引起肿瘤细胞自杀的化合物

癌细胞经常依靠活化破坏性酶caspase(一种蛋白酶,目前尚无中译名)来试图自杀.但肿瘤细胞通常利用破坏caspase的蛋白质来阻挠这种自杀行为,这似乎是肿瘤细胞出于自我保护的本能而不得不采取的措施.现在,研究者发现了一种化合物,能够抑制Caspase专一性抑制剂,从而在实验皿中以及在小鼠中引起各种各样的肿瘤细胞死亡.研究者在2 0 0 4年1月的CaneerCell上描述了他们的研究工作.他们在先前的研究工作中了解到有一种蛋白质,称为X染色体 结合的凋亡抑制剂(XIAP) ,它可与几种不同的Caspase相结合,并阻断Caspase的作用.许多研究都已证明,有许多种…     

ATP合酶旋转催化的一种新机制

ATP合酶利用跨膜离子(主要是质子)梯度提供的能量,催化由ADP和Pi(磷酸)合成ATP的反应.已有证据表明,这种催化反应通过ATP合酶内部亚基之间的相对旋转而实现.然而,现有的基于整合在细胞膜内的c环及附着于其上的中心杆(由?和?亚基组成)转动的ATP合酶旋转模型存在多方面的理论缺陷,也与某些实验数据不符.本文提出了一种新的ATP合酶旋转催化模型,其中发生旋转的是?3?3六聚体.具体而言,质子的跨膜转运引起c环的周期性构象改变,从而使得附着在c环上的中心杆产生往复运动,这种往复运动驱动?3?3六聚体的连续转动.这种工作模式与按压式伸缩圆珠笔中推杆的往复运动驱动凸轮产生连续转动的工作机理十分相似.新模型不仅避免了现有模型的理论缺陷,而且更好地解释了已有实验数据.     

Pin 1酶破坏tau蛋白緾结

科学家报道 ,有一种酶阻止老年小鼠的脑细胞发生蛋白质结 ,而这种蛋白质结正是阿耳茨海默病的标志之一 .该酶称为Pin 1,其可形成记忆丧失疾患的新疗法的基础 .Pin 1是在 1995年发现的 ,研究者后来证明Pin 1与一种称为tau的蛋白质相互作用 ,tau是阿耳茨海默病中两种脑损害中一种     

ATP合酶的结构与催化机理

ATP合酶 (F1Fo 复合物) 是生物体内进行氧化磷酸化和光合磷酸化的关键酶.随着核磁共振、X射线晶体衍射、遗传学、化学交联等技术在ATP合酶研究中的广泛应用,ATP合酶的整体结构及其各组成亚基结构的研究都有很大的进展.其中细菌ATP合酶结构的研究更为深入.目前对质子通过Fo的转运方式提出两种模型:单通道和双半通道模型.对扭力矩的形成以及旋转催化也有了进一步的认识.Boyer提出的结合改变机理推动了ATP合酶催化机制的研究,现在主要有两点催化机制和三点催化机制.ATP合酶的催化反应受酶的构象变化和外在条件的调节.     

MDR1基因变体的不同密码子组成

相同的蛋白质研究者指出,基因序列中个别碱基的转换可以修饰该基因所编码的蛋白质,即使转换并未改变由哪一个氨基酸组成蛋白质.该发现搅乱了一个中心观点,即由相同的氨基酸制造的蛋白质是完全相同的.DNA含有称为核苷酸的组分,它由A、T、C、G四个字母符号表示.这些字母中的3个字母组成1个密码子,密码子中任何1个字母发生阻断时,便会向制造细胞蛋白质的机器发出信号,并加上1个特别的氨基酸来延长蛋白质的链.在20个氨基酸中,每个氨基酸都能由两个或两个以上的密码子编码.生物学家长期以来认为,一个密码子转换成另一个密码子时,不会改变最终蛋白质的结构,只要这两个密码子都是指导制造蛋白质的机器插入相同的氨基酸.然而,研究者的实验使他们怀疑这种沉默的突变会导致极大的差异.研究者研究了为什么某些癌对化疗不起反应.他们发现有一个小泵,称为P-糖蛋白,位于细胞表面,可以将药物从细胞中推出去.某些药物对癌无效是因为其具有某种形式的P-糖蛋白.研究者注意到个别癌症患者的泵有时表现出不同的功能,尽管这些泵的蛋白质由完全相同的氨基酸组合而成.为了研究沉默的突变是否起作用,研究者研究了称为MDR1的基因的不同变体,该基因制造P-糖蛋白.MDR基因的这些变体含有制造相同氨基酸的不同密码子,研究者将该变体插入人或猴的细胞后,正常时不会制造出该泵.研究者发现,特殊的密码子组合会影响细胞泵出不同癌症药物的速度.有一个突变体的密码子称为C3435T,似乎特别重要.该密码子制造异亮氨酸,正如其副本,即该泵的基因以大多数通常形式制造异亮氨酸一样.然而,细胞具有组合MDR1的两种突变的典型密码子,一种在有效的平均水平之上泵出某些药物,而另一种则在有效的平均水平之下泵出某些药物.研究者在即将出版的2006年12月21日的Science上报道,他们推测一个典型的密码子会影响该细胞装配P-糖蛋白的速度.改变了一种蛋白质的制造速度,便塑造了该蛋白质稍有差异的最终形态.有人指出,含有相同氨基酸的蛋白质的差异可能非常普遍,只是我们现在还未完全认识. (李潇摘译自C.Brownlee:Science News Doc 23.9.30,2006,Vol.170,p.     

炭疽菌的克星——噬菌体酶

去年秋天 ,炭疽引起许多美国人的恐慌 .依靠美国军方提供的资金 ,研究者现在开发出一种检测与杀死炭疽菌的革新方法 .研究者在自然界中寻觅到攫食炭疽菌的噬菌体所产生的一种酶 .这种酶称为溶素 (ｌｙ ｓｉｎ) ,它阻止了受炭疽菌亲属感染的大多数小鼠的死亡 .研究者在 2 0 0 2年 8月 2 2日的Ｎａｔｕｒｅ上作了报道 .噬菌体感染细菌是为了在细菌体内繁殖自己 ,它们一旦感染了细菌便利用溶素攻破细菌的细胞壁 ,于是新的噬菌体可以感染其它细菌 .将近一个世纪以前 ,所发现的噬菌体 ,长期以来吸引着医师的兴趣 ,因为噬菌体可用来控制细菌感染 .…     

细菌DNA复制起始的多酶系统（续）

dnaB蛋白质是一种依赖于DNA的核昔三磷酸 酶,它的结构复杂多变,用一系列的实验测定,dnaB蛋 白质在ATP和SSB存在下,会和dnaC蛋白质形成 复合物;rmrps可诱导其构型改变,而有利于与单链 DNA相互作用形成复合物;单链DNA或双链DNA 的结合又将dnaB蛋白质上NTPs结合的位点转变为 使N0I'Ps水解的位点,但二者的结合部位不同,因为前 者受rNTPs及其类似物(5'腺普亚胺二磷酸）和Mg2+ 刺激,受ADP, dATP和SSB控制,后者则不受这些 因素影响,因此dnaB蛋白质具有多个结合部位「13、 当用胰蛋白酶进行有控制的水解时,首先失去dnaC蛋 白质结合部位和引发酶结合部位.9 DNA 合成活性消 失,但SSB结合能力和ATP结合能力仍然稳定。序列 分析表明,此时除去dnaB蛋白质的N末端14个氨基 酸残基,分子量从50,000转变为48,000（片段1),这 说明其N末端为前几种功能所必需。进一步将片段I 切断为片段III III (II是片段I的C末端部分,III是N 末端部分）,片段II保持依赖于DNA的ATP酶活性, 这说明和dnaC蛋白质结合的部位以及依赖于DNA 的ATP酶活性部位是不同的。     

ATPase旋转催化运动的随机跃迁动力学研究

ATP合酶既可在跨膜质子势的推动下催化合成ATP,也可以利用水解ATP释放的化学能而充当质子泵,把质子从线粒体基质中输送到内膜外侧,其能量转化效率却高得惊人,几乎达到100%。在旋转分子马达ATP合酶结构为基础上,结合随机主方程方法,提出了描述旋转分子马达ATPase合酶四态随机跃迁不等距旋转催化运动的理论模型;得到其角速度、扩散系数与ATP浓度之间的变化关系,并且得出了符合旋转分子马达生物机理的结果,定性半定量地解释了其动力学行为。     

高等植物叶绿体ATP合酶ε亚基的结构与功能

ε亚基是叶绿体ATP合酶最小的一个亚基,有阻塞ATP合酶的质子通道和抑制其水解ATP活力的两种功能.用定点突变和缺失等分子生物学方法对ε亚基的结构功能进行了研究,结果表明:ε亚基42位上的苏氨酸(Thr42)对维持其结构和功能都很重要.与大肠杆菌ATP合酶相比,叶绿体ATP合酶ε亚基C端和N端的氨基酸残基缺失对其结构功能的影响更为敏感.     

遗传变异提高糖尿病的危险率

科学家现已发现 ,世界上 85%的人携带一种基因 ,该基因提高发生 型糖尿病的危险率达 2 5% .麻省剑桥白头生物学研究所 David Altshuler指出该基因编码一个蛋白质 ,称为过氧化物酶体 -增殖者 -活化受体 -伽玛 (PPAR- gamma) .而 PPAR- gamma基因有 2种形式 ,产生略微不同的 2种蛋白质 .这两种蛋白质的差异仅在于在氨基酸序列中的同一个位置上 ,一种蛋白质是脯氨酸 ,另一种则是丙氨酸 .因为该基因变异仅在一个 DNA亚单位上 ,故科学家称其为单一核苷酸多态性 ,即 SNP.研究者分析人的基因组时 ,将这种变异编辑成巨大的数据库 ,其中之一…     

揭示核糖体结构的秘密

近年来有科学家利用Ｘ射线晶体学、电子显微镜以及电子计算机绘制而成了核糖体的高分辨率图谱。该图谱揭示出一种细菌核糖体的 2个亚基的主要组成部分中的 2个ＲＡＮ分子及 31个蛋白质的大多数结构。耶鲁大学的ＰｅｔｅｒＢ .Ｍｏｒｒｅ在 2 0 0 0年 8月 11日的Ｓｃｉｅｎｃｅ上报道 ,他们从核糖体晶体中发现有一种非预料中的蛋白质包围了一个预料中的卷曲的ＲＮＡ。这种蛋白质经常有一个球状部分 ,另外还有一根短链延伸深入到核糖体结构中去。研究者将一种新分子导入核糖体 ,这种新分子停靠在肽键形成部位 ,由此他们进一步证实了位于隧道结…     

在小鼠中试验的两种新抗癌药

有一种方法可以抑癌 ,这便是鉴别出一种肿瘤细胞必不可少的分子 ,然后使该分子无能 .研究者现在报道有两种实验药物能成功地靶向一种蛋白质分子 ,该蛋白质引起癌细胞快速生长或其它恶变 .在小鼠中 ,这两种药物中的一种可减缓多发性骨髓瘤的生长 ,多发性骨髓瘤是一种致命的骨髓癌 ;而另一种药物可限制纤维肉瘤的生长 ,纤维肉瘤是一种纤维组织的肿瘤 .科学家将他们的发现发表了 2篇论文 ,刊登在即将出版的CancerCell上 .研究者准确无误地对准一种蛋白质 ,称为类胰岛素生长因子 1受体 (IGF 1R) .新近的研究认为 ,过量IGF 1R会提高结肠癌、…     

小鼠P型ATP酶ATP8A2基因的克隆及其剪切亚型的分析

真核生物细胞各种膜结构两侧的磷脂分布是不对称的,这种不对称需要磷脂翻转酶的动态调节.目前认为这些酶可以分为三种,即爬行酶类、外翻酶类和内翻酶类,对于它们的研究才刚刚起步.P型ATP酶第四类亚型被认为有潜在的磷脂内翻酶活性,酵母全部5个该家族的蛋白质如DRS2p都陆续被确定了具有磷脂内翻酶的活性.对于酵母内翻酶的研究还发现该类蛋白质对于细胞极性建立和膜泡运输有重要作用.哺乳动物中由基因组比对发现有14个P型ATP酶第四类亚型成员,但对于它们的研究仅局限于病理方面.为了能够了解哺乳动物磷脂内翻酶在细胞内活动的分子机制,克隆了酵母DRS2p在哺乳动物中的同源物ATP8A2的编码基因,并发现了它的两种剪切亚型.通过对它们的组织分布分析,发现该蛋白质主要分布在睾丸中,提示它可能对于精子的发生有一定功能.     

四种蛋白质促进乳癌扩散

虽然科学家在发现和抗击癌生长上已取得重大进展,但是在确实哪些蛋白质促进了癌的扩散和转移上则较少成功.科学家用小鼠进行研究,现已证明有4种蛋白质协作对肿瘤细胞的生长与扩散起作用.这4种蛋白质出现在肿瘤转移之前.这4种蛋白质包括1种称为环加氧酶的炎性酶,1种称为表皮调节素(epiregulin)的蛋白质,它包含在细胞生长中,还有2种酶与营养肿瘤的血管生长有关.为了测试这些蛋白质的作用,研究者将转移的人乳癌细胞移植到小鼠健康的乳腺组织中去.研究者是将基因工程化的乳癌细胞转入小鼠中去,故而这些癌不能产生部分或全部这4种蛋白质.癌出现快速生长是由于补足了这4种蛋白质.已证明,癌缺乏其中1～2种蛋白质便放慢生长,而缺乏这所有4种蛋白质便完全停止生长.在进一步的试验中,缺乏这种蛋白质的癌所生长的血管分支少而短,而有这种蛋白质的癌所生长的血管分支很多且发生渗漏.研究者在2007年4月12日的Nature上作了报道.这种渗漏使癌细胞逃逸进入血管.然而,癌的转移比其单纯移动条件更高,癌细胞必须扎根于不同类的器官中,并在那里生长.在一项单独的试验中,将乳癌细胞静脉注射于小鼠,证明减少所有这4种蛋白质便抑制癌细胞在肺的定居.研究者也分析了含有充分补足的这4种蛋白质的乳癌细胞迁移到肺的情况.这些小鼠中有些接受了抑制这4种蛋白质的药物.在不同类的组织中,24天内未见癌生长的小鼠,用药物治疗者仅见研究者所称的“微量转移”,即仅被肺毛细血管捕获,而不是扩散到肺中.有科学家在Nature附件中说,该实验揭示了癌转移的新细节,并鉴定了癌特定蛋白质在各阶段的作用.然而,人要治愈癌症是在小鼠试验之前.虽然已经过革新,新试验只须历经数星期,但在此时间框架内,许多癌症病人对转移的治疗反应也还良好.在小鼠身上癌症的负担按比例来说,要比人乳癌所面临的负担小得多.将蛋白质亚组单独立出来研究其与癌转移的关系是极其有力的措施.可以抑制这4种蛋白质的药物有2种已见市场：即西妥昔单抗(cetuximab),其商品名为艾比特思(Erbitux),是一种抗癌药;环氧化酶 2抑制剂(cele coxib),其商品名为塞来昔布(celebrex),是一种抗炎药.有一种药物抑制其他2种蛋白质,已在人身上试验,但尚未上市.     

高等植物叶绿体ATP合酶ε亚基的结构与功能

ε亚基是叶绿体ATP合酶最小的一个亚基,有阻塞ATP合酶的质子通道和抑制其水解ATP活力的两种功能。用定点突变和缺失等分子生物学方法对ε亚基的结构功能进行了研究,结果表明：ε亚基42位上的苏氨酸(Thr42)对维持其结构和功能都很重要。与大肠杆菌ATP合酶相比,叶绿体ATP合酶ε亚基C端和N端的氨基酸残基缺失对其结构功能的影响更为敏感。     

内脏蛋白质降低胰岛素水平而延长寿命

胰岛素含量低的蛔虫,趋向于活得更长,有一项新研究鉴定了一种蛋白质,其可解释个中缘由.低胰岛素水平加强了该蛋白质在内脏中的活性,从而因避免细胞损伤而能够延长寿命.研究者说,人类与其他哺乳类有一组类似的蛋白质,提示在人中,胰岛素也很可能影响这些蛋白质的活性.该发现可以帮助解释为什么在动物中限制热卡的饮食能延长寿命,以及为什么糖尿病会减少寿命.该蛋白质与胰岛素的关系是引人感兴趣的.然而,我们需要更多的研究才能证明这种蛋白质与胰岛素的关系对于饮食或是糖尿病能起很大作用.科学家自20世纪30年代以来就已知道,给酵母与许多动物品种喂饲严格限制的饮食时,包括喂饲比正常动物低1/3卡路里的饮食,它们比正常动物多活30%～50%.人们经常观察到这种严格限制的饮食可以改善胰岛素的敏感性.胰岛素的敏感性改善后,可引起身体少产生胰岛素.在另一个极端,2型糠尿病人的胰岛素敏感性低,故而需要产生更多的胰岛素来补偿.研究者研究了蛔虫胰岛素如何调节一种称为SKN-1的蛋白质,该蛋白质与解毒酶相结合为一个家庭来清除自由基而保护细胞—在细胞世界中,自由基的破坏作用可以缩短寿命.研究者发现胰岛素降低SKN-1活性,抑制解毒酶,从而使细胞失去较多保护.加入SKN-1额外的基因拷贝来提高SKN-1水平,可延长蛔虫的寿命达30%～50%,研究者在2008年3月21日Cell上作了报道.增加SKN1足以使寿命延长,这个事实是非常重要的研究成果.这是SKN-1确实与寿命有关的证据.去年Nature上发表一项研究表明,蛔虫头脑神经细胞中的SKN 1对于因限制热卡而延长寿命的作用是至关重要的.而新研究表明,内脏蛋白质的变种以不同的方式影响寿命——其中之一为胰岛素的调节控制作用.为什么胰岛素可以缩短动物的寿命,有一个解释,即胰岛素需要一个氧化的化学环境——即与自由基友好共处——以发挥其调节血糖的基本作用.为了消除自由基,解毒酶创建了相对的环境来减少解毒酶.故而,身体很可能以细胞稍微损伤来换取胰岛素作用的改善.哺乳类的SKN1的译本可能给研究者提供新的药靶来试图开发延长寿命的药物.     

生物体内的纳米机器——分子马达

分子马达是生物体内具有马达功能的一类蛋白质大分子纳米机器,可以执行完成生命体内的一切活动,包括肌肉的收缩、细胞内部物质的运输、遗传物质(DNA)的复制、细胞的分裂等等。按照分子马达的不同种类,介绍了各类线性分子马达(如驱动蛋白、动力蛋白和肌球蛋白)的结构、运动方式、主要功能等生物特征,并介绍了旋转分子马达(如ATP合酶)的生物特征,最后进行总结,展望未来。     

炎症中出现的C-反应蛋白是高血压症的预兆

在炎症中出现的一种蛋白质可能是高血压的危险信号,研究者在首次大规模试验中报道了炎症与高血压的关系.该蛋白质称为C 反应蛋白(CRP) ,已知在心脏病与高血压中出现.以此为据,有些医生已开始常规测试CRP在血中浓度升高的情况.许多研究指出,低度的炎症引起血管损伤.当CRP对炎症或心脏病的作用远未搞清之时,高血压便成为心脏病及卒中的极佳的可识别的危险信号.研究者检查了2 0 5 2 5位妇女的血样,这些血样是早在2 0世纪90年代为“妇女生卫研究项目”中部分广范围研究而捐献的.进入该项研究的妇女都在4 5岁以上,无高血压、卒中或癌症病史,…     

脆性X蛋白的RNA伙伴

脆性Ｘ综合征是一种最常见的智力迟缓遗传病 .患者的Ｘ染色体上有一个单个的缺陷基因 ,尽管该缺陷基因已在十多年前鉴定出来 ,但仍不知其的发病原因 .导致该综合征的主要基因编码一个蛋白质 ,称为ＦＭＲＰ即脆性Ｘ蛋白质 ,其与ｍＲＮＡ链相结合 .神经科学家已提出理论认为当ＦＭＲＰ不能在细胞内部 ,特别是在脑细胞内部 ,适当地运送ｍＲＮＡ时 ,或不能正确调节ｍＲＮＡ制造蛋白质时 ,便会产生脆性Ｘ综合征。研究者将ＦＭＲＰ暴露于参与形成ｍＲＮＡ的多串亚基中发现ＦＭＲＰ与ｍＲＮＡ片段是紧密结合的。这种ｍＲＮＡ片段形成奇特的立方体结…     

RNA酶对前列腺癌生长的影响

最近科学家在研究有数名男子罹患前列腺癌的家族中 ,鉴定了一个位于 1号染色体的肿瘤抑制基因 .虽然最近才发现这个与前列腺癌相关的基因 ,但对该基因的研究从 2 0世纪 70年代就开始了 .该基因编码 1个称为ＲＮａｓｅＬ的酶 ,其降解ＲＮＡ .该基因的缺陷与前列腺癌的关系是首例与ＲＮＡ有关的肿瘤抑制事件 .研究者称自 1996年以来 ,他们一直在追踪遗传性前列腺癌的基因 .现在已找到该基因位于 1号染色体上 .研究者已经在受前列腺癌困扰的 2个家族中找到ＲＮａｓｅＬ的基因遗传突变 .现在将他们的发现披露于 2 0 0 0年 2月的ＮａｔｕｒｅＧｅ…