己糖激酶介导小豆蔻明改善血管平滑肌细胞糖代谢的作用

目的：探讨小豆蔻明对胰岛素抵抗状态（IR）血管平滑肌细胞（VSMCs）糖代谢的影响及其作用机制。方法：采用高糖（2.5×l0-2 mol·L-1）高胰岛素（100 U·L-1）培养VSMCs,72 h后加入小豆蔻明培养48 h,观察培养液中葡萄糖消耗量、细胞内己糖激酶活性以及细胞增殖。结果：高糖高胰岛素培养72h后,血管平滑肌细胞糖消耗量降低（P〈0.01）;小豆蔻明能显著性增加IR细胞的平均糖消耗量（P〈0.01）,增强己糖激酶活性（P〈0.01）;同时明显抑制高糖高胰岛素引起的VSMCs增殖（P〈0.01）。结论：小豆蔻明能增强己糖激酶活性,改善IR状态下细胞糖代谢;同时抑制高糖高胰岛素刺激引起的VSMCs异常增殖。     

己糖激酶-Ⅱ与肿瘤的糖代谢

己糖激酶作为糖酵解途径的第一个关键酶,在肿瘤细胞中有高度表达,并使肿瘤细胞表现出高度的糖分解代谢表型。该介绍己糖激酶一Ⅱ基因的组成特点及其在肿瘤细胞中的表达特征等。     

植物己糖激酶的信号转导作用

己糖激酶在植物细胞的信号转导中起着重要的作用。近年来,有关植物己糖激酶的研究工作已经较多,受到足够的重视。现对植物己糖激酶的特性、亚细胞定位、编码基因分子特征、感受己糖与信号转导功能、依赖己糖激酶的糖信号转导途径及其调控作用进行介绍。     

高等植物己糖激酶基因研究进展

己糖激酶(HXK)具有催化己糖磷酸化的作用,是植物体呼吸代谢过程中的关键酶之一。近十几年的研究发现,HXK在植物的糖感知和糖信号转导过程中扮演重要的角色。目前GenBank已登录28种高等植物的HXK同源基因,其在不同物种中均以多基因家族形式存在。HXK基因家族多数成员包括9个外显子,编码492-522个氨基酸。HXK亚细胞定位研究发现,植物HXK家族成员主要分布于线粒体,少数成员存在于细胞质、叶绿体和质体基质中。植物HXK基因家族大部分成员在不同器官或组织中均有表达,但是拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtHKL3和水稻(Oryza sativa)OsHXK10仅在花中表达。高等植物部分HXK不仅影响植物生长发育,还调控植物激素信号转导以及调节植物花青素合成途径中相关基因表达。应用MEGA 4.0软件对18个物种HXK基因氨基酸序列构建系统进化树,HXK基因序列聚为7小支,聚类关系能反映不同基因结构和功能的差异。     

转化酶和己糖激酶调控草莓聚合果内糖积累

以设施栽培的草莓品种‘枥乙女’为试材,用高效液相色谱法分析了果实发育进程中草莓聚合果内不同部位糖含量及相关酶活性的变化。果实成熟过程中草莓聚合果果顶部分含糖量高,中间部位次之,果柄端最低。转化酶活性呈现与糖含量相似的梯度变化。己糖激酶和果糖激酶则表现出与糖梯度相反的变化。上述结果表明,聚合果顶端转化酶活性高,有利于形成蔗糖梯度,从而促进光合产物向果顶端转移;聚合果近果柄端的己糖代谢酶活性高,促进果柄端的己糖消耗,导致果柄端相对低的糖含量。     

顶头孢霉中己糖激酶编码基因Achka的功能研究

己糖激酶在真菌中广泛存在,参与葡萄糖磷酸化等生理过程。本文从头孢菌素产生菌顶头孢霉中克隆并鉴定了一个己糖激酶编码基因,命名为Achka。通过RT‐PCR证明Achka含有4个内含子,其推测的编码蛋白含有484个氨基酸,分子量为53.7k Da。在顶头孢霉中敲除Achka后发现,突变株在以果糖、蔗糖或甘露糖为唯一碳源的培养基上生长受到严重限制。我们在大肠杆菌中异源表达了Achka,并对表达的重组蛋白AcHKA进行了分离纯化。酶学动力学分析表明,AcHKA对果糖的最大反应速率要大于葡萄糖,但是却对葡萄糖有更高的亲和力。上述结果进一步证明AcHKA为己糖激酶,在顶头孢霉体内主要负责果糖、蔗糖和甘露糖等的代谢。     

小分子代谢物对黑曲霉己糖激酶和丙酮酸激酶的酶活调控

黑曲霉是柠檬酸的工业生产菌株,糖酵解中的3个不可逆反应是柠檬酸积累的重要调控节点,但己糖激酶和丙酮酸激酶的代谢调控研究相对较少,本研究旨在加深对己糖激酶和丙酮酸激酶代谢调控的认识.首先,将黑曲霉己糖激酶和丙酮酸激酶进行内源过表达,经GST亲和层析纯化后重组酶的比酶活分别为(4.86±0.14)U/mg和(1.83±0....     

内源性蛋白酶对人脑己糖激酶N-末端序列水解作用的研究

在人脑己糖激酶Ｎ－末端设计和构建两个突变体,Ｔｙｒ－１０→Ｌｅｕ和Ｐｈｅ－１１→Ｌｅｕ,在大肠杆菌中表达,并且分离纯化,通过对这两个突变体Ｎ－末端起始氨基酸的分析结果显示,它们均失去Ｎ－末端序列,酶切位点类似于糜蛋白酶,     

骨钙素对糖代谢影响的研究进展

骨钙素,亦称γ-羧基骨蛋白、骨谷氨酸蛋白和骨依赖维生素K蛋白,是一种由非增殖期成骨细胞合成的分泌蛋白,经过翻译后加工生成羧化骨钙素而参与骨骼发育。既往研究认为它是骨形成和骨转化的标志。然而最新研究发现,未发生羧化修饰的骨钙素对糖代谢有一定的影响作用,可促进胰腺β细胞增殖和胰岛素分泌,减弱胰岛素抵抗。多项研究证实高血糖可影响骨钙素合成,骨钙素在糖尿病患者中降低,糖尿病患者因胰岛素分泌和作用缺陷对胰岛素受体作用减弱,影响成骨细胞摄取核酸、氨基酸、胶原纤维合成,使其合成分泌骨钙素减少。这些研究确立了骨钙素为一种可以影响糖代谢的重要激素,拓展了对骨骼功能影响的同时也为新型降血糖药物的开发提供了新靶点。本文针对骨钙素对糖代谢的影响做一综述。     

Correlation of Hexokinase Content and Basal Energy Metabolism in Discrete Regions of Rat Brain

Brain hexokinase (ATP:D-hexose 6-phosphotransferase, EC 2.7.1.1) levels in seven regions of rat brain were estimated by photometric measurement of immunofluorescence in cryostat-cut sections. When compared with basal rates of glucose metabolism in these regions, estimated by the 6-[14C]glucose method, a significant correlation was observed. Thus, hexokinase content reflects metabolic energy demands.     

Increasing Adipocyte Lipoprotein Lipase Improves Glucose Metabolism in High Fat Diet-induced Obesity

Lipid accumulation in liver and skeletal muscle contributes to co-morbidities associated with diabetes and obesity. We made a transgenic mouse in which the adiponectin (Adipoq) promoter drives expression of lipoprotein lipase (LPL) in adipocytes to potentially increase adipose tissue lipid storage. These mice (Adipoq-LPL) have improved glucose and insulin tolerance as well as increased energy expenditure when challenged with a high fat diet (HFD). To identify the mechanism(s) involved, we determined whether the Adipoq-LPL mice diverted dietary lipid to adipose tissue to reduce peripheral lipotoxicity, but we found no evidence for this. Instead, characterization of the adipose tissue of the male mice after HFD challenge revealed that the mRNA levels of peroxisome proliferator-activated receptor-γ (PPARγ) and a number of PPARγ-regulated genes were higher in the epididymal fat pads of Adipoq-LPL mice than control mice. This included adiponectin, whose mRNA levels were increased, leading to increased adiponectin serum levels in the Adipoq-LPL mice. In many respects, the adipose phenotype of these animals resembles thiazolidinedione treatment except for one important difference, the Adipoq-LPL mice did not gain more fat mass on HFD than control mice and did not have increased expression of genes in adipose such as glycerol kinase, which are induced by high affinity PPAR agonists. Rather, there was selective induction of PPARγ-regulated genes such as adiponectin in the adipose of the Adipoq-LPL mice, suggesting that increasing adipose tissue LPL improves glucose metabolism in diet-induced obesity by improving the adipose tissue phenotype. Adipoq-LPL mice also have increased energy expenditure.     

Src介导骨桥蛋白诱导的血管平滑肌细胞黏附和迁移过程

为阐明酪氨酸激酶Src在整合素被骨桥蛋白(OPN)激活所触发的细胞黏附和迁移信号途径中所起的作用,应用Src特异性抑制剂PP2阻断Src,观察OPN诱导的血管平滑肌细胞(VSMC)黏附和迁移活性的改变,并利用免疫沉淀检查PP2对整合素下游信号分子黏着斑激酶(FAK)和整合素偶联激酶(ILK)磷酸化及其相互作用的影响。结果显示,PP2可明显抑制OPN诱导的VSMC黏附和伤口愈合(黏附和迁移活性分别为对照组的76.6%和33.8%);OPN可显著诱导FAK磷酸化(磷酸化水平达对照组的1.9倍),促进ILK去磷酸化,并使FAK与ILK的结合减少(降至对照组的46.4%)。10μmol/LPP2可明显抑制OPN诱导的FAK磷酸化、拮抗OPN诱导对ILK的去磷酸化作用、促进FAK与ILK之间的结合。研究结果表明,Src作为OPN-整合素-FAK信号途径中的信号分子,通过影响FAK和ILK的磷酸化以及两者之间的相互作用来调节VSMC的黏附和迁移活性。     

细胞因子对血管平滑肌细胞MMP-2基因表达的诱导及其作用机制研究

为了探讨血管平滑肌细胞 ( VSMC)基质金属蛋白酶 - 2 ( MMP- 2 )基因的表达调控机制 ,利用Northern印迹杂交和 MMP- 2活性酶图分析检查 b FGF、TNF- α和 IL- 1 β对 VSMC MMP- 2基因表达的影响 ,应用电泳迁移率改变实验 ( EMSA)和 CAT分析对其作用机制进行研究 .结果证实 ,3种细胞因子均能显著诱导 MMP- 2基因表达 ,其作用强度依次为 b FGF>TNF-α>IL - 1β.将 MMP-2基因 5′侧翼 - 61 9～ 1 9bp调控序列克隆进携带报告基因的重组质粒 p SV0 - CAT后 ,经转染VSMC及 CAT分析显示 ,在上述 3种细胞因子的作用下 ,该调控序列可激活 cat基因表达 ,三者促进 cat表达的活性与其诱导 VSMC表达 MMP- 2的结果相一致 ;EMSA结果显示 ,被 b FGF和TNF- α刺激的 VSMC中产生与该基因调控区序列特异结合的转录调控因子 .提示细胞因子除可激活 VSMC细胞周期调节基因表达外 ,还可通过诱导 MMP- 2表达而发挥其对细胞外基质代谢的调节作用及参与 VSMC迁移的启动过程 ;细胞因子对 VSMC MMP- 2基因表达的诱导作用是通过促进转录调控因子的合成或活化而实现的 .     

FAK和ILK介导骨桥蛋白诱导的血管平滑肌细胞黏附和迁移

黏着斑激酶（FAK）和整合素偶联激酶（ILK）是整合素信号途径中的重要信号转导分子,为阐明两者在血管平滑肌细胞（VSMC）黏附和迁移中的作用,以骨桥蛋白（OPN）作为VSMC黏附和迁移的诱导剂,检测其对FAK和ILK磷酸化以及对两者之间结合的影响.在此基础上,用FAK磷酸化特异性抑制剂黏着斑相关非激酶（FRNK）或ILK反义RNA分别阻断FAK磷酸化或ILK表达,进一步探讨两者在VSMC黏附和迁移中所起的作用.结果显示,OPN诱导可促进FAK磷酸化,诱导10 min后FAK磷酸化水平升高到对照组的2.4倍;与此同时,ILK的磷酸化受到抑制,30 min降至对照细胞的44.6％.OPN诱导FAK磷酸化的同时使FAK与ILK的结合减少.外源性FRNK在VSMC中的过表达显著降低FAK的磷酸化水平,促进ILK磷酸化和FAK与ILK之间的结合,抑制VSMC的黏附和迁移.用ILK反义RNA抑制ILK表达使VSMC在OPN上的黏附增加1.8倍,迁移细胞数降低45.5％.结果提示,FAK和ILK介导OPN诱导的VSMC黏附和迁移过程,两者通过对同一刺激信号产生不同的磷酸化变化而对VSMC的黏附和迁移产生不同的影响.     

过表达CREG抑制ox-LDL诱导的人血管平滑肌细胞增殖

目的：探讨E1A 激活基因阻遏子（Cellular repressor of E1A-stimulated genes，CREG）在氧化型低密度脂蛋白（Oxidized low density lipoprotein，ox-LDL）引起的人血管平滑肌细胞（Vascular smooth muscle cell，VSMC）增殖中的作用及可能机制。方法：用60 滋g/mL ox-LDL处理人胸主动脉VSMC，在不同时间点（0 h，12 h，24 h，48 h）计数细胞并绘制生长曲线；在48 h时间点进行BrdU 染色检测增殖细胞的比率；采用Western Blot 检测各时间点CREG 表达。通过向VSMC 中转染携带CREG基因的质粒载体，筛选 获得过表达CREG 的VSMC（VSMCCREG）。进一步用ox-LDL 处理VSMCCREG，采用前述方法绘制生长曲线、进行48 h时间点 BrdU染色并检测CREG 和磷酸化Erk1/2 的表达。结果：与未经处理的对照组VSMC 相比，ox-LDL处理的VMSC 细胞总数及 BrdU阳性细胞比率显著增加；并且，CREG 表达随处理时间延长逐渐降低。此外，与ox-LDL 处理的VSMC 组相比，ox-LDL 处理 的VSMCCREG 组细胞总数及BrdU 阳性细胞比率均显著下降；并且CREG 表达增加、磷酸化Erk1/2 水平下降。结论：过表达 CREG 可能通过降低Erk1/2 磷酸化抑制ox-LDL诱导的人VSMC 增殖。     

小豆蔻明调控自噬抑制卵巢癌SKOV3 细胞增殖的研究

目的：卵巢癌为女性常见病,死亡率高,分子靶向治疗药物较少,研发高效低毒的靶向新药意义重大。细胞自噬（autophagy） 维持着细胞内稳态和生长,是抗癌药物作用的关键靶部位。本课题旨在明确小豆蔻明（Cardamonin,CAR）调控自噬对卵巢癌 SKOV3 细胞增殖的影响。方法：体外培养卵巢癌SKOV3 细胞,不同药物分组处理,荧光显微镜下观察单黄酰戊二胺（MDC）染色 后细胞自噬囊泡,Western Blot 法检测细胞自噬相关蛋白LC3的表达,四氮唑蓝（MTT）法观察SKOV3 细胞增殖情况,流式细胞 术检测SKOV3 细胞凋亡的变化。结果：自噬抑制剂3-MA 显著性降低SKOV3 细胞内MDC染色的荧光颗粒数目、LC3Ⅱ蛋白表 达,抑制细胞增殖;而CAR（高、中剂量）、雷帕霉素和AZD8055 与3-MA 联用后细胞内MDC荧光颗粒数目增多、LC3Ⅱ蛋白表达 增加、细胞增殖抑制率及凋亡率明显升高;且高剂量CAR（10-5mol·L-1）的作用比低剂量CAR（10-6mol·L-1）明显。结论：CAR能够 抑制SKOV3 细胞增殖,诱导细胞自噬,促进细胞凋亡。CAR有望成为卵巢癌药物治疗的先导化合物。本研究为进一步研发此类 化合物提供了实验依据及一定的理论基础。     

Enhanced Fasting Glucose Turnover in Mice with Disrupted Action of TUG Protein in Skeletal Muscle

Insulin stimulates glucose uptake in 3T3-L1 adipocytes in part by causing endoproteolytic cleavage of TUG (tether containing a ubiquitin regulatory X (UBX) domain for glucose transporter 4 (GLUT4)). Cleavage liberates intracellularly sequestered GLUT4 glucose transporters for translocation to the cell surface. To test the role of this regulation in muscle, we used mice with muscle-specific transgenic expression of a truncated TUG fragment, UBX-Cter. This fragment causes GLUT4 translocation in unstimulated 3T3-L1 adipocytes. We predicted that transgenic mice would have GLUT4 translocation in muscle during fasting. UBX-Cter expression caused depletion of PIST (PDZ domain protein interacting specifically with TC10), which transmits an insulin signal to TUG. Whereas insulin stimulated TUG proteolysis in control muscles, proteolysis was constitutive in transgenic muscles. Fasting transgenic mice had decreased plasma glucose and insulin concentrations compared with controls. Whole-body glucose turnover was increased during fasting but not during hyperinsulinemic clamp studies. In muscles with the greatest UBX-Cter expression, 2-deoxyglucose uptake during fasting was similar to that in control muscles during hyperinsulinemic clamp studies. Fasting transgenic mice had increased muscle glycogen, and GLUT4 targeting to T-tubule fractions was increased 5.7-fold. Whole-body oxygen consumption (VO₂), carbon dioxide production (VCO₂), and energy expenditure were increased by 12–13%. After 3 weeks on a high fat diet, the decreased fasting plasma glucose in transgenic mice compared with controls was more marked, and increased glucose turnover was not observed; the transgenic mice continued to have an increased metabolic rate. We conclude that insulin stimulates TUG proteolysis to translocate GLUT4 in muscle, that this pathway impacts systemic glucose homeostasis and energy metabolism, and that the effects of activating this pathway are maintained during high fat diet-induced insulin resistance in mice.