植物蛋白磷酸化的检测方法

蛋白磷酸化是一种重要的蛋白质翻译后修饰方式,几乎参与植物所有生命过程的调节。蛋白磷酸化过程主要指在蛋白激酶的催化作用下,将三磷酸腺苷(ATP)上的γ位磷酸基团转移到底物蛋白特定氨基酸残基上的过程。底物蛋白上被磷酸化的常见氨基酸有丝氨酸、苏氨酸及酪氨酸,磷酸基团与氨基酸中的羟基通过酯键连接。该文详细描述了几种常用的蛋白质体外及体内磷酸化的检测方法及注意事项。     

Fic蛋白家族的研究进展

过去的研究发现了一个具有相同保守结构域的Fic(filamentation induced by cAMP)蛋白家族。虽然在原核生物中发现超过3 000种以上含有Fic结构域的不同蛋白质,但到目前为止,在包括人在内的真核生物中仅发现一种Fic蛋白。Fic结构域主要通过含有磷酸基团的化合物在转录中起作用,目前被人类关注的功能是单酰磷酸化(AMPylation, AMP化),一种类似磷酸化的蛋白质调控机制,是以ATP为底物将一磷酸腺苷(AMP)特异地转移至靶标氨基酸残基。该机制主要在细菌侵袭宿主、侵袭后增殖、致病的过程中发挥作用。真核细胞中的单磷酸腺苷化可以调控内质网的稳定性。本文主要对Fic蛋白的特征性结构和作用以及几种主要的Fic蛋白的结构、作用和研究方法进行综述。     

碱性磷酸酶异常在临床诊断中的作用

碱性磷酸酶是属于磷酸酶系列酶中的一类,它能够有效的对应底物分子起到去磷酸化的作用,通俗的讲就是在水解磷酸单酯的作用下将底物分子上存在的磷酸基团除去,进一步生成自由的磷酸根离子,并在底物分子中引入羟基。这类底物分子主要包括:核酸、生物碱、蛋白等成分。与激酶的作用正好相反,激酶属于磷酸化酶,可以在充分利用ATP等能量分子的基础上将磷酸基团加到对应的底物分子上。碱性的磷酸酶能够在碱性环境中具有较强的活力,AKP有来源于细菌的,它最适合的生长环境是p H值为8.0的碱性环境;AKP有的来源于牛,它最适合的生长环境是p H值为8.5的碱性环境。因此,碱性磷酸酶在碱性环境中完全可以水解成各种天然、人工合成的磷酸单酯化合物底物分子中的磷酸基团,脱去磷酸基团的这个过程被称为去磷酸化、脱磷酸化。     

蛋白组氨酸磷酸酶研究进展

主要概括磷酸酶的种类,原核细胞磷酸组氨酸生物功能及调控,哺乳动物组氨酸残基磷酸化、去磷酸化,以及组氨酸磷酸酶及其底物的最新研究进展. 信号转导在生长发育及细胞功能中起极其重要的作用. 无论在原核还是真核细胞,蛋白质磷酸化是细胞内信号转导的关键机制. 研究最多的可逆的真核蛋白磷酸化,主要发生在含有羟基的丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基上. 不同的激酶和磷酸酶受不同机制的调节,而调节过程中出现的差异是人类很多疾病的潜在基础. 与大量有关羟基磷酸化氨基酸的报道相比,有关氨基磷酸化氨基酸的报道甚少. 据估计,自然界中存在的磷酸组氨酸比磷酸酪氨酸多10 ~ 100倍,但不如磷酸丝氨酸丰富. 虽然对脊椎动物蛋白质中存在磷酸组氨酸的认识可以追溯到20世纪60年代初, 但由于研究手段的限制,至今对脊椎动物蛋白组氨酸激酶及组氨酸磷酸酶的结构及功能知之甚少. 但是,近几年的研究有突破性的发现,克隆和重组表达哺乳动物组氨酸磷酸酶为研究氨基磷酸化氨基酸的生物功能翻开新的一章.     

利用碱性磷酸酶初步判定二维电泳中蛋白质磷酸化修饰

磷酸化是蛋白质最重要的翻译后修饰形式之一.以二维电泳为基础的蛋白质组学是发现蛋白磷酸化状态改变的有效途径. 本文介绍了在用于二维电泳的蛋白样品制备过程中,利用小牛肠碱性磷酸酶成功去除蛋白质上磷酸基团的过程. 该技术将去磷酸化作用和蛋白质组学手段联系在一起,为蛋白质磷酸化修饰的初步判定提供了简便、经济、切实可行的方法.     

磷酸化组氨酸研究进展

蛋白质磷酸化是生物体内一种广泛存在的蛋白质翻译后修饰形式,这种氨基酸与磷酸基团共价连接的修饰模式对蛋白质结构和功能起到了重要调节作用.目前天然蛋白质中发现的可磷酸化位点主要有9种氨基酸残基,其中包括以磷酰胺连接的磷酸化组氨酸.虽然该磷酸化形式在原核生物与真核生物中都起到了重要的调节作用,但对于其生物学功能的研究长期存在技术困难.由于磷酸化组氨酸本身不同于其他磷酸化氨基酸的化学性质,如存在异构体、化学不稳定等,其在传统的研究方法中容易发生水解去磷酸化.随着现代生物化学与分子生物学技术的不断进步,人们针对含有磷酸化组氨酸的蛋白质构建了新的制备、分离与表征策略,本领域也因此开始迅速发展.本文从磷酸化组氨酸的化学结构入手,分析其两种异构体的主要理化性质与化学反应特性,并概述了基于此发展的新型化学生物学研究手段以及对于磷酸化组氨酸生物功能的研究进展.     

突触囊泡相关磷蛋白：突触素Ⅰ

突触素Ⅰ是突触囊泡表面的一种外在蛋白,是特异性蛋白激酶的底物蛋白质,其分子上有多个位点可被磷酸化,在神经递质稀释过程中起着调节作用。     

蛋白质O-GlcNAc糖基化修饰对tau蛋白磷酸化修饰的影响

蛋白质的O位N-乙酰葡萄糖胺(O-GlcNAc)糖基化修饰是一种新近发现的广泛存在于细胞核蛋白与细胞浆蛋白的蛋白质翻译后修饰.其性质与经典的膜蛋白和分泌蛋白的糖基化修饰不同,而与蛋白质磷酸化修饰更相似.O-GlcNAc糖基化和磷酸化均修饰tau蛋白的丝氨酸和苏氨酸残基,通过改变O-GlcNAc糖基化供体底物浓度以及其关键酶活性等方法,改变分化后成神经细胞样的PC12细胞中的蛋白质O-GlcNAc糖基化修饰水平,然后用特异性识别不同位点磷酸化的tau蛋白抗体,进行蛋白质印迹分析来检测tau蛋白磷酸化水平的变化.结果发现细胞内蛋白质O-GlcNAc糖基化对tau蛋白磷酸化的影响,在不同的磷酸化位点其影响不同.增加蛋白质O-GlcNAc糖基化修饰导致tau蛋白大多数磷酸位点的磷酸化水平降低,反之亦然.这些结果说明,tau磷酸化在大多数位点受到O-GlcNAc糖基化修饰的负性调节.这一研究为阐明调节tau蛋白磷酸化水平的机理和阿尔茨海默病脑中tau异常过度磷酸化的分子机制提供了新的线索.     

蛋白磷酸化与两组分信号系统

可逆的蛋白磷酸化是生物体内存在的一种最为普遍的调节方式,几乎涉及所有的生理及病理过程,在细胞的信号传递中起着极其重要的作用。根据底物蛋白质被磷酸化的氨基酸种类可将各种蛋白激酶分为3类:第一类为丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(ｓｅｒｉｎｅｔｈｒｅｏｎｉｎｅｐｒｏｔｅｉｎｋｉｎａｓｅ,ＳＰＫ),目前发现的蛋白激酶多属此类;第二类为酪氨酸蛋白激酶(ｔｙｒｏｓｉｎｅｐｒｏｔｅｉｎｋｉｎａｓｅ,ＴＰＫ),这类激...     

磷蛋白组的研究技术及其进展

真核细胞中蛋白质磷酸化是一个重要事件。真核细胞利用可逆的蛋白磷酸化来控制许多细胞过程包括信号转换、基因表达、细胞周期等。磷蛋白组的研究涉及磷蛋白的分离和鉴定,磷酸化残基定位和定量分析。由于蛋白质磷酸化是一个动态过程,在细胞中磷蛋白含量低,磷酸化位点可变,且磷酸肽的质谱信号常常会受到抑制,所以磷蛋白的分析存在更多的困难。本文介绍了国内外在磷酸蛋白的分离鉴定及定量分析方面的研究技术以及进展情况。目前,质谱仍然是核心的鉴定技术,寻找更好富集方法是最大的挑战。定量蛋白组学是对蛋白质的差异表达进行精确的定量分析。目前还不存在一种独立的方法可以完成磷蛋白的分离、鉴定,以及磷酸位点的定位和定量分析。随着样品分离技术和相关仪器的发展,磷酸蛋白快速、准确、全面分析鉴定将能够实现。     

磷蛋白组的研究技术及其进展

真核细胞中蛋白质磷酸化是一个重要事件。真核细胞利用可逆的蛋白磷酸化来控制许多细胞过程包括信号转换、基因表达、细胞周期等。磷蛋白组的研究涉及磷蛋白的分离和鉴定 ,磷酸化残基定位和定量分析。由于蛋白质磷酸化是一个动态过程 ,在细胞中磷蛋白含量低 ,磷酸化位点可变 ,且磷酸肽的质谱信号常常会受到抑制 ,所以磷蛋白的分析存在更多的困难。本文介绍了国内外在磷酸蛋白的分离鉴定及定量分析方面的研究技术以及进展情况。目前 ,质谱仍然是核心的鉴定技术 ,寻找更好富集方法是最大的挑战。定量蛋白组学是对蛋白质的差异表达进行精确的定量分析。目前还不存在一种独立的方法可以完成磷蛋白的分离、鉴定 ,以及磷酸位点的定位和定量分析。随着样品分离技术和相关仪器的发展 ,磷酸蛋白快速、准确、全面分析鉴定将能够实现。     

单磷酸腺苷酸化修饰:一种蛋白质翻译后修饰方式

副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)能够通过Ⅲ型分泌系统(typeⅢsecretion systems,T3SSs)分泌效应蛋白Vop S,催化三磷酸腺苷(ATP)分子中的单磷酸腺苷(AMP)通过磷酸二酯键共价连接至宿主细胞Rho鸟苷三磷酸激酶(Rho GTPases)成员蛋白Rho A、Rac1和Cdc42的特定的苏氨酸残基上,导致宿主细胞肌动蛋白骨架崩解,细胞变圆。该发现推动了一种蛋白质翻译后修饰方式——单磷酸腺苷酸化(AMPylation)修饰的迅速发展,其中催化AMPylation修饰的蛋白质称为单磷酸腺苷酸化酶(AMPylator)。目前的研究表明,与蛋白质的磷酸化修饰类似,蛋白质AMPylation在真核以及原核生物中都是一种重要的调控蛋白质功能的翻译后共价修饰调节机制。与AMPylation相对应的是去单磷酸腺苷酸化(de-AMPylation),即去单磷酸腺苷酸化酶(de-AMPylase)催化修饰后的蛋白质脱去AMP基团的过程,使底物蛋白重新恢复其原有的生物学功能。现就蛋白质AMPylation修饰的催化过程、AMPylation修饰的研究进展以及AMPylator/de-AMPylase的种类、物种来源、结构、功能和底物等方面的内容进行综合阐述。此外,就目前已有的AMPylation检测方法进行了总结,其中详细阐述了一种化学标记法的原理和过程。     

蛋白质体外磷酸化方法的建立

蛋白质的磷酸化与去磷酸化调节方式在细胞信号传递过程中占有极其重要的位置. 建立鉴定蛋白质磷酸化的可靠方法具有重要意义. 毛细血管扩张性共济失调症突变蛋白(ataxia-telangiectasia mutated, ATM）是直接感受DNA双链断裂损伤,并起始诸多DNA损伤信号反应通路的主开关分子. 电离辐射（IR）细胞学反应中,ATM激酶可通过磷酸化活化p53蛋白,原核表达p53融合蛋白,免疫沉淀IR活化的野生型ATM蛋白,进行蛋白质的体外磷酸化反应. 实验验证了ATM对p53蛋白的磷酸化作用. 这一方法的建立可为研究细胞信号转导途径中蛋白激酶对底物的磷酸化作用及筛查激酶底物提供标准化的技术手段.     

植物蛋白激酶介导的非生物胁迫和激素信号转导途径的研究进展

干旱、盐渍、低温和高温等非生物胁迫严重影响植物的生长发育和作物的产量。在长期的进化过程中,植物逐渐形成了对外部刺激快速感知和主动适应的能力,其中植物体内逆境信号的传递在植物快速感知外部刺激和主动适应非生物胁迫过程中起着非常重要的作用。蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化的蛋白质磷酸化和去磷酸化是植物体内存在的最普遍且最重要的信号转导调节方式。其中,蛋白激酶的主要作用是将ATP或GTP上的γ磷酸基团转移到特定的底物蛋白上,使蛋白磷酸化,被磷酸化的蛋白发挥相应的生理功能。近年来,利用生物技术和基因工程等手段从细胞、分子水平上研究有关蛋白激酶的抗逆机理,通过基因沉默、基因过表达等策略提高植物的抗逆性成为国内外抗逆分子生物学与分子育种学研究的热点。本文主要对植物蛋白激酶在介导非生物胁迫和激素信号通路中的作用进行综述,为进一步研究植物蛋白激酶功能提供有价值的信息。     

乙酰化修饰在嗜肺军团菌致病过程中的作用

乙酰化修饰是由乙酰基转移酶、去乙酰化酶介导的可逆的蛋白质翻译后修饰。其中,乙酰基转移酶将乙酰辅酶A的乙酰基团转移至底物蛋白的氨基酸残基,而乙酰基团的去除由去乙酰化酶完成。乙酰化修饰参与许多基本生物学过程的调节作用,越来越多的研究表明,蛋白质乙酰化修饰在病原菌的致病过程中具有重要作用。病原菌,如引起非典型性肺炎的嗜肺军团菌,可以通过分泌具有乙酰基转移酶活性的效应蛋白靶向宿主细胞信号通路的关键蛋白质因子,干扰宿主细胞信号通路及免疫反应。本文主要从嗜肺军团菌的致病机制、乙酰化修饰及乙酰化修饰在病原体致病过程中的调控作用进行综述,突出已知的乙酰化毒力蛋白的例子,并讨论它们如何影响与宿主的相互作用,为理解乙酰化修饰在嗜肺军团菌致病过程中的作用机制提供参考。     

酪氨酰蛋白磺基转移酶与植物蛋白质硫酸化修饰

蛋白质硫酸化是一种翻译后修饰,该修饰使分泌蛋白或膜蛋白具有成熟的生物学功能,在植物的生长发育中发挥重要的作用。催化这一修饰的酶是酪氨酰蛋白磺基转移酶（tyrosylprotein sulfotransferase, TPST）,它将底物3′-磷酸腺苷-5′磷酰硫酸（PAPS）的磺酸基团转移到蛋白质的酪氨酸残基上。近年来,随着植物中TPST的克隆,已有3个家族的植物多肽被发现存在硫酸化修饰。本文综述了植物TPST的生化特性与功能,介绍了植物TPST的3个底物多肽家族及其参与的分子信号途径。     

中枢神经系统Ca~(2+)-钙调素激活的蛋白激酶Ⅱ和cAMP激活的蛋白激酶的发育

1932年,Lipmann和Levene即观察到蛋白质分子中羟基侧链被磷酸化这一现象,但当时没有引起重视。50年代初,Sutherland和Krebs发现蛋白激酶(Protein kinase)后,蛋白质磷酸化反应才引起关注。蛋白质磷酸化就是将ATP末端的磷酸基转移到某些特异性底物蛋     

Phos-tag技术在磷酸化蛋白质组学中的应用

Phos-tag是新研制出的一种对磷酸基团具有特殊亲和力的化合物。由于其对磷酸化蛋白质具有高特异性、高亲和力等特点使其迅速在磷酸化蛋白质的检测、分离和纯化等方面得到广泛的应用。本文综述了Phos-tag的化学性质、原理及其近年来在磷酸化蛋白质组学中的应用,并与传统的磷酸化蛋白质组学研究技术做了比较,对未来磷酸化蛋白质组学的研究技术作了展望。     

泛素化和磷酸化协同作用调控蛋白质降解

在真核细胞中,泛素化和磷酸化是2种常见的蛋白质修饰方式。泛素在蛋白酶体降解途径中发挥重要的靶向作用,细胞外信号严格调控着目的蛋白的泛素化。在很多情况下,这种调控依赖于蛋白质的磷酸化。由磷酸化影响的调控步骤可能与E3泛素连接酶对底物的识别有关,也可能与实际的交联反应有关。这种调控是通过对底物或E3连接酶本身的磷酸化实现的。     

毛细管电泳非放射分析蛋白质和多肽磷酸化

本文建立了运用毛细管电泳同时非放射分析蛋白质或多肽中的各种Ｏ－磷酸化氨基酸方法。将蛋白或多肽部分水解成自由氨基酸,然后衍生为ＰＴＨ－氨基酸,再用毛细管电泳仪分离分析ＰＴＨ－磷酸化氨基酸。在２５至２５０ｐｍｏｌ／μｌ浓度范围内,３种Ｏ－磷酸化氨基酸的浓度对其衍生物ＵＶ吸光值的线性相关系数均大于０．９９２。方法均在ｆｍｏｌ水平。运用该方法对３个模型磷酸化肽及天然的磷酸化蛋白β－酪蛋白和卵黄高磷蛋白的磷