平滑肌肌球蛋白轻链激酶的非激酶作用及对ATP 酶活性的调节

肌球蛋白轻链激酶（myosin light chain kinase, MLCK）具有激酶活性和非激酶活性,在平滑肌收缩过程中起着关键酶调控的作用.为探寻MLCK的非激酶活性区域对MLCK活性的影响,以进一步阐明MLCK的非激酶活性在调节平滑肌收缩过程中的分子机制.采用PCR技术构建MLCK部分氨基酸缺失的重组表达载体pGEX-F6-5/D,经大肠杆菌表达得到可溶性GST融合蛋白,利用SDS-PAGE及Western 印迹鉴定表达的MLCK在细胞中的分布,结果还显示,提取液的上清和沉淀中均有MLCK片段的表达.运用亲和层析技术分离并纯化删除前、后表达的MLCK片段（F6.5和F6-5/D）,经谷胱甘肽琼脂糖凝胶 4B 纯化,SDS-PAGE鉴定显示为单一表达条带.应用EnzChek磷分析试剂盒和孔雀绿两种方法分别测定不同浓度的MLCK对非磷酸化肌球蛋白Mg²⁺-ATP酶活性的影响.两种MLCK的片段均具有激活ATP酶活性的作用,并随MLCK浓度的增加,酶的活性增加.比较删除前后不同MLCK片段对ATP酶活性的影响结果显示,删除MLCK片段1002位丙氨酸至1019位亮氨酸后,对ATP酶的激活作用较删除前明显降低,表明删除的部分氨基酸序列为MLCK非激酶活性所必需的区域.利用电镜技术观察到MLCK片段（F6.5）使非磷酸化肌球蛋白构象发生明显的变化.加入MLCK片段后肌球蛋白的构象由非活性型转化为活性型,并且MLCK片段还具有促进肌球蛋白单体形成肌丝的作用.     

平滑肌肌球蛋白轻链激酶及ATP结合位点突变体对ATP酶活性的调节作用

目的：探寻MLCK的非激酶活性区域对MLCK活性的影响,进一步阐明MLCK的非激酶活性在调节平滑肌收缩过程中的分子机制。方法：利用编码MLCK全长的pColdI表达载体对其ATP结合位点进行定点突变,获得无激酶活性的MLCK突变体;应用Glycerol—PAGE鉴定肌球蛋白磷酸化水平;应用孔雀绿方法检测重组MLCK对肌球蛋白ATP酶活性的影响。结果：MLCK／△ATP（突变型）失去磷酸化肌球蛋白轻链的激酶活性;重组MLCK（野生型）和MLCK／AATP（突变型）均可以在非钙条件下激活非磷酸化肌球蛋白Mg2＋-ATP酶活性,抑制磷酸化肌球蛋白的Mg2＋．ATP酶活性,而且激活与抑制作用均随着MLCK浓度的增加而增大,但二者对肌球蛋白的ATP酶活性的作用没有显著差异（P〉0．05）。结论：平滑肌肌球蛋白轻链激酶及ATP结合位点突变体具有激活非磷酸化肌球蛋白ATP酶活性的作用。     

肌球蛋白轻链激酶CaM结合位点突变体对肌球蛋白ATP酶活性的影响

目的:探讨肌球蛋白轻链激酶(MLCK)钙调蛋白(CaM)结合位点突变体对肌球蛋白ATP酶活性的影响.方法:构建牛胃重组全长野生型MLCK CaM结合位点突变型蛋白(△CaM/MLCK);孔雀绿方法检测△CaM/MLCK对肌球蛋白的Mg2+-ATP酶活性的影响.结果:在无Ca2+/CaM存在时,随着△△CaM/MLCK浓度的增加,非磷酸化肌球蛋白的Mg2+-ATP酶活性明显增加;而磷酸化肌球蛋白的Mg2+-ATP酶活性明显降低.结论:△CaM/MLCK对肌球蛋白Mg2+-ATP酶活性的影响表明MLCK具有非激酶活性.     

肌球蛋白轻链激酶CaM结合位点突变体的构建

目的:平滑肌肌球蛋白轻链激酶(myosin light chainkinase,MLCK)具有激酶活性和非激酶活性,在平滑肌收缩过程中起着关键酶调控的作用.为探寻MLCK的非激酶活性区域对MLCK活性的影响,本实验利用分子生物学技术构建了肌球蛋白轻链激酶CaM结合位点突变体,并纯化出重组的MLCK表达的蛋白质,为深入研究MLCK的非激酶活性在调节平滑肌收缩过程中的分子机制提供了实验基础.方法:利用野生型MLCK全长的cDNA序列设计CaM结合位点的突变引物,利用PCR技术进行定点突变,获得CaM结合位点的突变体(△CaM/MLCK).在大肠杆茵中表达重组CaM结合位点的突变体(△CaM/MLCK),通过亲和层析及凝胶过滤进行分离纯化重组蛋白,SDS-PAGE检测表达及纯化的重组蛋白.结果:构建重组MLCK钙调蛋白结合位点突变体(△CaM/MLCK),△CaM/MLCK在大肠杆菌中以可溶形式大量表达并得到纯化.结论:成功构建重组MLCK钙调蛋白结合位点突变体(△CaM/MLCK)并获得纯化的表达蛋白质.     

肌球蛋白轻链激酶活性片段对肌球蛋白轻链的非钙依赖性磷酸化作用特征

肌球蛋白轻链激酶 (MLCK)的活性片段 (MLCKF)能比完整的MLCK更有效地、以非钙依赖性的方式磷酸化肌球蛋白轻链 (MLC2 0 )。该片段是用胰蛋白酶水解MLCK ,再经DEAE 5 2柱层析分离而获得的 ,分子量约为 6 1kD。Western印迹已证实该MLCKF与完整的MLCK同源。MLCKF对肌球蛋白轻链的磷酸化作用及其作用特征通过甘油电泳及ScoinImage扫描软件检测 ,肌球蛋白ATP酶活性通过分光光度法检测。实验结果证实 ,MLCKF催化的MLC2 0 非钙依赖性磷酸化 (CIPM)比MLCK催化的CIPM效力高、耗能多 ,但比MLCK催化的MLC2 0 钙依赖性磷酸化 (CDPM)效力低、耗能少 ;MLCKF催化的CIPM与MLCK催化的CIPM均较MLCK催化的CDPM稳定 ,不易受温育温度、温育时间及离子浓度等变化的影响 ,且对MLCK抑制剂ML 9敏感性低。     

平滑肌肌球蛋白磷酸化与肌动球蛋白功能调节

在有Ｃａ２＋和钙调蛋白存在时,肌球蛋白轻链激酶催化肌球蛋白磷酸化,促使肌动蛋白激活的肌球蛋白（肌动球蛋白）Ｍｇ２＋－ＡＴＰ酶活性显著增加．然而,肌球蛋白磷酸化水平与Ｍｇ２＋－ＡＴＰ酶之间的关系是非线性的,原肌球蛋白可以进一步增加Ｍｇ２＋－ＡＴＰ酶的活性,但仍不改变它们之间的非线性关系．肌球蛋白轻链激酶的合成肽抑制剂抑制了肌球蛋白磷酸化和Ｍｇ２＋－ＡＴＰ酶活性,并导致平滑肌去膜肌纤维的等长收缩张力与速度的降低．结果提示肌球蛋白轻链激酶参与脊椎动物平滑肌收缩的调节过程,肌球蛋白轻链磷酸化作用会引起平滑肌收缩     

非磷酸化肌球蛋白在血小板衍生生长因子诱导的血管平滑肌细胞迁移中的作用

为了阐明非磷酸化肌球蛋白在平滑肌细胞迁移中的作用,研究探讨了非磷酸化肌球蛋白是否介导了血小板衍生生长因子(PDGF)诱导豚鼠脑基底动脉平滑肌细胞(GbaSM-4)的迁移。研究结果显示,20ng/ml以下剂量的PDGF可诱导GbaSM-4细胞发生迁移,此时肌球蛋白轻链(MLC20)磷酸化水平无变化。该迁移作用可被肌球蛋白特异性抑制剂blebbistatin所拮抗。应用RNA干扰技术抑制肌球蛋白轻链激酶表达,经免疫印迹检测经果显示,MLC20的磷酸化水平发生了显著下降;但对PDGF诱导的迁移作用无影响;在RNA干扰后blebbistatin也可抑制其迁移作用。体外ATP酶活性测定结果显示,blebbistatin对从平滑肌中提取的非磷酸化肌球蛋白的ATP酶活性有明显的抑制作用,其主要作用位点位于肌球蛋白头的头部S1。上述结果提示,非磷酸化的肌球蛋白参与了PDGF诱导的平滑肌细胞迁移。     

平滑肌细胞迁移的肌球蛋白轻链非磷酸化途径

为了阐明平滑肌细胞迁移存在肌球蛋白轻链非磷酸化调节途径,研究花生四烯酸(arachidonicacid,AA)对肌球蛋白轻链非磷酸化状态下平滑肌细胞迁移的影响及其相关的信号传导途径.经Boyden小室跨膜迁移实验发现,AA对培养的兔血管平滑肌SM3细胞具有明显的诱导迁移作用.然而,当预先用10μmolL肌球蛋白轻链激酶(myosinlightchainkinase,MLCK)特异性抑制剂ML7作用SM3细胞后,发现AA对SM3细胞仍然具有明显的诱导迁移作用,并呈剂量依赖性,这种诱导作用可被细胞外信号调节激酶12(ERK12)的特异性抑制剂PD98059或磷脂酶C(PLC)的特异性抑制剂U73122所拮抗.此外,Ⅱ型肌球蛋白抑制剂blebbistatin(BLB)可部分抑制“非磷酸化”状态下AA的诱导迁移作用.经Western印迹检测显示,10μmolLML7可完全抑制SM3细胞中20kD肌球蛋白轻链(MLC20)磷酸化,并且加入AA后MLC20仍为非磷酸化状态.应用免疫荧光染色法观察肌动蛋白在SM3细胞中分布的变化,发现在AA作用下肌动蛋白呈细胞边缘聚集现象,有伪足形成,细胞形态表现为迁移状态.预先用ML7作用后再加入AA,肌动蛋白的分布与上述结果相同.研究结果初步表明,在平滑肌细胞迁移的作用途径中,在MLC磷酸化调节途径受到抑制时,AA可诱导MLC非磷酸化的平滑肌细胞发生迁移,其分子机理可能与ERK12和PLC信号传导途径有关,非磷酸化的肌球蛋白直接参与了该迁移过程.     

Caldesmon及其磷酸化调节肠道平滑肌收缩舒张功能研究进展

肠道平滑肌的收缩和舒张与粗细肌丝的调节密切相关。Caldesmon作为一种肌动蛋白结合蛋白,是参与肠道平滑肌粗细肌丝调节的重要收缩蛋白之一,可通过与肌动蛋白、肌球蛋白和原肌球蛋白交联,阻碍肌动蛋白与肌球蛋白的结合,从而抑制肠道平滑肌的收缩。然而, Caldesmon的磷酸化修饰可以逆转这种抑制作用。Caldesmon可以被不同信号通路中的蛋白激酶刺激,引起自身的磷酸化,促进肌动蛋白与肌球蛋白的结合,进一步导致肠道平滑肌的收缩,在肠道动力障碍疾病中起到关键作用。分别以“Caldesmon”、“平滑肌”、“磷酸化”和以“Caldesmon”、“smooth muscle”、“phosphorylation”、“actin”、“myosin”、“contraction and relaxation”为主题词在中国知网(CNKI)、百度学术和PubMed数据库中查找Caldesmon与平滑肌或肠道平滑肌相关文献。该文就Caldesmon及其磷酸化参与调节肠道平滑肌收缩舒张的功能以及介导Caldesmon磷酸化的相关上游信号通路等方面进行综述,旨在为以基于Caldesmon及其磷酸化调节肠道平滑...     

平滑肌肌球蛋白轻链激酶N端删除载体的构建

目的:构建重组平滑肌肌球蛋白轻链激酶(myosin light chain kinase,MLCK)N端删除栽体,为研究平滑肌MLCK的分子机制提供研究模型.方法:以重组质粒pCoid/155为模板,根据其待删除序列(N端1-41个氨基酸)设计上下游引物,行PCR扩增.将扩增片段以NdeI/EeoRl双酶切,产物行琼脂糖凝胶电泳回收得到目的基因.将目的基因与栽体连接,转化至大肠杆菌.筛选阳性克隆,并对阳性克隆进行测序.结果:用NdeI和EcoRI双酶切重组质粒pCold/155,琼脂糖凝胶电泳显示得到约4.4kb栽体和约3.4kb的MLCK片段.阳性克隆经测序证实MLCK的N端41个氨基酸序列已被成功删除.结论:成功构建了重组MLCK N端删除栽体 pCold/155/D41.     

Identification and characterization of Tetrahymena myosin

Myosin was partially purified from ciliated protozoan Tetrahymena pyriformis. Tetrahymena myosin has a fibrous tail with two globular heads at one end and contains 220-kDa heavy chains. The tail length of the molecule (200 nm) is longer than that of myosins from other animals (approximately 160 nm). A sample after HPLC column chromatography containing 220-kDa peptide showed a myosin-specific K⁺-/NH₄⁺-EDTA-ATPase activity. Polyclonal anti-crayfish myosin heavy chain antibody reacted with Tetrahymena 220-kDa myosin heavy chain, and monoclonal anti-pan myosin antibody reacted with Tetrahymena 180-kDa peptide. The isolated 180-kDa peptide was identified as a clathrin heavy chain.     

水稻线粒体tRNATrp突变体的克隆和氨酰化活力鉴定

为了研究tRNA^Trp的氨基酸接受茎中除两对半碱基以外的特异性元件,设计并完成了4种水稻线粒体tRNA^Trp向枯草杆菌tRNA^Trp的突变体 (MPB0, G1A和U5G/A68C;MPB1,C2G/G71C;MPB2,C4G/G69C;MPB3,C2G/G71C和C4G/G69C),体外转录并用枯草杆菌和人这两种不同种属来源的色氨酰 tRNA 合成酶(TrpRS)测定了这些 tRNA^Trp 分子的氨酰化活力(K_cat/K_M)．结果表明,这些突变体具有被枯草杆菌TrpRS氨酰化的能力,与野生型水稻线粒体tRNA^Trp相比,MPB0被枯草杆菌TrpRS氨酰化的活力提高了5倍,MPB1和MPB2被枯草杆菌TrpRS氨酰化的活力分别提高了40和53倍,MPB3则提高了140倍,为野生型枯草杆菌tRNA^Trp的34%,而人色氨酰 tRNA合成酶氨酰化这4个突变体的活力都很微弱．揭示了水稻线粒体tRNA^Trp氨基酸接受茎上的2个碱基对C2/G71和C4/G69的突变,对枯草杆菌TrpRS的识别起重要作用,由此推测,接受茎上的2个碱基对C2/G71和C4/G69也是线粒体tRNA^Trp重要的特异性元件．     

Parameters that specify the timing of cytokinesis.

One model for the timing of cytokinesis is based on findings that p34(cdc2) can phosphorylate myosin regulatory light chain (LC20) on inhibitory sites (serines 1 and 2) in vitro (Satterwhite, L.L., M.H. Lohka, K.L. Wilson, T.Y. Scherson, L.J. Cisek, J.L. Corden, and T.D. Pollard. 1992. J. Cell Biol. 118:595-605), and this inhibition is proposed to delay cytokinesis until p34(cdc2) activity falls at anaphase. We have characterized previously several kinase activities associated with the isolated cortical cytoskeleton of dividing sea urchin embryos (Walker, G.R., C.B. Shuster, and D.R. Burgess. 1997. J. Cell Sci. 110:1373-1386). Among these kinases and substrates is p34(cdc2) and LC20. In comparison with whole cell activity, cortical H1 kinase activity is delayed, with maximum levels in cortices prepared from late anaphase/telophase embryos. To determine whether cortical-associated p34(cdc2) influences cortical myosin II activity during cytokinesis, we labeled eggs in vivo with [(32)P]orthophosphate, prepared cortices, and mapped LC20 phosphorylation through the first cell division. We found no evidence of serine 1,2 phosphorylation at any time during mitosis on LC20 from cortically associated myosin. Instead, we observed a sharp rise in serine 19 phosphorylation during anaphase and telophase, consistent with an activating phosphorylation by myosin light chain kinase. However, serine 1,2 phosphorylation was detected on light chains from detergent-soluble myosin II. Furthermore, cells arrested in mitosis by microinjection of nondegradable cyclin B could be induced to form cleavage furrows if the spindle poles were physically placed in close proximity to the cortex. These results suggest that factors independent of myosin II inactivation, such as the delivery of the cleavage stimulus to the cortex, determine the timing of cytokinesis.     

AtNHX1基因对荞麦的遗传转化及抗盐再生植株的获得

通过农杆菌介导法将拟南芥液泡膜Na⁺/H⁺反向转运蛋白基因AtNHX1转入荞麦中,在2.0mg/L 6-BA、0.1mg/L IAA、1mg/L KT、50mg/L卡那霉素和500mg/L头孢霉素的MS培养基上进行选择培养,从来源于864块外植体的36块抗性愈伤组织中共获得426棵再生植株（转化频率为4.17%）。经PCR、Southern印迹分析、RT-PCR和Northern检测,初步证实AtNHX1基因已整合至荞麦基因组中。用200mmol/L的盐水对转基因植株和对照植株进行胁迫处理6周,转基因植株能够生存,而对照植株死亡。用不同浓度的NaCl溶液处理转基因植株和对照植株,发现Na⁺及脯氨酸含量在转基因植株中的积累水平显著高于对照植株,而K⁺的含量在转基因植株中的积累水平低于对照植株。次生代谢产物黄酮类化合物芦丁在转基因植株根、茎和叶片中的含量也比对照植株明显要高。这些结果表明利用基因工程手段提高作物的耐盐性是可行的。     

AtNHX1基因对荞麦的遗传转化及抗盐再生植株的获得

通过农杆菌介导法将拟南芥液泡膜Na⁺/H⁺反向转运蛋白基因AtNHX1转入荞麦中,在2.0mg/L 6-BA、0.1mg/L IAA、1mg/L KT、50mg/L卡那霉素和500mg/L头孢霉素的MS培养基上进行选择培养,从来源于864块外植体的36块抗性愈伤组织中共获得426棵再生植株（转化频率为4.17%）。经PCR、Southern印迹分析、RT-PCR和Northern检测,初步证实AtNHX1基因已整合至荞麦基因组中。用200mmol/L的盐水对转基因植株和对照植株进行胁迫处理6周,转基因植株能够生存,而对照植株死亡。用不同浓度的NaCl溶液处理转基因植株和对照植株,发现Na⁺及脯氨酸含量在转基因植株中的积累水平显著高于对照植株,而K⁺的含量在转基因植株中的积累水平低于对照植株。次生代谢产物黄酮类化合物芦丁在转基因植株根、茎和叶片中的含量也比对照植株明显要高。这些结果表明利用基因工程手段提高作物的耐盐性是可行的。     

模拟微重力下秀丽隐杆线虫的力学感知和肌萎缩的发生机制——太空飞行线虫试验地面平行对照研究部分

目前,微重力导致肌萎缩的分子机制尚不清楚,重力感知是该事件发生的关键环节．为了回答这一问题,在此之前首先实施了太空线虫试验,这部分结果已经在本刊报道过．而本次研究主要是在地面上建立了模拟微重力环境,观察处理后秀丽隐杆线虫（C.elegans）体壁肌细胞结构和功能的变化,一方面用于验证太空试验,同时比较两种处理结果的异同,以便于评价地面模拟微重力的有效性．经过14天19．5h旋转模拟微重力处理后,对线虫生存率和运动能力进行了观察,并检测了几个重要的肌相关基因表达和蛋白质水平．模拟微重力下线虫生存率没有明显变化,但运动频率显著下降,爬行轨迹也发生了轻微改变,运动幅度降低,提示线虫运动功能出现障碍．从形态学上观察发现：肌球蛋白A（myosin A）免疫荧光染色显示模拟微重力组肌纤维面积缩小,而肌细胞致密体（dense-body）染色可见荧光亮度下降．这些结果直接提示模拟微重力使线虫出现了肌萎缩．随后Western blotting试验结果揭示,模拟微重力组线虫体壁肌的主要结构蛋白——myosin A含量减少,进一步确证了微重力性肌萎缩发生．在基因水平,旋转后抗肌萎缩蛋白基因（dys-1）表达明显上升,而hlh-1,unc-54,myo-3和egl-19的mRNA水平均下调,提示dys-1在骨骼肌感知和传导力学信息方面有重要作用,而hlh-1,unc-54,myo-3和egl-19则分别从结构和功能两个途径促进了微重力性肌萎缩的发生和发展．本次试验所得到的结果同太空飞行试验结果十分相似,一方面强化了太空试验结论,另一方面说明在地面上模拟微重力对生物体进行研究是有效可行的,将有助于提高太空试验的质量．     

川楝素对K+、Ca2+通道活动及细胞内Ca2+浓度的调控

川楝素是我国学者从驱蛔中药中分离、鉴定的一个三萜化合物，已证明具选择地影响神经递质释放，有效地对抗肉毒中毒，促进细胞分化、凋亡，抑制肿瘤增殖，抑制昆虫发育和取食，影响K⁺、Ca²⁺通道活动等多种生物效应. 综述了证明川楝素抑制多种K⁺通道，选择地易化L型Ca²⁺通道和进而升高胞内Ca⁺浓度的研究资料，并对川楝素产生这些生物效应的机制进行了讨论.     

Activity of Ion Transporters and Salt Tolerance in Barley

The authors attempted to relate the cultivar-specific salt tolerance in barley (Hordeum distichum L.) to the efficiency of ion transporters in the plasmalemma and tonoplast. The study involved plasmalemma and tonoplast membrane vesicles isolated from roots and leaves of the 7-day-old barley seedlings exposed to elevated NaCl concentrations. Two barley cultivars were employed: salt-tolerant cv. Elo and salt-susceptible cv. Belogorskii. The vesicles were used to measure the transport activity of plasmalemma and tonoplast proton pumps and the cation/anion exchange. The data obtained in the experiments demonstrated that the changes in the activity of ion transporters under salt stress conditions correlated with the barley cultivar-specific tolerance to elevated NaCl concentrations.     

p14ARF对人黑色素瘤细胞增殖的影响及其作用机理的初探

ARF(alternative reading frame)作为INK4a/ARF的β转录产物,能够稳定p53, 诱导细胞周期阻断或凋亡.利用高表达p14^ARF的人黑色素瘤细胞模型,探讨了ARF抑制细胞增殖的分子作用机理.研究发现p14^ARF高表达能将细胞周期阻断在G1和G2期, p53, p21^cip1和p27^kip1蛋白水平明显增强, 而p-ERK1/2,CyclinD1和CyclinE蛋白水平下降, 明显抑制细胞生长. 提示p14^ARF能通过ERK(extracellular signal-regulated kinase)信号通路相互协调作用抑制A375细胞增殖.     

Apoptotic Regulation of Caspase Activity

Intracellular cysteine aspartate-specific proteases (caspases) play both signaling and effector roles in realizing the program of cell death. Caspases function as proteolytic cascades unique for each cell type and signal triggering apoptosis. All parts of the proteolytic cascades are duplicated and controlled by feedback signals. Amplification cycles between pairs of caspases (the third and the sixth, the ninth and the third, the twelfth and the sixth, and others) help multiply the initial apoptotic signal. The presence of physiological inhibitors of apoptosis that directly interact with caspases creates a multilevel regulatory network of apoptosis in cell. The caspase proteolytic cascades are also regulated by sphingolipid secondary messengers, among them ceramide, sphingosine, and their phosphates. Moreover, an association of the caspase signaling with ubiquitin-dependent proteolysis is shown in cells. In particular, the use of extracellular activators and inhibitors of caspases allows irreversible activation of apoptosis in tumor cells or the prevention of apoptosis in cortical neurons under neurodegenerative diseases.