蛋白质SUMO化修饰与肿瘤调控

SUMO化修饰是一种重要的蛋白质翻译后修饰方式,在细胞周期调控、细胞代谢、基因转录、DNA损伤和修复等众多细胞生物学过程中,对底物蛋白质的表达、定位和活性进行调控。蛋白质SUMO化修饰是动态可逆的过程,去SUMO化修饰由SUMO特异性蛋白酶(SENPs)家族成员所催化。由于受到SUMO化修饰的底物蛋白种类众多、功能多样,SUMO化修饰能够在整体和特定蛋白质修饰层面,参与调控肿瘤的发生发展,并且这种调控机制非常复杂,比如调控细胞周期的进程、DNA损伤和基因组不稳定性、肿瘤代谢与生长、抗肿瘤免疫等。SENPs家族成员是底物蛋白质SUMO化修饰程度的决定者,该研究团队对SENPs家族成员在肿瘤中的作用开展了系列研究,因此该文也将以SENP1和SENP3为例,对SENPs在肿瘤进程中的作用及其作用机制展开介绍。     

SUMO化修饰对NF-kB信号通路的调控

小泛素相关修饰物(small ubiquitin-related modifier,SUMO)经由一系列酶介导的生化级联反应共价结合于靶蛋白的赖氨酸残基上,稳定靶蛋白免受降解的过程称为SUMO化修饰(SUMOylation).核转录因子kB(nuclear factors kB,NF-kB)是公认的炎症和免疫反应的重要调节因子,并与糖尿病的发生发展密切相关.近年来研究发现,不仅NF-kB抑制蛋白(inhibitor of NF-kB,IkB)的SUMO化修饰参与NF-kB信号通路的调节,而且SUMO酶可以直接调节NF-kB对靶基因的转录.现就SUMO亚型及结构,SUMO化修饰与去SUMO化修饰过程,SUMO、SUMO酶对NF-kB的转录调控及其与糖尿病相关性的最新研究进展作以综述.     

UBC9与癌症的研究进展CSCD

泛素样小分子修饰因子SUMO家族蛋白主要参与蛋白质翻译后功能的调节,在转录、DNA修复、核质物质转运及染色体分离等方面发挥重要的作用。SUMO修饰包括活化、结合、连接和解离,涉及多个酶多个步骤的催化过程。研究发现,UBC9是目前发现的SUMO修饰靶蛋白过程中唯一的E2结合酶,在SUMO修饰过程中发挥关键作用,是SUMO修饰过程中的关键节点。越来越多的研究表明,UBC9和肿瘤的发生、发展关系密切,UBC9在许多恶性肿瘤如乳腺癌、卵巢癌中都呈高表达状态,改变癌细胞中UBC9基因的表达可导致细胞增殖及细胞周期的变化,UBC9和癌症的关系成为现在主要的研究热点之一。     

SUMO化信号途径对JNK信号通路活性的调控

c-Jun氨基末端激酶(the c-Jun N-terminal kinase,JNK)家族是促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)超家族成员之一.JNK信号通路对细胞生长、分化和凋亡等生物学活动都有重要作用.而SUMO化是一种重要的生物学修饰,可以调节多种细胞生理活动.最近,黄海等在Development发表文章首次将SUMO化途径与JNK信号通路通过Hipk激酶联系起来,为进一步研究SUMO化的功能及其对JNK通路的调节建立了一个新的模型.     

内毒素耐受分子调控机理

多种免疫细胞(如单核细胞等)经低剂量内毒素预处理后可产生对高剂量内毒素的耐受,这种免疫反应称之为内毒素耐受。内毒素耐受是一种由细胞因子信号通路下游负反馈激活的,具有防止炎症持续性伤害的免疫稳态维持机制,主要调控因子包括IL-10细胞因子信号通路、细胞因子信号通路抑制因子和IL-1受体相关激酶。另外,在内毒素耐受免疫反应中存在表观遗传修饰的稳定作用。现就内毒素耐受的主要调控机制及维持机制进行阐述。     

水稻开花期调控的分子机理研究进展

水稻准确地感知外部环境信号,通过内部复杂的基因网络做出反应,在一年中最适合的时候开花繁殖。与长日促进长日模式植物拟南芥开花相反,短日促进短日模式植物水稻开花。通过对水稻和拟南芥的开花期调控机理的对比分析,发现水稻和拟南芥有着一些相对保守的开花期控制基因,其调控机理也是相似的。另外,水稻也有一些独特的开花期控制基因和开花途径。本文着重从光周期对水稻开花期的调控途径和作用机理角度进行了阐述,并对水稻开花期的自然变异与其育种应用、生物钟关联基因、光中断现象和临界日长现象以及开花期与产量的关系进行了总结。     

PCNA泛素化修饰对DNA损伤应答途径的调控

机体细胞在多种化学物质和内外环境不断攻击下会诱发DNA损伤。为了维持基因组的稳定性,细胞内拥有一系列完善而精确的细胞应答机制来保护基因组DNA的完整性。细胞首先通过DNA损伤检测点,然后通过一系列细胞信号转导通路,启动细胞周期阻滞,进而介导细胞修复或凋亡。大量研究表明泛素化作为一种重要的蛋白质翻译后修饰方式,参与调控了多种细胞生理过程。近期研究表明,DNA损伤导致复制应激可诱发PCNA的翻译后泛素化修饰,泛素化修饰的PCNA可能参与了多种DNA损伤应激过程,影响细胞选择不同的DNA损伤应答途径,导致细胞截然不同的转归。因此,更好地了解PCNA泛素化的作用及其影响DNA损伤应答通路可为我们更深入地了解人类细胞如何调控异常的DNA代谢过程和癌症的发生和发展机制提供依据。     

PCNA泛素化修饰对DNA损伤应答途径的调控

机体细胞在多种化学物质和内外环境不断攻击下会诱发DNA损伤。为了维持基因组的稳定性,细胞内拥有一系列完善而精确的细胞应答机制来保护基因组DNA的完整性。细胞首先通过DNA损伤检测点,然后通过一系列细胞信号转导通路,启动细胞周期阻滞,进而介导细胞修复或凋亡。大量研究表明泛素化作为一种重要的蛋白质翻译后修饰方式,参与调控了多种细胞生理过程。近期研究表明,DNA损伤导致复制应激可诱发PCNA的翻译后泛素化修饰,泛素化修饰的PCNA可能参与了多种DNA损伤应激过程,影响细胞选择不同的DNA损伤应答途径,导致细胞截然不同的转归。因此,更好地了解PCNA泛素化的作用及其影响DNA损伤应答通路可为我们更深入地了解人类细胞如何调控异常的DNA代谢过程和癌症的发生和发展机制提供依据。     

胆固醇代谢平衡调控的分子机理

胆固醇代谢平衡调控的分子机理李伯良,段治军（中国科学院上海生物化学研究所上海２０００３１）前言胆固醇在生物体内起着重要而又神秘的作用,特别在哺乳类细胞生命过程中是不可缺少的。由于胆固醇及其类似物的绝大部分分布在细胞膜上,目前一般认为胆固醇可起影响生物膜的结构及其选择通透性和流动性等作用。但是,哺乳动物体内胆固醇过高或过低都将影响正常生命过程,甚至产生严重病变,如动脉粥样硬化等。     

泛素化和SUMO化对DEC1的拮抗调控作用

分化的胚软骨表达蛋白1(differentiated embryo-chondrocyte expressed gene 1,DEC1)作为一种时钟蛋白,除了在周期节律的调控中发挥转录抑制作用外,还在能量代谢以及多种肿瘤相关的信号通路的调控中发挥重要作用。此外,蛋白质的翻译后修饰是实现蛋白质功能精细调控的一种重要方式。目前发现,DEC1主要可被两种翻译后修饰,即泛素化和SUMO化修饰。尽管泛素化和SUMO化是两种过程非常类似的蛋白质翻译后修饰方式,但是它们对目的蛋白功能的调控却截然不同。由于泛素化和SUMO化与底物的作用靶点都是赖氨酸(Lys),因此在多数情况下,泛素化和SUMO化以拮抗性的方式调控底物蛋白的功能。鉴于此,该文旨在阐述泛素化和SUMO化修饰对DEC1功能的拮抗调节过程,为了解时钟蛋白DEC1对多种信号通路的调控过程中的分子机制提供新的思路。     

植物根毛生长发育及分子调控机理

植物根毛是植物吸收营养的主要器官, 了解根毛的发生、发育及遗传规律, 能对植物的养分吸收研究提供有利依据。文章旨在介绍植物根毛形态发生特性、发育生长过程及分子调控机理的研究进展, 利用比较基因组学方法研究农作物根毛形态和功能, 及有目的性的对根生长发育进行调控提供参考。研究发现植物根毛发育有反馈侧向抑制(lateral inhibition with feedback)和位置决定模式(position-dependent pattern of cell differentiation)两种方式。拟南芥根表皮细胞是以位置方式决定毛或非毛细胞发育类型, 已成为研究植物细胞命运和分化的模型。目前, 已经鉴定出控制根毛发育的基因, 包括一些转录因子如MYB家族蛋白TRIPTYCHON(TRY)、CAPRICE(CPC)和basic Helix-Loop-Helix (bHLH)蛋白GLABRA3、ENHANCER OF GLABRA3(EGL3)及WD-repeat蛋白等基因。最后针对根毛研究前景提出展望。     

动物季节性繁殖分子调控机理研究进展

动物季节性发情繁殖涉及下丘脑-垂体-性腺轴系统复杂的神经内分泌过程,并受光照周期等环境因素的影响。褪黑激素则作为光周期信号分子调控动物季节性繁殖活动。近年来研究发现,对GnRH分泌有重要影响的Kiss1/GPR54系统既受褪黑激素的调控又受到性腺类固醇激素反馈调节,Kiss1/GPR54系统很可能是调控动物季节性繁殖的关键因子;同时动物季节性繁殖很可能还存在一条涉及TSH-DIO2/DIO3系统的逆向调控通路,该系统同样显著影响GnRH合成释放并受褪黑激素调控。文章就褪黑激素中心信号,特别是Kiss1/GPR54和TSH-DIO2/DIO3系统对繁殖季节性调控的最新研究进展进行综述。     

FaSPS1基因对草莓果实成熟调控的分子机理

该研究以草莓品种‘红颜’(Fragaria×ananassa‘Benihoppe’)为试材,分析了草莓果实发育不同阶段蔗糖磷酸合成酶基因(FaSPS1)的表达量变化,采用PCR方法克隆FaSPS1基因,构建带有报告基因的e-GFP植物表达载体,通过瞬时转基因方法转化草莓果实,采用观察绿色荧光和检测目的基因表达量的方法鉴定转基因植物,并分析FaSPS1基因超表达和反义表达后草莓果实的成熟发育以及与成熟相关的基因表达量变化,探究FaSPS1基因在果实成熟发育中的特殊作用,为深入了解草莓果实发育和成熟调控的分子机理提供思路。结果显示:(1)成功克隆得到FaSPS1基因(GenBank登录号AB267868.1);成功构建带有报告基因e-GFP的FaSPS1基因超表达载体和反义基因表达载体,通过瞬时转基因方法转化并经荧光和目的基因表达量检测的方法鉴定获得转FaSPS1基因草莓植株。(2)与空载对照和非转基因果实相比,FaSPS1基因过表达可促进草莓果实成熟,能够使草莓果实成熟期提前,且果实中蔗糖果糖含量升高;但反义表达后会抑制草莓果实成熟,果实中苹果酸含量升高。(3)基因超表达或者反义表达后,草莓果实成熟相关基因的表达量受到不同程度调控,其中糖代谢基因FaSPS2/3、FaSUT1,果实成软化基因FaEXP1、FaEXP3、FaXYL1以及激素代谢基因FaJAZ1、FaJAZ2、FaJAZ8、FaOPR3、FaPYL1、FaPYL8、FaPYL9、FaNCED1表达量变化最明显。研究推测,FaSPS1基因可能通过影响草莓果实中和成熟相关的糖代谢基因、果实软化基因以及激素代谢基因来调控草莓果实成熟。     

建兰花色形成的分子调控机理研究

为探究建兰花色形成的分子调控机理,该研究以同株建兰黄绿色、红色花瓣为实验材料,采用高通量Highseq测序技术进行转录组文库构建,从基因水平探索花色物质的合成代谢通路及关键调控基因的转录活性。结果表明:(1)转录组测序共获得131 110 030条过滤序列(Clean Reads)、106 479条单基因(Unigenes),通过NR、GO、COG、KEGG等公共数据库比对,获得了29 748个有注释信息的Unigenes。(2)建兰黄绿色花瓣与红色花瓣中包括20个类黄酮合成代谢相关差异表达基因,与黄绿色建兰花瓣相比,红色花瓣中776个基因转录表达量上升,589个基因转录表达量下降,在KEGG数据库被注释到93条代谢通路,涉及6条类黄酮合成代谢相关的途径,共20个差异表达基因(83Unigenes)。(3)QRT-PCR分析显示,所选20个基因在建兰2种颜色花瓣中的表达量比值趋势与转录组FPKM比值趋势一致,表明该研究获得的转录组数据具有较高的参考价值;其中分支酸、苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸4-羟化酶、4-香豆酸:辅酶A连接酶基因表达上调,有利于类黄酮前体积累;查尔酮合成酶、二氢黄酮醇还原酶、花青素合成酶基因在黄绿色花瓣中几乎不表达,在红色花瓣中表达明显上调,可能与建兰花色形成相关。     

植物开花的组蛋白甲基化调控分子机理

开花是指植物从营养生长转变到生殖生长的生理过程,是植物个体发育和后代繁衍的中心环节,既受遗传基础决定,同时又受到温度和光周期等多种环境因素的调控。在拟南芥中,已经分离了大量的与开花相关的基因,从遗传学上已初步形成了一个开花调控的网络。组蛋白甲基化是植物发育过程的重要调节方式,近年来关于其参与开花调控的研究有了重要进展。本文综述了具有代表性的组蛋白H3赖氨酸甲基化修饰参与调控植物开花发育的机制,提出该研究领域的发展方向和前景。     

小麦春化发育的分子调控机理研究进展

春化发育特性是小麦品种的重要性状,直接影响着小麦品种的种植范围和利用效率.本文就小麦春化相关基因的发现,以及对春化相关基因VRN1、VRN2和VRN3的克隆、表达特性以及春化发育分子调控机理方面的研究进展进行了综述.     

植物开花的组蛋白甲基化调控分子机理

开花是指植物从营养生长转变到生殖生长的生理过程, 是植物个体发育和后代繁衍的中心环节, 既受遗传基础决定,同时又受到温度和光周期等多种环境因素的调控。在拟南芥中, 已经分离了大量的与开花相关的基因, 从遗传学上已初步形成了一个开花调控的网络。组蛋白甲基化是植物发育过程的重要调节方式, 近年来关于其参与开花调控的研究有了重要进展。本文综述了具有代表性的组蛋白H3赖氨酸甲基化修饰参与调控植物开花发育的机制, 提出该研究领域的发展方向和前景。     

SUMO对NF-κB信号通路的调控作用

核转录因子NF-κB是一种广泛存在于真核细胞内的,具有多向性、多功能的重要调节蛋白,与机体免疫应答、炎症反应,以及肿瘤的发生发展等多种生理病理过程相关.蛋白质翻译后修饰对NF-κB信号通路能起调控作用,而小泛素相关修饰物(small ubiquitin-related modifier,SUMO)是近年报道的参与调控NF-κB信号通路的一种非常重要的小分子蛋白,本文就SUMO对NF-κB信号通路的调节作用做一介绍.