笼状等结构,并与细胞膜或其他细胞骨架成分发生相互作用.在细胞内,分隔丝参与胞质分裂、细胞迁移、神经元发育和免疫等重要生理及病理过程.分隔丝结构或功能的异常与多种人类疾病如肿瘤等密切相关.本文将从分隔丝的结构、组装调控、功能及与人类疾病的关系等方面综述近年的研究进展.     

自做简易噬菌体模型

自做简易噬菌体模型寄生在细菌细胞内的病毒称噬菌体,呈蝌蚪状,是由球状头部与杆状尾部组成。头部的内部由核酸组成,外部由蛋白质颗粒排列成正二十面体衣壳包裹核酸。尾部还可分为昆鞘、尾板、尾丝等。在较硬的纸上照图１～５画线,然后照以下操作,即可制作成简易噬菌...     

植物角蛋白中间纤维在体外的装配特性

经选择性抽提与纯化的植物角蛋白在体外进行重组装 ,扫描隧道显微镜及负染电镜显示 ,酸性角蛋白和碱性角蛋白在体外能自组装成 10nm中间纤维 .在装配的初期阶段 ,可观察到角蛋白二聚体 ,在二聚体中部有非螺旋的连接肽链 ,它是二聚体进一步装配的基础 .对完整 10nm纤维的观察可发现 ,每根 10nm纤维是由多根直径为 3nm的纤维组成 ,这反映了中间纤维组装过程中所形成的原丝等中间结构状态 .在 10nm纤维及原丝的纵向都存在 2 3～ 2 5nm的重复周期 ,这一周期是所有中间纤维的典型特性 ,它说明了角蛋白分子在组装过程中发生了半分子交错 .     

大腹园蛛管状腺丝重组蛋白的克隆表达及纺丝

TuSp1蛋白(tubuliform spidroin 1)是管状腺丝(tubuliform silkfiber)的主要组成成分。管状腺丝作为蛛丝卵袋的外层包卵丝,其结构具有很好的耐腐蚀性和良好的力学性能。目前国内外对大腹园蛛TuSp1蛋白的研究很少,仅有一条基因序列的报道。本课题首次构建含大腹园蛛N端非重复结构域、重复单元以及C端非重复结构域的重组管状腺丝蛋白TuSp1 NT-Rp-CT,并经湿法纺丝获得重组蛋白丝纤维。重组蛋白液圆二色谱分析结果显示,pH由7.0降低到5.5的过程中,始终保持稳定的α-螺旋构象;重组蛋白丝纤维的傅里叶变换红外光谱结果显示,丝纤维中主要二级结构为β-折叠及β-转角;经扫描电镜观察发现,冻干的絮状重组蛋白能自组装成丝纤维,且表面光滑纤细;湿纺后的重组蛋白丝纤维直径较粗,但表面较平整均匀,具有类似天然管状腺丝的形态特征,这些为TuSp1蛋白的成丝机理及仿生纺丝研究提供了理论依据。     

中间纤维与细胞信号通路的研究进展

中间纤维家族由约70个中间纤维蛋白组成,在真核细胞内组成横跨核膜和胞质的网状骨架.中间纤维最初仅仅被当做是细胞骨架的一种,主要起机械支撑作用.这个观点正发生快速的改变,因为越来越多的研究发现中间纤维蛋白参与各种主要的细胞信号通路,如细胞应激、细胞凋亡和14-3-3信号通路等.     

肌动蛋白相关蛋白2/3复合体的结构、功能与调节

微丝参与了细胞形态维持及细胞运动等多种重要的细胞过程。微丝由肌动蛋白单体组装而成 ,肌动蛋白相关蛋白 2 / 3(Arp2 /Arp3,Arp2 / 3)复合体在微丝形成过程中起重要作用。Arp2 / 3复合体由 7个亚单位组成 ,在细胞内受到多种核化促进因子的调节 ,并与这些因子协同作用来调节肌动蛋白的核化。Arp2 / 3复合体结构、功能及调节的研究对于阐明微丝形成机制及细胞骨架与某些信号分子的关系有重要意义。     

Neuritin对大鼠急性脊髓损伤后神经中丝作用的研究

目的:探讨Neuritin对大鼠脊髓损伤后神经元突起再生的作用.方法:分为Neuritin组,His组和假手术组.使用改良Allen's打击法打击Neuritin组和His组大鼠T10或T11节段脊髓.Neuritin组和His组经蛛网膜下腔置管局部连续给予Neuritin和His蛋白(6ug/d)一周.假手术组仅咬除椎板不损伤脊髓,经蛛网膜下腔置空管而部损伤脊髓.术后6h、3d、7d、14d、28d、56d分别观察:①运动功能评分(BBB评分)观察大鼠后肢运动功能恢复情况;②HE染色观察脊髓组织形态学变化;③免疫组织化学染色和Western blotting检测损伤段脊髓神经中丝蛋白(NF200)的修复与再生.结果:①BBB评分,Neuritin组和His组在一周内没有明显差别,但Neuritin组和His组的评分均低于假手术组,从术后第14d,实验组评分明显高于对照组(P＜0.05);②HE染色可见损伤段脊髓出血、坏死及炎性细胞浸润;③免疫组化检测,Neuritin组的NF200平均光密度值(IOD/AREA)较His组明显增高(P＜0.05);Western blotting检测的NF200灰度值(GMD)较His组明显增高(P＜0.05),结论:持续外源性Neuritin能促进大鼠脊髓损伤后伤区神经元突起的再生,并能促进大鼠后肢运动功能的康复.     

微管微丝交联因子1的结构与功能

微管微丝交联因子1(microtubule actin cross-linking factor 1,MACF1)是一种新的细胞骨架交联蛋白,属于血影斑蛋白(spectraplakin)家族成员之一,包含3个基本结构域即N末端结构域、杆状结构域及C末端结构域.其主要功能是交联微丝微管细胞骨架,参与细胞信号转导、蛋白质运输、胚胎发育以及疾病发生等过程.近年来,MACF1在细胞骨架动力学过程中的作用备受关注.现就该分子的结构与功能的最新研究进展进行综述.     

肌动蛋白集束调控因子及G蛋白信号转导通路

细胞骨架由微丝、微管及中等纤维组成受不同蛋白因子调控以不同方式组装成不同直径的纤维 ,遍布于一切细胞 ,决定细胞的形状 ,赋予其抗压强度 ,对细胞器及大分子进行空间组织 ,实现胞内的能量转换。在肌动蛋白 (ａｃｔｉｎ)组装成张力纤维和张力纤维解离成肌动蛋白单体过程中有多种蛋白因子参与调控 ,从而使细胞骨架处于一个生理的动态平衡中 ,执行和完成不同的生化反应。在众多的调控蛋白中 ,肌动蛋白集束调控蛋白因子 (ａｃｔｉｎｂｕｎｄｌｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎ)不仅参与肌动蛋白结构调节 ,还与细胞内信号传导有密切关系。已发现的肌动蛋…     

神经束蛋白的结构、表达和生物学功能

神经束蛋白(neurofascin, NF)是一种细胞表面蛋白,属于免疫球蛋白超家族(immunoglobulin superfamily, Ig SF)。目前,已知的神经束蛋白多肽亚型分为NF155、NF166、NF180和NF186,它们是通过选择性剪接产生的。这些亚型的表达、分布和生物学功能因时间和空间而各不相同,可独立作用或与细胞内外不同的蛋白质相互作用。例如:NF155通过招募、聚集caspr/contactin形成复合物以确保髓鞘的形成和稳定; NF166和NF180在未成熟的神经元中选择性地调节轴突生长; NF186在轴突起始段和郎飞结处高度聚集,并通过与锚蛋白G(ankyrin G)的相互作用保证轴突结构的稳定性。这些功能机制与许多神经系统疾病相关,如多发性硬化、急慢性炎性脱髓鞘神经病等。本文对神经束蛋白的结构、表达和生物学功能予以简述。     

Tau蛋白基因突变与神经退行性疾病

Ｔａｕ蛋白是神经细胞中含量最高的微管相关蛋白,其正常功能是促进微管蛋白（ｔｕｂｕｌｉｎ）组装成微管（ｍｉｃｒｏｔｕｂｕｌｅ）,并维持已形成微管的稳定性。Ｔａｕ蛋白的翻译后异常修饰与阿尔茨海默病（Ａｌｚｈｅｉｍｅｒｄｉｓｅａｓｅ,ＡＤ）的神经原纤维退化有关［１］。本文综述最近有关Ｔａｕ蛋白基因突变,ＴａｕｍＲＮＡ剪接改变导致Ｔａｕ蛋白组成、结构和功能异常的机制,及其与几种神经退行性疾病的关系的研究。１．Ｔａｕ蛋白基因结构及其表达产物Ｔａｕ蛋白基因位于１７号染色体（１７ｐ２１．１１）,由１７个外显子…     

皮动蛋白及微丝相关蛋白2/3复合物介导的细胞运动的分子机制

皮动蛋白(cortactin)是一种含有特殊重复序列结构域的微丝肌动蛋白结合蛋白,它直接参与了细胞皮层(cortex)微丝细胞骨架的组建。它又是细胞内Src类酪氨酸蛋白激酶的主要底物之一,代表了一类高度保守的胞内皮层信号蛋白质家族。近几年来,对于细胞运动分子机制的研究取得很大进展,利用组织培养细胞进行的体外实验证明。皮动蛋白能够活化微丝相关蛋白2／3复合物(actin related protein 2／3 complex,Arp2／3 complex),调控皮层微丝细胞骨架的组装,在细胞运动过程中具有重要作用。     

利用质谱技术结合EST库搜索鉴定厚壳贻贝新型足丝蛋白

贻贝利用足丝粘附于水下各种基质表面.作为一种具有优异粘附性能的生物材料,贻贝足丝蛋白在新型水下粘附剂及表面保护涂层的研制与开发中具有重要的仿生学意义.目前,已报道的贻贝足丝蛋白分子达11种,但是仍然有更多的足丝蛋白分子不为人知.为进一步探讨贻贝足丝蛋白的分子多样性,并从中筛选具有特殊生物学功能的足丝蛋白分子,本文采用鸟枪法-液相色谱-质谱/质谱技术（shotgun-LC-MS/MS）对厚壳贻贝足丝蛋白进行了蛋白质组学分析.将厚壳贻贝足丝分为足丝纤维和足丝盘两部分,每一部分均采用醋酸-尿素溶液,以及醋酸-盐酸胍溶液进行蛋白质抽提;抽提后的足丝蛋白经胰蛋白酶酶解,利用线性离子阱四级杆质谱（LTQ）进行鸟枪法质谱分析.二级质谱图（MS/MS）用以搜索公共数据库中的贻贝表达序列标签（expressed sequence tag,EST）数据库.采用上述方法,获得14种贻贝新型足丝蛋白的高可信度结果及其所匹配的部分或全长cDNA序列;经结构域分析,发现上述新型贻贝足丝蛋白分子的序列中多数包含各种类型的结构域,包括胶原蛋白结构域、C1Q结构域、C1Q结合结构域、微管蛋白辅助折叠结构域、蛋白酶拮抗结构域、VWA结构域、几丁质酶结构域等.在此基础上,对上述新型足丝蛋白在贻贝足丝形成以及粘附方面的功能进行了推测.上述结果对进一步了解贻贝足丝的分子组成以及粘附机理奠定了基础.     

大鼠直肠肽能神经的支配与起源——HRP与免疫细胞化学法联合研究

用HRP追踪法与免疫细胞化学法观察了大鼠直肠内P物质（SP）、降钙素基因相关肽（CGRP）和血管活性肠肽（VIP）三种肽能神经的支配与来源。结果显示：（1）直肠GCRP和VIP肽能神经起源于盆丛副交感神经节（PSG）。（2）直肠感觉神经纤维来自骶2－4节段双侧背根神经节（S2－4－DRG）SP能或CGRP能神经元。（3）感觉神经元的中枢突进入骶髓2－3节段后角并形成较粗大的外侧束,其中大部分传入纤维经后角外侧缘走行,终止于侧角区中间外侧核交感神经元胞体周围。其余部分传入纤维延伸到骶髓2－3节段灰质第Ⅱ、Ⅲ层和灰质后连合核（中央自主神经核）,进入中间外侧核的传入纤维与后连合核也有联系。上述结果提示,支配直肠的VIP能神经元参与了直肠肌运动的调节;SP和CGRP能神经元可能与直肠的运动、感觉调节有关。     

中间纤维的分子生物学

从头到脚,我们的身体是由富含称为中间纤维(IF)的胞内纤维蛋白的细胞组成的。免疫学和生物化学的证据表明在各种组织中组成IF的蛋白有五种:上皮内30种左右、分子量40—70 kd的角蛋白复杂群;肌肉內单一的52kd的结蛋白(desmin);间充质起源的细胞内单一的53kd的波形蛋白(vimentin),星形胶质细胞内单一的50kd的胶质纤维酸性蛋白(GFAP)和神经细胞内神经纤维蛋白三联体:NF-L(约65     

利用蛋白质组学手段鉴定新型贻贝足丝蛋白

贻贝通过足腺分泌特有的足丝并以此粘附于水下各种基质表面.贻贝足丝中富含各种粘附蛋白,其优异的水下粘附性能使其成为开发新型生物粘合剂的候选分子.厚壳贻贝足丝粘附能力强,本文采用尿素及盐酸胍抽提结合二维双向电泳技术（two-dimensional electrophoresis, 2-DE）,分别对厚壳贻贝足丝纤维和足丝盘的蛋白质进行分离及染色;采用串联质谱技术结合常规搜库和表达序列标签（EST) 数据库搜索,对分离获得的蛋白质点进行鉴定,从中获得了mfp-3、mfp-6、胶原蛋白以及3种未曾报道过的新型贻贝足丝蛋白成分.上述研究为深入了解厚壳贻贝足丝蛋白的分子多样性、探讨其粘附机理以及从中筛选具有应用前景的贻贝足丝蛋白奠定了基础.     

主要壶腹腺丝蛋白分子结构与机械性能之间的关系

蜘蛛丝是性能优异的天然丝类材料,其中主要壶腹腺丝蛋白产生的牵引丝具有极高的力学性能、良好的生物相容性和生物可降解性,广泛应用于纺织、生物医学和环境工程等领域。深入研究蜘蛛丝蛋白分子结构与机械性能,有助于理解蜘蛛丝蛋白的成丝机制,为制备具有良好机械性能的人造蜘蛛丝纤维提供理论依据。该文围绕不同物种主要壶腹腺丝蛋白的分子组成、成丝机理和分子结构与机械性能之间的关系进行了阐述。