蛋白质可逆磷酸化对花粉管生长的调控作用

花粉管极性生长受多种信号与代谢过程的调控,主要包括Rop GTPase信号途径、磷脂酰肌醇信号通路、Ca²⁺信号途径、肌动蛋白动态变化、囊泡运输、细胞壁重塑等,这些过程都受到蛋白质可逆磷酸化作用的调节。如：(1) Rop调节蛋白(GEF、GDI和GAP)的可逆磷酸化可以改变其活性,从而调节Rop GTPase;同时,蛋白激酶还可能作为Rop下游的效应器分子参与Rop下游信号途径的调节;(2) 蛋白质可逆磷酸化作用既能够激活/失活质膜上的Ca²⁺通道或Ca²⁺泵,又参与调节胞内贮存Ca²⁺的释放,从而调控花粉管尖端Ca²⁺梯度的形成;此外,蛋白激酶还作为Ca²⁺信号的感受器,磷酸化相应的靶蛋白,参与Ca²⁺信号下游途径的调节;(3) 肌动蛋白结合蛋白(ADF和Profilin)的活性也受到蛋白质可逆磷酸化的调节,进而调控肌动蛋白聚合与解聚之间的动态平衡;(4) 蛋白质磷酸化作用调节胞吞/胞吐相关蛋白的活性,并调控质膜的磷脂代谢,从而参与调控囊泡运输过程;(5) 胞质丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶和蔗糖合酶的可逆磷酸化可以调节其在花粉管中的功能与分布模式,参与花粉管细胞壁重塑;(6) 转录调节蛋白与真核生物翻译起始因子的可逆磷酸化可以改变其活性,从而调控RNA转录与蛋白质合成。文章主要综述了花粉管生长过程中重要蛋白质的可逆磷酸化作用对上述关键事件的调节。     

糖原合酶激酶3与神经生理

糖原合酶激酶3(glycogen synthase kinase 3,GSK-3)是一种丝/苏氨酸蛋白激酶,是细胞内多种信号转导通路中的重要成分。GSK-3活性受多种机制调节,其磷酸化是研究最多的调节方式。GSK-3广泛表达于神经系统,参与神经极性和突触再生、突触可塑性形成、神经炎症和神经稳态的调控。     

蛋白激酶B抗细胞凋亡的信号转导机制

蛋白激酶B是抗细胞凋亡的重要调节子。蛋白激酶B的抗细胞凋亡机制主要涉及：磷酸化FoxO降低其与凋亡有关的转录活性;使凋亡抑制剂存活蛋白(survivin)的表达增加;使NF-κB活化并转位入核,启动抗凋亡基因的转录;使胱天蛋白酶-8(caspase-8)抑制剂FLIP(FADD—like ICE inhibitory protein)的表达增加;磷酸化MDM2使其转位入核进而抑制p53的促凋亡作用;使糖原合成酶激酶3失活;磷酸化Bad使其与Bcl-2或Bcl—XL解离而抗细胞凋亡;直接磷酸化胱天蛋白酶-9使其激活下游胱天蛋白酶的能力降低。     

PKM2在肿瘤形成中的作用及其活性调节

肿瘤细胞利用有氧糖酵解将葡萄糖转变为细胞代谢及增殖所需的物质,如核苷酸、氨基酸和脂质等,并产生ATP。丙酮酸激酶是糖酵解途径中的限速酶,催化磷酸烯醇式丙酮酸生成丙酮酸。其四种同工酶之一PKM2(pyruvate kinase M2),由四个亚基组成,有单体、二聚体及四聚体等多种存在形式。其中,PKM2四聚体活性最强,能促进葡萄糖通过氧化磷酸化彻底氧化分解生成ATP,而其二聚体则促进Warburg效应,即葡萄糖的有氧酵解。两者之间的平衡在肿瘤形成中起到了很重要的作用,同时也受到一系列因子的调控。该文就PKM2在肿瘤代谢中的作用及其活性调节作一介绍。     

3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶-1激活AGC家族激酶的机制研究进展

3磷酸肌醇依赖性蛋白激酶1(3phosphoinositidedependentproteinkinase1,PDK1PDPK1)是蛋白激酶B(proteinkinaseB,PKBCAKT)的上游激酶,通过与3,4,5三磷酸磷脂酰肌醇[PtdIns(3,4,5)P3]作用激活相邻的PKB分子.同时,PDK1被称为AGC激酶的掌管者(master),能够激活包含PKB在内的一系列的AGC激酶家族成员.PDK1磷酸化这些激酶的保守区域Tloop区,使它们充分激活,从而调节细胞代谢,生长,扩散,生存,抗凋亡等诸多生理过程.本文就PDK1调节AGC激酶的活性,与功能上命名的PDK2的关系,PDK1分子自身的调节,PH结构域对自身活性及AGC激酶活性的影响,PDK1定位以及作为一个新药物靶标等方面做了综述.     

GSK-3与精神障碍的关系

糖原合成酶激酶3(GSK-3)是一种丝/苏氨酸蛋白激酶,通过Wnt/β-catenin等多条信号通路来调节机体的代谢、生长发育和凋亡等过程,是机体生存必不可少的物质。大量研究表明,GSK-3调节异常可以激活特定细胞、通路和环路,从而诱发精神障碍,如双向情感障碍、抑郁症、孤独症和精神分裂症等。抑制GSK-3活性是精神疾病治疗方法的一个重要组分。本文对近年来国内外有关GSK-3在精神疾病中的作用机制予以综述,以期为临床治疗提供依据。     

蛋白激酶对细胞的正常生长分化及恶性转化的调控

蛋白质转录后的磷酸化/去磷酸化可逆修饰,是调节控制蛋白质的酶学活性或生物学功能的重要途径。使蛋白质磷酸化的酶称为磷酸基转移酶或蛋白激酶。首先发现的是糖元磷酸化酶。目前已知用磷酸化/去磷酸化方式调节酶活性的酶类达三十多个。蛋白激酶还能催化许多非酶蛋白的磷酸化。多数蛋白激酶的活性是通过与相应特异的调节因子相互作用控制的。这些特异的调节因子常是细胞外信号的接续信使。据此可将蛋白激酶分为如下几类: 1.依赖cAMP的;2.依赖cGMP的;3.     

细胞内信号分子传导的研究进展

近年来有关细胞内信号传导的研究,着重体现在Ca²⁺信号传导途径及相应的蛋白质分子如蛋白激酶C(PKC)、钙调素(CaM)、钙调素激酶Ⅱ(CaMKⅡ),同时也对Ras途径中出现的Vav、Rap、Crk、C3G等蛋白质分子以及cAMP和NF-κB途径作了有益的补充与修改.细胞外信号分子通过以上4种途径及其相互通讯(cross-talk),激活了某些蛋白激酶,调控了基因转录及其他相关功能,其中磷酸化对蛋白激酶及转录因子活性的调节起到了非常重要的作用.     

SOCS3通过JNK和STAT3信号通路调控AKT

蛋白激酶B(AKT),在细胞存活、代谢、迁移和侵袭等信号通路中起着重要的调控作用。细胞信号转导抑制因子3(SOCS3)主要参与酪氨酸蛋白激酶(JAK)/信号传导子和转录激活子3(STAT3)传导途径的负反馈调节,可能参与AKT的磷酸化,进而调控肿瘤的发生。根据SOCS3蛋白的生物学特性和AKT信号通路的激活途径,综述了SOCS3在AKT信号通路中的调控作用,以期针对SOCS3靶向AKT信号通路进行抗肿瘤研究,为肿瘤的治疗提供一种新的思路。     

高温胁迫下葡萄叶片蛋白激酶的诱导形成与活性变化

以"京秀"葡萄(Vitis vinifera L.cv.Jingxiu)幼苗为试材,研究了高温胁迫激活的蛋白激酶的类型和活性.结果表明,高温胁迫10～60min明显地激活了一个分子量约为52 kD的蛋白激酶,该蛋白激酶能将凝胶中所嵌入的髓鞘碱性蛋白(MBP)磷酸化,在放射自显影中表现出很高的放射活性,而对凝胶中的组蛋白-Ⅲ(histone-Ⅲ)则没有这样的作用.在溶液反应体系中该蛋白激酶对MBP也表现出很高的磷酸化活性,而对histone-Ⅲ却无作用.Ca2 对其活性变化无显著影响.酪氨酸特异性蛋白磷酸酶(YOP)对该激酶的活性有显著的钝化作用.结果表明该52 kD蛋白激酶是MAPK家族中的一种.     

植物磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)研究进展

磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)是一个广泛存在于开花植物中的酶, 在植物体内仅存在于特定的组织和细胞中, 其活性受自身磷酸化和一些相关代谢产物的调节。PEPCK的磷酸化在多种植物体内受光调控。ATP存在时, PEPCK催化OAA生成PEP, 而PEP是多种反应的前体物质。通过不同的代谢途径, PEPCK间接地参与贮油植物种子萌发和植物果实成熟的糖异生过程, C₄和CAM(景天科代谢)植物光合作用中的CO₂浓缩过程, 细胞内pH值平衡和植物体内氮代谢过程等, 从而调节植物的生长发育。该文综述了植物中已发现的PEPCK及其在植物生命活动过程中的自身活性调节和生理功能。     

细胞能量监测器——AMP激活的蛋白激酶

在真核生物中 ,ＡＭＰ激活的蛋白激酶(ＡＭＰＫ)因其活性受ＡＭＰ/ＡＴＰ比值调控 ,被称作细胞的“代谢传感蛋白”或“能量监测器”[1] 。当ＡＭＰ/ＡＴＰ比值升高时ＡＭＰＫ被激活 ,通过对下游靶蛋白的磷酸化 ,关闭消耗ＡＴＰ的合成代谢途径 ,并开启分解代谢途径 ,如 :脂肪酸的氧化等 ,由此来监控细胞中ＡＭＰ和ＡＴＰ的水平[2 ] 。由于其下游靶蛋白的种类、数量众多 ,不同的研究者通过不同的方法曾多次发现了这一类蛋白激酶的调控作用 ,但直到获得了编码这些蛋白激酶的ＤＮＡ序列后 ,才发现它们均为同一蛋白激酶亚家族的成员。1 .早期发现…     

蛋白磷酸酶-1对凋亡酶-3水解的PAK2活性的负调控机制

p21激活的蛋白激酶2(PAK2)可以通过与小G蛋白Cdc42和Rac结合而激活, 也可以通过凋亡酶-3(caspase-3)的水解作用而激活. PAK2的这2种激活方式都需要其402位苏氨酸残基(Thr-402)发生自磷酸化. 对于PAK2激活的研究已经有近10年的时间, 但PAK2活性的负调控机制仍然不清楚. 本文采用酶活性不可逆改变动力学的方法研究了蛋白磷酸酶1催化亚基(PP1a)对凋亡酶-3(caspase-3)水解的PAK2活性的调控机制. 根据在PP1a存在下PAK2的底物反应动力学方程, 我们确定了游离酶和酶-底物复合物的微观失活动力学常数. 结果表明: (ⅰ) PP1a可以直接使PAK2活化环上的Thr-402去磷酸化, 从而下调PAK2的激酶活力; (ⅱ)外源蛋白或多肽底物结合在PAK2活性位点上可以降低PAK2自激活和失活的速度. 本文所建立的方法不仅可以用于研究酶活性调节的修饰反应动力学, 还可以研究底物对修饰反应的影响, 为研究蛋白激酶和磷酸酶的作用机理奠定了理论基础.     

Anisomycin过度激活丝裂原活化蛋白激酶使tau发生过度磷酸化

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)的病理特征之一是神经元内存在神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFTs),后者是由过度磷酸化的微管相关蛋白tau形成的双股螺旋细丝(paired helical filaments,PHFs)构成.为了探讨丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)在微管相关蛋白tau磷酸化中的作用及机制,本实验用0.1 μg/mL、0.2 μg/mL和0.4μg/mL三种不同浓度的MAPK激动剂anisomycin处理小鼠成神经瘤细胞株(mouse neuroblastoma cells,N2a),检测MAPK活性的变化及其与tau蛋白多个AD相关位点过度磷酸化的关系,并检测糖原合酶激酶-3(glycogen synthase kinase-3,GSK-3)和蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)的活性变化.结果显示,anisomycin以剂量依赖的方式激活MAPK活性,但免疫印迹结果显示tau蛋白的Ser-198/199/202位点和Ser-396/404位点的过度磷酸化只在anisomycin浓度为0.4 μg/mL时出现,三种浓度的anisomycin均未引起tau蛋白Ser-214位点磷酸化的改变;同时,GSK-3活性在anisomycin为0.1 μg/mL时没有明显变化,当anisomycin浓度升高到0.2 μg/mL和0.4 μg/mL时出现明显增高,而PKA的活性没有明显的改变.使用GSK-3的特异性抑制剂氯化锂(LiCl)则完全阻断MAPK被过度激活导致的tau蛋白磷酸化水平的增高,而同时MAPK活性不受影响.以上结果提示:过度激活MAPK可以导致tau蛋白Ser-198/199/202和Ser-396/404位点过度磷酸化,其机制可能涉及MAPK激活GSK-3的间接作用.     

AMPK在机体糖脂代谢中的作用

AMP激活的蛋白激酶(AMPK)是一种广泛参与调节细胞代谢的激酶,被称为"能量感受器".一旦胞浆中AMP/ATP比例升高,或其它因素激活AMPK时,AMPK可增强葡萄糖摄取和利用,以及脂肪酸氧化,产生更多能量;同时抑制葡萄糖异生、脂质合成及糖原合成等通路,减少能量消耗,从而使细胞能量代谢保持平衡.AMPK参与调节包括胰岛β细胞、肝脏、骨骼肌和脂肪在内的多种外周组织的糖脂代谢过程.本文旨在总结并讨论AMPK在机体主要糖脂代谢器官中的作用,并重点分析其在治疗胰岛素抵抗和2型糖尿病中的潜在作用.     

松针瘿蚊越冬幼虫体内酶活性的时序变化

昆虫的越冬耐寒过程与糖酵解、磷酸己糖途径和抗冻保护性物质合成等一些中间代谢有关的酶有关。该文对松针瘿蚊Thecodiplosis japonensis老熟幼虫1998/1999越冬期间体内上述代谢酶活性的变化进行了研究。越冬期间体内糖原磷酸化酶活性明显地增加,糖酵解有关的酶（己糖激酶、乳酸脱氢酶和醛缩酶）活性较低,以保证更多的碳源（糖原）转化成海藻糖。越冬期间,体内葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性增高所产生的还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH),可为细胞在亚低温状态下发挥正常功能以及体内抗冻保护性物质的合成提供还原动力,同时通过调节体内海藻糖酶活性来维持越冬期间较高含量的海藻糖和移除春季体内累积的过多的海藻糖。     

核糖体亚单位激酶RSK在基因转录及细胞周期调控中的活性

蛋白质磷酸化是细胞信号传递中的一个重要环节,其中MAPKs(Ser-Thr蛋白激酶家族）可使多种细胞膜及核蛋白磷酸化,是细胞对外界刺激（如丝裂原）反应的重要调控者,核糖体亚单位激酶PSK作为其重要的下游效应分子可被MAPKs家族的EPK蛋白激酶特异地磷酸化而激活。近年来的研究发现RSKs是MAPKs下游调节细胞生存和细胞周期的蛋白激酶,对其结构和活性的分析表明,它在细胞中具有重要的功能意义,本文将对RSKs的生物学活性进行综述。     

MAPK级联及其在植物抗病防卫反应中的研究进展

促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联信号转导途径参与了生物体生长发育和抗逆胁迫生理。植物MAPK级联途径一般由三个丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶组分构成:包括MAPKKK(MEKK、MAP3K)、MAPKK(MEK)和MAPK。植物在响应外界环境刺激时,MAPKKK首先被自磷酸化激活,依次通过磷酸化激活MAPKK和MAPK,进而将外界信号在细胞内传递从而调控目标基因的表达。MAPK级联途径参与植物激素、生物胁迫、非生物胁迫等过程的信号传递,本文就MAPK级联途径在植物抗病防卫反应中的研究进展进行综述。     

蛋白激酶在卵母细胞减数分裂和受精中的作用

脊椎动物卵母细胞的减数分裂和受精过程受到多种蛋白激酶的调节。近年来对于卵母细胞成熟、活化和受精的分子机制研究取得了长足进步 ,发现促成熟因子 (MPF)和促分裂原活化蛋白激酶 (MAPK)是调节卵母细胞细胞周期的关键分子 ,二者的激活和失活导致了减数分裂的恢复、阻滞和完成。许多蛋白激酶通过调节MPF和MAPK活性来影响减数分裂。Polo like激酶活化MPF ,Mos激活MAPK而启动成熟分裂并维持中期阻滞。CaMKII通过泛素途径灭活MPF使卵突破MII期阻滞。另外 ,p90 rsk作为MAPK的下游分子参与减数分裂调节 ,蛋白激酶C(PKC)诱导皮质颗粒排放并抑制MAPK激活 ,酪氨酸蛋白激酶家族成员介导受精诱发的Ca2 释放。这些蛋白激酶的协同作用推动了卵母细胞正常的成熟与受精