Ca2+诱导的synaptophysin I蛋白的脂筏分布

文章研究了Ca2 对synaptophysin Ⅰ(Syp Ⅰ)蛋白的脂筏分布的影响.研究结果证明,Syp Ⅰ蛋白的脂筏分布明显受到Ca2 的特异性调控.在无Ca2 的条件下,Syp Ⅰ为典型的非脂筏蛋白;而在低浓度Ca2 的条件下,Syp Ⅰ可以转变为脂筏结合蛋白.文章还研究了Syp Ⅰ在Ca2 的诱导下进入脂筏膜微区的分子机制.研究结果表明,Syp Ⅰ在Ca2 的诱导下进入脂筏这一现象依赖于其C末端胞质区,确定了Syp Ⅰ的胞质区在这种调节中的重要性.     

质膜Ca2+-ATPase的结构与功能

质膜Ca2+-ATPase (PMCA)是P型ATPase家族的一员,在真核细胞中主要负责信号刺激后胞内高浓度Ca2+的清除扫尾工作,并对维持静息状态下较低Ca2+浓度起着重要的调节作用.PMCA的一级结构已被确定,拓扑学结构显示,它有10个跨膜区和3个胞浆功能区.它的4个编码基因可产生4种亚型(PMCA 1~4),这些亚型在功能与分布上存在差异.PMCA的活性可被钙调蛋白等多种因素调节,这与其结构特征息息相关.近年来,PMCA已被证实与脂筏结构有一定关联,它在信号传导和细胞凋亡中的作用也成为目前科学研究的焦点.本文主要对PMCA的结构、亚型和功能的研究现状进行综述.     

脂筏在人类疱疹病毒6型装配中的作用

为了探讨脂筏在人类疱疹病毒6型(HHV-6)装配中的作用,用HHV-6 GS株感染HSB2细胞,用非离子去污剂Triton X-100提取脂筏成分,利用Western blot分析HHV-6包膜糖蛋白与脂筏的相关性.并用免疫荧光双标记的方法,从分子共定位的角度研究HHV-6糖蛋白B(gB)与GPI(glycosyl-phosphatidyl inosital)锚固蛋白CD59分子以及神经节苷脂GMI(monosialotetrahexosyl ganglioside)分子之间的表达与分布关系.结果发现HHV-6包膜糖蛋白B、H、L、Q1和Q2(gB、gH、gL、gQ1和gQ2)分布在脂筏部位.激光共聚焦显微镜可观察到CD59分子及GM1均与HHV-6包膜糖蛋白B有着相同的分布,即脂筏提供HHV-6装配的平台.关于脂筏在人类疱疹病毒6型装配中的作用,这是第一次报道.     

植物细胞Ca2+荧光蛋白指示剂研究进展

Ca2+作为第二信使参与了植物生长和发育过程的调控,不同生物和非生物胁迫信号均可诱导胞内Ca2+变化.对Ca2+在信号转导作用中的认识主要来自于细胞内Ca2+浓度测定.水母发光蛋白和基于荧光蛋白的Ca2+荧光指示剂作为检测细胞Ca2+信号的手段是近年发展起来的新方法.本文综述了水母发光蛋白和基于荧光蛋白的Ca2+荧光指示剂的发展、测量原理、优点与不足及其在细胞Ca2+信号转导中的应用研究进展.     

Viperin蛋白可通过影响非结构蛋白与脂筏的关联抑制丙型肝炎病毒复制

目前, 对丙型肝炎病毒( HCV) 感染的患者主要采用以Ⅰ型干扰素为主的治疗方案, 但干扰素抑制病毒的具体机制仍然不详。本研究通过实时聚合酶链反应( PCR) 检测HCV的RNA 水平, 蛋白免疫印迹法检测HCV 非结构蛋白的表达, 以及膜飘浮实验检测非结构蛋白与脂筏的关联性, 探讨干扰素诱导蛋白Viperin 抑制HCV 复制的机制。结果显示, 在体外HCV 亚基因复制子( replicon) 及感染细胞模型中过量表达Viperin 可显著降低细胞内HCV 非结构蛋白的表达及RNA 的水平。膜漂浮实验发现, 过量表达的Viperin 可通过干扰HCV 非结构蛋白NS3、NS5A 与细胞内脂筏膜的关联, 使其对非离子去污剂敏感。进一步研究发现, 与脂筏膜结构组成相关的法尼基合成酶( FPPS) 可通过与Viperin 相互作用, 部分反转Viperin 的抗HCV 复制效应。以上结果提出了一种新的干扰素抗HCV 机制, 即干扰素诱导蛋白Viperin 可通过影响非结构蛋白与脂筏的关联, 干扰HCV 复制复合体的稳定性, 从而抑制HCV 的复制。     

铝胁迫下小麦根尖分生细胞中Ca2+分布变化

运用透射电镜细胞化学方法对铝胁迫下小麦根尖分生细胞中Ca2+分布的变化进行了观察,在正常生长条件下,Ca2+广泛分布于细胞质、细胞核、细胞间隙中,特别是液泡中有大量的Ca2+沉淀颗粒;在Al3+胁迫条件下,细胞质、细胞核中Ca2+沉淀颗粒明显减少,分布发生改变,细胞质中液泡增多,但其中Ca2+沉淀颗粒明显减少.结果表明,Al3+不但抑制了根尖细胞对Ca2+的吸收,而且引起细胞中原有Ca2+分布的变化,这很可能引起细胞功能的紊乱,进而影响根系的生长.     

二十二碳六烯酸改变脂筏脂肪环境调节白细胞介素2受体信号通路

多不饱和脂肪酸(PUFAs)是免疫营养物质, 可以调节机体的免疫反应, 因此, 在临床上PUFAs常被用做免疫抑制剂治疗各种炎性疾病, 但其分子机制尚不清楚. 我们通过蔗糖密度梯度超速离心法分离细胞膜重要的功能性微区域—脂筏, 研究二十二碳六烯酸 (DHA, 22:6 n-3) 对其脂肪酸组成和磷脂构成的影响, 以及对IL-2受体信号通路的作用. 结果表明, DHA使脂筏中部分IL-2Rα, IL-2Rβ和IL-2Rγ_c蛋白移位到可溶膜组分中; DHA抑制了Jak1, Jak3, 磷酸酪氨酸蛋白表达水平; 脂筏的STAT5a和STAT5b蛋白移位到可溶膜组分, 磷酸化STAT5的表达受到抑制. DHA使脂筏中多不饱和脂肪酸组分增加, 尤其是增加了n-3 PUFAs的含量, 改变了细胞脂筏的脂肪环境. 脂筏中饱和脂肪酸豆蔻酸、棕榈酸水平显著升高, 而硬脂酸、油酸、顺式油酸水平显著降低; 磷脂酰胆碱、鞘磷脂、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇分子中脂肪酰取代基团在DHA处理之后都有不同程度的改变. 由此可见, DHA处理改变了脂筏的脂肪环境, 影响了IL-2受体信号传 导通路蛋白在膜亚区域的分布, 为了解其免疫调节作用的影响提供了部分依据.     

跨膜蛋白CD3ε与磷脂酰肌醇二磷酸在脂筏域体系中蛋白质-脂质相互作用的粗粒化模拟研究

细胞膜局部区域可形成富含饱和脂质、胆固醇、鞘脂的脂筏域作为其信号转导调控平台。传统实验手段在研究脂筏及其功能时受到系统复杂度高及区域结构瞬时性强等制约。近年来,分子动力学模拟技术为细胞膜的组织原则提供了重要的理论支撑,从简单的单一组分模型到多组分系统转变,最终形成了越来越多的细胞膜仿真模型。其中,粗粒化模拟由于其简化模型,可大副拓展模拟体系的复杂程度与模拟时间,在细胞膜以及蛋白质-脂质相互作用相关研究中得到了广泛应用。本文采用MARTINI粗粒化力场模拟,构建了一种含有阴离子脂质磷脂酰肌醇二磷酸(phosphatidylinositol diphosphate, PIP2)的混合膜体系。模拟结果表明,该体系在适当温度及饱和度条件下,能自发分层形成脂筏域;膜厚度、膜组分分布、膜组分流动性等多种参数均表明,脂筏结构形成且符合其结构特征;少量PIP2添加不影响分层特性且PIP2对脂筏具有显著亲和性。此外,利用该模型以跨膜信号蛋白CD3ε为例研究了脂筏域体系中蛋白质-脂质相互作用。结果表明,PIP2-CD3ε胞内区相互作用可能是脂筏招募CD3ε的驱动力,且该过程可受钙离子调控。本工作体现了粗粒化模拟在仿真膜相关研究中的巨大优势及良好应用前景。     

脂筏、紧密连接和血脑屏障的关系

血脑屏障破坏是缺血性脑卒中急性期发生脑水肿及神经元毒性损害的核心病理过程之一,目前尚无特效保护方法。血脑屏障通透性调节的中心环节是内皮细胞的紧密连接,而紧密连接结构蛋白表达水平和位置分布的变化与脑微血管通透性的改变及脑水肿的程度密切相关。脂筏是高流动性的细胞膜脂质双层内富含胆固醇的特殊脂质和蛋白质的动态微区,它参与细胞蛋白转运。血脑屏障上有大量的脂筏存在,紧密连接结构蛋白分布于脂筏中,其功能受胆固醇调节,且脂筏上紧密结合的脂质有利于蛋白质的寡聚化。因此,基于脂筏调节血脑屏障紧密连接可能为脑保护研究提供新的药物靶点。     

严重烧伤早期心肌线粒体Ca2+转运变化及外源性ATP的影响

细胞Ca2+稳态的维持是其生命活动正常进行的重要条件.病理条件下,细胞Ca2+稳态紊乱,将导致其功能和结构的严重损害.线粒体具有完整的Ca2+转运系统,可参与细胞Ca2+浓度的调节.我所既往研究表明,严重烧伤早期心肌细胞内Ca2+浓度升高,且分布异常.本研究探讨严重烧伤早期心肌线粒体Ca2+转运变化及外源性ATP的影响,以期阐明烧伤后心肌线粒体Ca2+超载的发生机制.     

一株假单胞菌(Pseudomonas sp．)产生的胞外脂酶

假单胞菌(Psendomonas sp．)生长在一定的培养条件中能产生胞外脂酶。 最适碳源为1．0％淀粉,氮源为1．0％蛋白胨。一些植物油,如橄榄油、糠油、菜油等能诱导脂酶的大量产生,诱导脂酶产生的橄榄油最适浓度为0．5％。无机离子在菌培养过程中对脂酶产率影响很大,K+、Na+、Mg2+、Ca2+等对脂酶产生有促进作用,而Mn2+、Ba2+、Zn2+、Fe3+、Co2+、Cu2+件等则抑制脂酶产生。非离子表面活性剂(tween、span及糖脂)能刺激胞外脂酶的产生。     

脂筏在G蛋白偶联受体信号转导中的调控作用

脂筏是细胞上富含特殊脂质和蛋白质的微结构域.随着脂筏作为细胞膜上信号传导的平台的认识,这个特征化的区域受到了越来越多的关注.大量的研究已经显示脂筏参与G蛋白偶联受体信号转导的调控.通过精细的调节G蛋白偶联受体、G蛋白和下游信号效应物等信号元件的活性,脂筏可以影响信号转导的专一性和信号偶联的效率.本综述主要介绍脂筏对G蛋白偶联受体信号转导的调控机制的研究进展.     

棉铃虫幼虫中肠细胞脂筏的制备及鉴定

脂筏是细胞膜上富含胆固醇、鞘脂类和糖基磷脂酰肌醇锚着蛋白的去垢剂不溶性微结构域,被认为是多种细胞膜孔毒素在细胞表面形成寡聚体的平台。为研究脂筏与Bt毒素在细胞膜上形成寡聚体膜孔的关系,本文对棉铃虫Helicoverpa armigera幼虫中肠脂筏的制备与鉴定方法进行了研究。根据脂筏在低温（4℃）下不溶于去垢剂的特性,采用Triton X-100处理棉铃虫幼虫中肠刷状缘膜囊泡,溶解非脂质筏成分,以OptiPrep为介质进行密度梯度离心,分离去垢剂不溶组分,成功地得到了棉铃虫幼虫中肠上皮细胞的脂筏。再以脂筏的特有化学成分神经节苷脂GM1作为脂筏的标志分子,利用霍乱毒素β亚基能与GM1特异性结合的特性,以辣根过氧化物酶标记的霍乱毒素β亚基用点印迹法化学发光检测神经节苷脂的分布,从而对脂筏进行定性鉴定。结果表明我们建立的脂筏制备方法简便、易行,比传统的蔗糖梯度离心法大大缩短了制备所需时间。     

在笼型蛋白和脂筏介导的两种内吞途径中nephrin的磷酸化修饰动力学不同

研究肾小球裂隙膜的主要成分nephrin分子在细胞内的转运途径及不同转运途径对nephrin磷酸化的影响.分别应用笼型蛋白介导的内吞(clathrin-mediated endocytosis,CME)和脂筏介导的内吞(raft-mediated endocytosis,RME)标记物转铁蛋白和霍乱毒素B亚基对nephrin的内吞过程进行分析,并进一步应用两种内吞途径阻断物EPS15Δ和Dyn2aK44A,研究阻断nephrin的内吞途径对其磷酸化水平的影响.结果显示,nephrin通过笼型蛋白和脂筏介导的两种内吞途径以不同速率进行内吞;与Src酪氨酸激酶家族成员Fyn共表达时,细胞内nephrin酪氨酸磷酸化被增强,而在Src家族激酶抑制剂PP2的作用下,nephrin酪氨酸磷酸化被减弱,表明nephrin的磷酸化过程是Fyn依赖的;内吞20min时,笼型蛋白介导的内吞途径的特异性阻断物EPS15Δ降低了nephrin磷酸化水平、笼型蛋白和脂筏介导的内吞途径的通用抑制剂Dyn2aK44A则增加了nephrin的磷酸化水平,综上结果表明:单独阻断脂筏介导的内吞可引起nephrin的磷酸化水平增加,脂筏介导的内吞对nephrin磷酸化过程起下调作用.     

Ca2+预处理对热胁迫下辣椒叶肉细胞中Ca2+-ATP酶活性的影响

在常温下生长的辣椒(Capsicum annum L.)叶肉细胞中Ca2+-ATP酶主要分布于质膜、液泡膜上,叶绿体的基质和基粒片层上也有少量分布;在40℃下热胁迫不同的时间,酶活性逐渐下降,直至叶绿体超微结构解体.同样条件下,经过Ca2+预处理后,分布在上述细胞器膜或片层上的酶活性大大提高,表明Ca2+预处理对该酶活性具有激活作用;Ca2+预处理对热胁迫下的超微结构的完整性具有一定的保护作用,并且能使Ca2+-ATP酶在热胁迫下维持较高活性.结果表明,Ca2+预处理增强辣椒幼苗的抗热性,可能与其稳定细胞膜、从而使Ca2+-ATP酶在热胁迫下保持较高活性有一定关系.     

高锶离子亲和力传感蛋白介导CALYX突触囊泡异步和自发释放

突触囊泡在钙离子(Ca2+)触发下释放神经递质普遍存在着同步和异步两种形式.突触囊泡膜蛋白(synaptotagmin 2,Syt-2)已被证实是Calyx of Held突触囊泡同步释放的Ca2+传感蛋白,而相关的异步释放Ca2+传感蛋白还有待于探索.虽然锶离子(Sr2+)因其物理和化学性质都接近Ca2+,且能触发更多的囊泡异步释放成分而成为研究异步释放机制的常用工具,但有关Sr2+触发异步释放的机制存在着争议.本文在胞外以Sr2+替换Ca2+的条件下,通过对野生型(WT)和Syt-2敲除型(Z2B-/-)小鼠Calyx突触囊泡自发和诱发释放的电生理特性分析,发现Syt-2是介导Sr2+诱发的突触囊泡快速释放的传感蛋白,但不是介导Sr2+相关神经递质异步释放和自发释放的传感蛋白;而未知的触发囊泡异步释放的传感蛋白相比Syt-2对Sr2+具有更高的亲和力,同时也介导突触囊泡的自发释放.这一研究为探索并最终发现触发囊泡异步释放的未知传感蛋白提供了新的线索.     

剪切应力诱导血小板聚集

剪切应力诱导血小板聚集（shear-induced platelet aggregation, SIPA）是指在高剪切流场诱导下血小板表面的膜糖蛋白（GPⅠb/Ⅸ/Ⅴ和GPⅡb/Ⅲa）与血浆中的von Willebrand因子（vWF）相结合,介导血小板的活化、黏附和聚集,是动脉血栓的重要成因.SIPA还需要Ca2+,ADP/ATP等生化因素的参与,因而SIPA现象是生化因素和力学因素偶合作用的结果.细胞外Ca2+是高剪切应力诱导血小板发生聚集的必需条件,Ca2+的跨膜内流引起细胞骨架结构的改变和GPⅡb/Ⅲa的活化.近来对ADP/ATP位于血小板膜上的P2受体的研究表明,P2受体与细胞内Ca2+协同作用通过多种生化途径调控血小板的活化过程在SIPA的信号传导中起着关键的作用.从力学环境与生化反应的偶合关系入手研究SIPA现象的触发机制,深入研究SIPA现象中的信号转导通路是今后的研究热点之一.     

去极化时Ca~(2+) 内流引起蛋白激酶C_α浆膜转位

 为观察胞外Ca2 + 内流和肌浆网Ca2 + 释放两种来源的Ca2 + 对cPKCα转位激活的影响 ,揭示PKC在去极化 nAChR转录偶联中的作用 ,构建了pPKCα EGFP N1融合蛋白真核基因表达载体 .转染C2C1 2肌细胞后 ,采用激光共聚焦显微镜记录了KC1或咖啡因处理所引起的细胞Ca2 + 波变化及PKCα GFP融合蛋白在细胞内的分布 .结果提示 ,只有用KC1处理引起细胞膜去极化时 ,伴随Ca2 +内流 ,才能观察到PKCα GFP绿色荧光在细胞内发生的细胞浆至细胞膜分布变化 .然而 ,采用肌浆网Ca2 + 通道激动剂咖啡因刺激肌细胞 ,使肌浆网中Ca2 + 释放 ,未见PKCα GFP绿色荧光在浆、膜分布发生任何变化 .结果提示 ,去极化时外Ca2 + 内流可引起PKCα转位激活 ,肌浆网Ca2 + 释放对PKCα的转位激活没有影响 .     

脂筏的结构与功能

脂筏是膜脂双层内含有特殊脂质及蛋白质的微区.小窝是脂筏的一种类型,由胆固醇、鞘脂及蛋白质组成,以小窝蛋白为标记蛋白.脂筏的组分和结构特点有利于蛋白质之间相互作用和构象转化,可以参与信号转导和细胞蛋白质运转.一些感染性疾病、心血管疾病、肿瘤、肌营养不良症及朊病毒病等可能与脂筏功能紊乱有着密切的关系.     

NaCl胁迫对盐芥质膜和液泡膜ATPase活性的影响

以盐生植物盐芥和中生植物拟南芥幼苗为材料,研究了盐胁迫对它们叶片和根质膜、液泡膜H+-ATPase、Ca2+-ATPases和K+-ATPase活性以及H+-ATPase、Na+/H+ 逆向转运蛋白表达的影响.结果显示:在NaCl胁迫下,盐芥叶片和根质膜的H+-ATPase活性分别比对照显著升高41%～212%和35%～53%,液泡膜的H+-ATPase分别显著升高281%～373%和4%～38%,而拟南芥却比相应对照都显著降低;相同盐浓度胁迫下,盐芥叶片的H+-ATPase活性比根部高4～8倍,盐芥根也远高于拟南芥.在NaCl胁迫下,盐芥叶片和根的液泡膜H+-ATPase蛋白质β亚基含量变化与其酶活性变化趋势一致,质膜Na+/H+ 逆向转运蛋白的表达量与Na+含量变化趋势一致.盐胁迫下盐芥根中Ca2+-ATPases和K+-ATPase活性的增加与根中Ca2+和K+含量呈显著正相关.研究发现,在盐胁迫条件下,盐芥能有效增强H+-ATPase蛋白和Na+/H+逆向转运蛋白表达,显著提高其根系与叶片质膜和液泡膜的H+-ATPase、Ca2+-ATPase和K+-ATPase活性,维持细胞质中较高的Ca2+和K+水平,从而缓解盐胁迫的伤害,增强耐盐性.