癌症高表达蛋白--Hec1在纺锤体组装检查点中的作用

细胞增殖依赖于细胞分裂前染色体的复制及随后的姐妹染色单体分离到达两极。纺锤体组装检查点具有确保染色体信息传递保真性的作用,检查点的缺失可能导致染色体的分离异常和肿瘤形成。癌症高表达蛋白(Hec1)通过与调控G2/M期的蛋白间的相互作用而在染色体的分离中发挥重要作用。Hec1与Nuf2的复合物,在G2/M期与动粒相结合,Hec1的缺失将导致严重的染色体分离错误。Hec1具有召集Mps1和Mad1/Mad2复合物结合到动粒上的作用,这种结合可以激活纺锤体组装检查点途径中非常重要的APCCdc20途径。但是Hec1、Mps1、Mad1三者之间的相互作用仍未明了。Hec1还可以通过与26S蛋白酶复合物的不同亚基结合调控其功能。Hec1是一种丝氨酸磷酸化蛋白,其磷酸化是由Nek2在G2/M期完成的。     

Ndc80复合体在外层动粒中的作用

动粒是参与有丝分裂过程中染色体分离的蛋白的附着支架。结构保守的Ndc80复合体位于动粒的外层,连接动粒和微管,与动粒-微管连接的稳定性有关。Aurora B/Ipl1激酶参与纠正动粒-微管的错误连接。Ndc80复合体对纺锤体组装检查点的功能非常重要。本文主要介绍了Ndc80复合体的研究进展。     

染色体移动复合物的结构、定位与功能

染色体移动复合物主要由蛋白激酶Aurora B、内层着丝粒蛋白、存活蛋白及蛋白Borealin组成。它在细胞分裂的不同阶段,能及时精确地定位到相关部位并作用于相应底物;具有调节染色质组蛋白磷酸化,控制姐妹染色单体的粘着、分离,参与分裂纺锤体组装及其对染色体的捕捉,纠正动粒与微管间不适当附着,将染色体精确分配到子细胞及促进胞浆分离等重要功能。文章简要介绍了染色体移动复合物的结构成分,在染色体臂部、内层着丝粒及纺锤体中区的定位过程,及其定位在不同部位的相应功能。     

CDC20在细胞分裂周期中的作用

CDC20是细胞周期相关蛋白之一。在细胞分裂周期中,CDC20是纺锤体组装检查点的靶向物和有丝分裂后期促进复合体的正调控因子,在引导细胞周期中某些蛋白质的泛素化降解和确保染色体正常分离的过程中起着重要的作用。     

14-3-3蛋白在细胞周期调节中的作用

14-3-3是一个在真核细胞中广泛表达、功能复杂的蛋白家族,主要通过磷酸化依赖的方式与靶蛋白结合,从而发挥其调控作用。细胞周期的调节对维持基因组的稳定性至关重要。近年来的研究发现,14-3—3蛋白可以和越来越多的细胞周期调节蛋白相互作用,调节G2／M期和G1／S期转换,从而对细胞周期起调控作用。简要综述了14—3—3蛋白在细胞周期调节中的作用。     

纺锤体组装检控点

细胞有丝分裂过程中,纺锤体组装检控点监控着染色体在赤道板的队列和向纺锤体两极的分离,确保动粒-微管的黏附和有丝分裂器的完整,使所有的染色体都置于赤道板并双极定向后才进入后期,保证遗传物质均等地分配给两个子代细胞。纺锤体组装检控点缺陷将导致非整倍体的出现,并与一些肿瘤的发生密切相关。现就近年来纺锤体组装检控点蛋白以及纺锤体组装检控点功能缺陷与肿瘤的关系方面的研究进展作一简要综述。     

动粒蛋白CENP-K和CENP-H可形成异源超螺旋复合体

动粒（kinetochore）是位于纺锤体主缢痕处表层的特化结构.它通过与纺锤体微管的结合,在有丝分裂期拉动染色体向两极运动,同时具有机械力产生和与中期检验点有关的功能,是细胞中机械强度最高的结构之一.动粒由一个很大的复杂的蛋白网络组成,目前了解较清楚的核心蛋白网络是KMN网络（K,KNL1;M,Mis12复合物;N,NDC80复合物）和CCAN网络（常驻性着丝粒相关网络,constitutive centromere-associated network）,但对其蛋白组分之间相互作用的分子机制仍然了解很少.本研究采用串联亲和纯化（TAP）技术在稳定表达TAP-CENP-K的HEK293细胞中寻找CENP-K的稳定蛋白复合体,结果表明CENP-K和CENP-H形成强稳定的（耐受750mmol/L盐浓度）、比例接近11的蛋白复合体.经过预测,CENP-K与CENP-H都是超螺旋（coiled-coil）蛋白.CENP-K与CENP-H片段进行的体外Pull-down实验也证明了两者的N端片段之间以及C端片段之间分别存在直接的相互作用,并且C端片段之间的相互作用更明显.综上所述,CENP-H与CENP-K之间的强相互作用可能是通过形成异源超螺旋复合体实现的,可能在介导动粒与微管连接中起到重要的作用。     

SKA2在肿瘤发生发展中的作用及其调控机制

纺锤体和动粒相关蛋白2(spindle and kinetochore associated 2,SKA2)是2006年首次发现的参与纺锤体与动粒相关复合物组成的重要蛋白质。传统观点认为,SKA2参与细胞周期的调控。新近研究发现,ska2在肿瘤细胞和组织中异常表达,发挥着癌基因的作用,且在不同肿瘤中存在多种调控机制。该文结合我们的实验结果,对SKA2在肿瘤发生、发展中的作用及其调控机制进行综述,为癌基因ska2的深入研究及肿瘤的靶向治疗提供新的思路。     

.用酵母双杂交系统筛选CENP-E相互作用蛋白

纺锤体检验点(spindle checkpoint)是一个重要的细胞分裂生化调节通路, 可监督染色体正确分离和传代．着丝粒相关蛋白E (centromere-associated protein E, CENP-E)是一个分子量为312 kD的微管马达驱动蛋白,可以衔接纺锤体微管与动点并参与纺锤体检验点调控．为研究CENP-E的作用机理,以其动点结合区域为诱饵蛋白,用酵母双杂交技术从人HeLa细胞 cDNA 文库中筛选出了Nuf2蛋白．体外的pull-down实验和体内的免疫共沉淀实验表明, Nuf2蛋白通过其卷曲螺旋(coiled-coil) 功能域特异结合CENP-E的 C 末端区域,间接免疫荧光显示Nuf2与CENP-E共定位于细胞有丝分裂期染色体的动点．由此推论, CENP-E 通过Nuf2的直接作用参与构筑动点-微管界面,进而参与细胞有丝分裂纺锤体检验点信号转导通路,为染色体正确分离发挥调控作用．     

Stathmin调控及与疾病的关系

Stathmin是细胞内重要的细胞周期相关的微管作用蛋白。在有丝分裂间期,Stathmin以有活性的去磷酸化形式存在,抑制微管聚合。当细胞进人分裂期,Stathmin被磷酸化失活,微管聚合形成纺锤体,进而染色体分离、细胞分裂。Stathmin的表达和活性受多种转录因子和激酶／磷酸化酶的调控,其表达和活性异常与细胞增殖、神经系统发育及肿瘤等病理生理过程密切相关。     

PML与基因组稳定性

基因组稳定性同肿瘤的发生、发展密切相关,维护基因组稳定性对于细胞行使正常的生理功能是至关重要的.早幼粒细胞白血病蛋白PML(promyelocytic leukemia)主要借助分子中RBCC结构,同近50种有重要功能的蛋白相互作用而形成PML-NBs(PML nuclear bodies).PML-NBs是与核基质结合的、动态的、亚核多蛋白复合物,它作为区室化核结构(compartmentalized nuclear architecture)——染色质间区室(interchromatin compartment)的功能单位,满足了真核基因高层次表达调控模式的时空要求.最新的研究证明：PML是基因组稳定性“守门人”——p53分子的搭档分子,同样在基因组稳定性调控中发挥着重要的功能作用.它协同p53参与了DNA损伤反应所诱发的细胞凋亡,还可组织多种DNA修复分子参与DNA损伤修复,在DNA损伤反应中具有重要作用;此外,PML还通过调控aurora A的活性参与中心体复制检查点调控,借助调控survivin的表达参与有丝分裂纺锤体组装检查点调控,在染色体复制和细胞分裂中均显示了重要的调控作用.而当PML表达缺失或不足时则与多种肿瘤的发生、发展相关联,因此PML分子在维护基因组稳定性中具有重要功能作用,本文仅就相关的最新研究进展予以概述     

敲除 Sam68 基因导致白血病细胞系细胞生长迟缓和 G2/M 期延长

RNA 结合蛋白 Sam68 是细胞有丝分裂期 Src 酪氨酸磷酸化的靶蛋白 . 尽管确切机制尚不清楚,一些人还是认为 Sam68 可通过调控 RNA 的代谢参与细胞周期调控 . 利用基因打靶技术,在 DT40 细胞分离出 Sam68 基因缺失的细胞系 . 利用该细胞系,进行 Sam68 的功能解析 . 与野生型细胞系相比, Sam68 基因缺失细胞表现出明显的生长速度迟缓 . 通过细胞周期研究揭示 , 这些细胞生长速度延迟是由于细胞周期中的 G2/M 期延长 . 因为参与细胞周期 G2/M 期调控的周期因子 Cdc2 激酶的活性没有改变,所以提示 Sam68 不依赖于 Cdc2 激酶的活性参与细胞周期中 G2/M 期调控 .     

Skp2参与HeLa细胞G_2/M周期检查点的调控

具癌基因特性的Skp2在大多数肿瘤组织和肿瘤细胞中异常高表达,它作为SCFSkp2复合物的底物识别亚基调控p27KIP蛋白的稳定性而促进细胞G1/S期转换.为进一步明确Skp2与G2/M周期检查点的关系,在HeLa细胞中过表达Skp2以及通过反义寡核苷酸抑制Skp2表达.结果发现:Skp2能促进细胞周期运转,表现为S期细胞增多和G2/M期细胞减少,其中F-box结构域具有重要的功能意义;反义寡核苷酸抑制Skp2表达后,HeLa细胞发生显著的G2/M期阻滞;MTT检测结果表明,400nmol/L的Skp2的反义寡核苷酸能明显抑制HeLa细胞的增殖活性;Western印迹结果表明,HeLa细胞中Skp2可能通过负调控p21WAF的稳定性来参与G2/M检查点调控,这在用放线菌素D处理HeLa细胞的实验中得到验证.这些结果初步揭示了Skp2参与HeLa细胞G2/M周期检查点调控的分子机制.     

WEB2基因参与酿酒酵母S期检查点调控

WEB2基因编码产物为一种DNA解链酶。WEB2突变株经hydroxyurea阻断DNA合成后,经流式细胞仪检测DNA含量、纺锤体微管间接免疫 荧光染色及存活率测定,结果显示WEB2突变株表现S期检查点缺失。推测WEB2除了具有解链酶作用外,还参与酿酒酵母S期检查点调控机制,位于已建立的S期检查点信号传导通路模型上。本研究有助于加深对真核细胞检查点调控的了解,为研究肿瘤的发生机制提供线索。     

纺锤体组装检验点:染色体稳定性的守护神

有丝分裂是真核生物进行细胞增殖的基本方式,其根本目的是准确无误地将复制好的染色体平均分配到两个子细胞中。在细胞有丝分裂过程中,纺锤体组装检验点的作用是产生"等待"信号,直至所有的染色体都排列到赤道板上并建立正确的双极定向,以确保染色体的均等分配。在高等动物中,细胞的纺锤体组装检验点功能行使异常,染色体分离将出现错误,导致子代细胞的染色体数量不稳定,进而诱发肿瘤或导致其他疾病的发生。纺锤体组装检验点一直以来都是细胞生物学家研究的热点,然而其作用的分子基础和调控因素还不是十分明了,该文将对近年来关于纺锤体检验点的研究进展进行总结和探讨。     

p53家族及其通路相关蛋白调节母性生殖的新功能

p53是一种重要的抗癌基因,同时它也是机体感受环境压力并进行相应调节的关键基因之一。最近的研究发现东亚人群p53 Arg72Pro受到冬季温度自然选择,表明p53可能在生殖中发挥作用。同时,p53及其通路中的癌基因鼠双微体2(Murinedoubleminute2,Mdm2)、MdmX和Hausp(Herpesvirus-associated ubiquitin-specific protease)基因的单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphisms,SNP)与女性生殖疾病易感性相关。P53蛋白通过其DNA结合区(DNA-binding domain,DBD)调控白血病抑制因子(Leukaemiainhibitory factor,LIF)表达,从而影响胚胎植入过程,实现其在母性生殖中的作用。p53通路中Mdm2、MdmX和Hausp可以调控P53蛋白的表达水平和活性,同时还可以在胚胎植入时准确的调控p53的表达水平,促进胚胎植入;P53家族成员P63、P73具有P53相似的DBD区,但P63和P73是通过别的途径影响到母性生殖;在卵母细胞受到射线或者化学损伤后,P63能促进其凋亡,减少畸型的产生;P73能影响纺锤体复合物的组装,而纺锤体复合物缺失将导致胚泡质量低下,微管结合的动粒缺失和细胞非整倍性的增加。文章主要综述了p53家族、p53通路中的相关蛋白对母性生殖的影响,为提高IVF-ET成功指出了新方法,同时也为不明原因的不孕患者提供了新的诊断思路,将有助于制定合理的个性化治疗不孕方案。     

Dam1复合体在动粒-微管互作中的作用

细胞有丝分裂时动粒和纺锤体之间的相互作用对保证染色体分离的准确性至关重要,错误连接在前中期或中期时需要被修正。染色体要保持正确的连接直到后期纺锤丝将它们拉向两极。在对S.cerevisiae和S.pombe的研究中,非马达微管蛋白Dam1复合体对保持这样的连接起到了重要作用。本文主要介绍了有关Dam1复合体功能的一些关键性试验并且讨论了在酵母和其它有机体中它对于动粒-微管连接的意义。     

着丝粒和动粒

真核生物的染色体具有用于将2条臂分开的着丝粒结构.在着丝粒的外侧,具有与纺锤体直接相连的结构——动粒.着丝粒是一个复杂的DNA-蛋白质复合结构,是真核生物细胞分裂的轮毂;动粒是着丝粒在行使轮毂(调控中心)作用时赖以与细胞分裂“拉力器”(纺锤体)相啮合的动力支撑点.     

驱动蛋白Kin11调控嗜热四膜虫生殖系小核的减数分裂

驱动蛋白(kinesin)是分子马达蛋白质超家族成员,主要参与囊泡与细胞器的运输、纺锤体组装、有丝分裂和减数分裂等过程。在减数分裂期,不同驱动蛋白发挥功能的调控机制并不十分清楚。嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)中含有14个驱动蛋白家族成员。其中,kinesin-6家族的唯一成员Kin11(TTHERM_00637750),在营养生长期低表达,饥饿期不表达,有性生殖期表达上调。Kin11编码1608个氨基酸,包含1个N端保守的马达蛋白结构域,C端卷曲螺旋(coiled-coil)结构域,并在N端和C端分别含有核定位信号NLS1和NLS2。Kin11在营养生长期和有性生殖期,定位在有丝分裂和减数分裂的小核和纺锤体上,并在有性生殖后期alignment阶段定位于小核上。Kin11与微管蛋白共定位于有丝分裂和减数分裂的纺锤体上。将Kin11的N端含有NLS1的1~400位氨基酸序列截短后,截断突变体定位在有性生殖减数分裂期的小核和纺锤体上。而将其C端含有NLS2的1008~1608位氨基酸残基截短后,截断突变体只能定位在有丝分裂和减数分裂后期的小核及有丝分裂的纺锤体上。敲除KIN11导致减数分裂过程中的纺锤体结构发生异常变化,小核染色体不均等分离与丢失,有性生殖发育停滞。结果表明,嗜热四膜虫驱动蛋白Kin11通过影响纺锤体结构,参与调控四膜虫生殖系小核在减数分裂过程中的正常分离。