eIF2α激酶和eIF2α磷酸化对特异的蛋白质合成的激活作用研究进展

eIF2是一种通用的真核翻译因子,它的α亚基在eIF2激酶作用下发生磷酸化修饰后,会引起翻译受阻,从而抑制蛋白质生物合成,近年来,在酵母和哺乳动物中观察到eIF2α磷酸化后,还能特异性激活某种蛋白质的合成,如酵母的GCN4蛋白,哺乳动物的ATF4蛋白。eIF2α磷酸化修饰后具备的特异性蛋白质合成激活作用的机制及其生物学意义,备受人们关注。     

白质消融性白质脑病致病基因EIF2B的突变功能研究

白质消融性白质脑病(leukoencephalopathy with vanishing white matter,VWM)是儿童最常见的遗传性白质脑病之一,是目前人类遗传性疾病中首个被确定由于mRNA翻译启动异常所致疾病,是由编码真核细胞翻译启动因子2B(eukaryotic translation initiation factor 2B,eIF2B)的五个亚单位(eIF2Bα、β、γ、δ、ε)的基因(EIF2B1-5)任一突变所致。eIF2B是一种鸟嘌呤核苷酸交换因子,调控全部mRNA的翻译起始过程。eIF2B突变功能研究尚处于起步阶段。EIF2B突变可能通过不同的途径影响eIF2B的功能。例如,通过影响eIF2B复合体的形成或其与底物的结合从而破坏eIF2B的鸟苷酸转移因子(GEF)活性或引起细胞应激反应异常。EIF2B突变是否影响胶质前体细胞的分化是VWM发病机制的另一个关键问题。     

蛋白激酶R样内质网激酶信号通路在内质网应激中作用的研究进展

蛋白激酶R样内质网激酶(protein kinase R-like ER kinase,PERK)是一种位于内质网膜上的I型跨膜蛋白,属于eIF2α上游激酶家族.当发生内质网应激时,PERK被激活,通过磷酸化真核细胞起始因子2α(eukaryotic initiation factor 2α,eIF2α)抑制蛋白质合成,并活化转录活化因子4介导的细胞凋亡途径,参与细胞的整合应激反应.PERK本身的活性可以被特异性的磷酸酶去磷酸化抑制,所调控的信号途径在心力衰竭、缺血-再灌注损伤及代谢异常等病理过程中发挥重要作用.     

真核翻译起始因子5A在蛋白质合成中的功能及机制

在蛋白质合成过程中,除核糖体、氨酰 tRNA和mRNA外,还有多种翻译因子参与其中。真核翻译起始因子5A（eukaryotic translation initiation factor 5A, eIF5A）是维持细胞活性必不可少的翻译因子,在进化上高度保守。eIF5A是真核细胞中唯一含有羟腐胺赖氨酸（hypusine）的蛋白质,该翻译后修饰对eIF5A的活性至关重要。1978年,人们首次鉴定出eIF5A,认为它在翻译起始阶段促进第1个肽键的形成。直到2013年才证实它主要在翻译延伸阶段调控含多聚脯氨酸基序蛋白质的翻译。在经过四十多年研究后,人们对eIF5A的功能有了新的认识。近期基于核糖体图谱数据的分析表明,eIF5A能够缓解翻译延伸过程中核糖体在多种基序处的停滞,并不局限于多聚脯氨酸基序,并且它还能够通过促进肽链的释放增强翻译终止。此外,eIF5A还可以通过调控某些蛋白质的翻译,间接影响细胞内的各种生命活动。本文综述了eIF5A的多种翻译后修饰、在蛋白质合成和细胞自噬过程中的调控作用以及与人类疾病的关系,并与细菌及古细菌中的同源蛋白质进行了比较,探讨了该因子在进化中的保守性,以期为相关领域的研究提供一定的理论基础。     

eIF3a与肿瘤发生、演进和干预的研究进展

真核翻译起始因子3(Eukaryotic translation factor 3,eIF3)是由多个亚单位组成的复合因子,其中eIF3a是其最大的亚单位。很多研究表明在酵母和哺乳动物细胞中,eIF3都参与了m RNA翻译起始,并对蛋白质的合成有很好的调控作用。值得一提的是eIF3a通过调控一系列与肿瘤的生成、细胞周期的调控DNA修复等过程相关的m RNA的翻译从而在肿瘤的发生、演进和干预中发挥重要作用。此外,研究发现eIF3a对RAF-MEK-ERK信号通路有抑制作用。eIF3a对蛋白质翻译的调节及其对RAF-MEK-ERK信号通路的影响使其有望成为肿瘤治疗的新靶点。本文将着重围绕eIF3a在肿瘤发生、演进和干预中的作用进行概述。     

应激颗粒的形成与生物学意义

真核细胞对外界压力刺激会做出一系列应答反应,如暂停蛋白质翻译系统,从而使细胞能更好地适应环境压力。通过应激颗粒（stress granules,SG）的形成包裹未被翻译的mRNA是该适应性调节的重要方式。研究表明,环境压力导致eIF2α上游激酶的激活从而磷酸化eIF2α,翻译起始受阻,随后,TIA-1、TTP等蛋白迅速与mRNP结合聚集成SG,并在微管蛋白的帮助下进一步向细胞核聚集,形成成熟的SG。当压力消失,SG依赖微管及其动力蛋白进行解聚,释放包裹的mRNA及蛋白。细胞内成熟的SG在转录后调节中发挥重要作用,并且通过其组成蛋白在肿瘤凋亡、病毒侵染、免疫、炎症反应及由蛋白错误折叠引起的疾病中发挥作用。该文首次综述了压力颗粒研究进展,为充分认识SG的病理生理性调节功能提供参考。     

禽传染性支气管炎病毒Nsp2蛋白与宿主蛋白eIF2α的互作鉴定

Nsp2蛋白是冠状病毒的非结构蛋白,在病毒早期感染中具有重要作用。【目的】为初步筛选可能与禽传染性支气管炎病毒(avian infectious bronchitis virus,IBV) Nsp2蛋白互作的宿主蛋白,鉴定Nsp2蛋白与真核翻译起始因子2α亚基(eIF2α)的相互作用。【方法】以pCAGGs-Flag-Nsp2和pCAGGs-Flag载体转染后的鸡胚肾(CEK)细胞为研究对象,利用免疫共沉淀(Co-IP)和液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术筛选出可能与IBVNsp2蛋白发生互作的宿主蛋白eIF2α,通过免疫共沉淀和间接免疫荧光试验进一步验证二者相互作用。【结果】经免疫共沉淀与质谱分析后筛选到97个可能与Nsp2蛋白互作的宿主蛋白,其中宿主抗病毒反应的关键蛋白eIF2α与Nsp2蛋白的相互作用通过免疫共沉淀和间接免疫荧光试验,表明二者存在直接互作关系,并共定位于细胞质中;此外,Nsp2蛋白表达和IBV感染都能显著提高宿主内源性eIF2α的转录水平。【结论】利用免疫共沉淀联合质谱技术筛选到CEK细胞中存在的97种可能与IBV Nsp2互作的候选蛋白,利用免疫共沉淀与...     

Mnk2与CBCVHL泛素连接酶E3复合物的相互作用

Mnk2即MAPK相互作用的激酶-2(MAP kinase-interacting kinase-2, Mnk2)是MAPK激活的蛋白激酶之一, 具有磷酸化真核翻译起始因子eIF4E(Eukaryotic translation initiation factor 4E)的作用, 但是eIF4E磷酸化的生理功能以及Mnk2在蛋白翻译过程中的确切地位并不清楚. 除了eIF4E外, Mnk2生理底物尚缺乏鉴定. 为了进一步寻找Mnk2新的生理底物, 揭示Mnk2的生理功能, 我们以Mnk2为“诱饵”, 运用酵母双杂交系统发现Mnk2能够与VHL(von Hippel-Lindau tumor suppressor), Rbx1(ring-box 1)和Cul2(Cullin2)相互作用, 并在哺乳动物细胞中验证了Mnk2和VHL的结合. 由于VHL, Rbx1和Cul2均为CBCVHL泛素连接酶E3复合物成分, 所以Mnk2参与了CBC^VHL泛素连接酶E3复合物的相互作用, 可能是其新的泛素化底物. 此外, 在酵母双杂交系统中, Mnk2还与VHL结合蛋白-1(von Hippel-Lindau binding protein 1, VBP1)相互作用, 由于VBP1在细胞骨架蛋白的成熟过程起重要作用并与胚胎形态的发生有关, 所以Mnk2可能还参与了细胞形状的调控.     

鱼类eIF2α激酶PKR和PKZ研究进展

PKR和PKZ是eIF2α激酶家族中2个重要的成员。由于其特殊的进化地位,鱼类具有一些自身特有的免疫因子和免疫机制。研究发现,斑马鱼、鲫鱼和草鱼的基因组中同时存在PKR和PKZ,其结构与功能既相似又不同。在细胞中,PKR是一种ds RNA受体,PKZ为一个Z-DNA/Z-RNA识别受体,它们都可能对病毒侵染产生应答。在病毒侵入鱼类细胞时,PKR和PKZ有功能的重叠,但也有作用机制的分化。     

真核翻译起始因子5A和多胺代谢及肿瘤的关系

真核翻译起始因子5A(eIF5A)是真核生物中普遍存在且高度保守的蛋白质,含有一个独特的氨基酸——羟腐胺赖氨酸,该氨基酸是在赖氨酸的基础上经翻译后修饰而成,该过程与多胺代谢密切相关。研究发现,eIF5A和多胺代谢以及肿瘤的发生发展密切相关,有望成为抗肿瘤靶向治疗新的分子靶点。现就eIF5A和多胺代谢及肿瘤关系的研究进展作一简要综述。     

真核翻译起始因子4G与肿瘤

真核翻译起始因子4G(eukaryotic translation initiation factor 4G,eIF4G)是eIF4F复合物中的一种"支架蛋白",在蛋白质合成的起始阶段中发挥重要的调控作用。近年来研究表明,eIF4G的两个亚型eIF4G1和eIF4G2跟许多恶性肿瘤的调控有密切关系,相对于相应的正常组织,eIF4G1在乳腺癌、宫颈癌、鼻咽癌、肺鳞状细胞癌、前列腺癌等恶性肿瘤中表达明显增高;而eIF4G2在弥漫性大B细胞淋巴瘤、急性髓细胞性白血病、膀胱移行细胞癌也有明显的差异性表达。因此,本文主要总结eIF4G、eIF4G1和eIF4G2的表达情况对肿瘤发生、发展及预后的影响,为肿瘤早期预测、靶向治疗及预后提供更好的理论依据。     

NDV诱导HeLa细胞发生核糖体应激及对翻译起始复合体的影响

[目的]研究新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV) HBUN/LSRC/F3株(以下简称NDV F3)诱导宫颈癌细胞(HeLa)发生核糖体应激后对eIF2α介导的翻译起始复合体eIF4F的调控作用。[方法]流式细胞术及CCK-8检测细胞凋亡;实时荧光定量PCR (quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)检测c-Myc基因表达;流式细胞术分析细胞周期;Western blotting技术检测c-Myc、RPS7、Bcl-2、NP、eIF4E及eIF2α蛋白的表达;Western blotting和免疫荧光染色技术检测NP、eIF4E蛋白定位。[结果]与阴性对照组相比,NDV F3抑制HeLa细胞增殖并诱导细胞凋亡。细胞周期中G₀/G₁期出现停滞,c-Myc表达呈时间依赖性抑制,c-Myc与Bcl-2蛋白表达量在0-48 h内逐渐下降,NP蛋白在24 h时生成并逐渐增加,RPS7、eIF4E和eIF2α蛋白含量在0-48 h内呈先增加后降低趋势。Western blotting定位分析及激光共聚焦显微镜结果显示NP蛋白主要存在细胞质中,NP与eIF4E存在共定位现象。[结论]NDV F3诱导HeLa细胞凋亡并引发核糖体应激反应,NP与eIF4E相互作用而抑制eIF2α介导的翻译起始复合体eIF4F形成,阻断其与宿主mRNA之间的联系,同时促进NDV F3 mRNA的翻译,最终造成宿主蛋白翻译抑制。     

癌症治疗的新靶点——eEF2K

真核生物延伸因子2激酶(eukaryotic elongation factor 2 kinase,eEF2K)由人类基因组eEF2K基因编码,归属于"α-激酶"非典型蛋白激酶小家族。eEF2K的活性要依赖于钙离子和钙调蛋白。研究显示,eEF2K在一定的代谢压力下能磷酸化并抑制真核生物延伸因子2(eukaryotic elongation factor 2,eEF2),进而抑制蛋白质合成过程中多肽链的延伸,使细胞中能量和氨基酸的消耗减少,帮助细胞适应营养或能量缺乏的不利条件。越来越多的证据显示,eEF2K可成为治疗癌症等疾病药物的新靶点。本文结合近年来报道的eEF2K小分子抑制剂探讨其在癌症等疾病治疗中的潜在价值。     

eIF4E抑制性蛋白翻译调控机制

真核生物mRNA的翻译调控,通常发生在起始阶段。异源三聚体复合物eIF4F中的eIF4E与mRNA5'端帽子结构的结合是该阶段的核心,而eIF4E抑制性蛋白正是通过与eIF4E的相互作用而调控着翻译起始过程,进而调控着翻译的速率。eIF4E抑制性蛋白对翻译的这种调控作用对细胞的生长、发育、癌症以及神经生物学方面有巨大影响,现主要就eIF4E抑制性蛋白的翻译调控机制进行综述。     

联合IFN-α与U0126的抗EV-A71作用及其机制研究

目的在细胞学水平明确IFN-α和胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase, ERK)通路抑制剂U0126联合用药对肠道病毒A71(EV-A71)感染的作用及其可能机制。方法利用病毒致细胞病变效应、病毒终点滴定实验以及Western blot,确定IFN-α和U0126联合用药对EV-A71抗病毒效果,对细胞干扰素(interferon, IFN)受体及其下游信号通路重要蛋白水平、ERK通路活性的影响。结果 IFN-α和U0126联合用药能有效发挥抗EV-A71增殖的作用(P0.01),同时也能有效抑制ERK通路磷酸化活性、阻断EV-A71 2A~(pro)介导的I型干扰素受体1(interferon alpha receptor 1, IFNAR1)表达水平下调(P0.001),并上调IFN信号通路重要分子eIF2α磷酸化(P0.001)。此外,利用ERK抑制剂(U0126和sorafenib)或特异性siRNA分别阻断ERK磷酸化活性后,可显著阻断肠道病毒2A~(pro)介导的eIF4GI切割和IFNAR1表达下调的作用,同时受染细胞EV-A71复制也显著下降。结论 IFN-α和U0126联合用药可通过有效地抑制ERK通路,抑制2A~(pro)依赖的切割eIF4GI和下调IFNAR1表达的作用,使得外源IFN-α能更有效与细胞膜上IFNAR结合,有效激活IFN抗病毒信号通路,从而发挥IFN抗EV-A71蛋白翻译及增殖作用。     

肾脏细胞CD36在炎症因子诱导的脂肪酸摄取及脂质沉积中的作用

慢性炎症和脂质代谢紊乱是慢性肾病的重要特征,炎症因子影响肾脏细胞脂质代谢的作用机制尚不清楚,该研究旨在探讨炎症因子是否通过上调脂肪酸转运酶CD36的表达促进肾脏细胞脂肪酸摄取及脂质沉积。通过给予HMCs及HK2细胞肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和白介素6(interleukin-6, IL-6)刺激处理24 h,应用qRT-PCR检测CD36的表达量,酶法检测HK2细胞内的甘油三酯(triglycercide, TG)水平。构建CD36过表达的细胞模型,使用荧光标记脂肪酸,观测细胞对外源性脂肪酸的摄取速率。然后利用小RNA干扰技术,构建CD36低表达的细胞模型,检测CD36低表达时细胞脂肪酸摄取速率及胞内甘油三酯、游离脂肪酸(free fatty acid, FFA)含量,葡萄糖调节蛋白78(GRP78)及内质网跨膜激酶(IRE1)的m RNA表达量。结果显示,炎性因子TNF-α和IL-6促进HMCs及HK2细胞TG的累积增加,并刺激细胞CD36的表达; CD36过表达促进HMCs及HK2细胞对FFA的摄取。当CD36表达被干扰后,炎性因子诱导的肾脏细胞TG及FFA的累积增加、FFA的摄取速率、细胞内GRP78、IRE-1的m RNA表达量及ROS含量均受到了抑制。该项研究表明,在HMCs及HK2细胞中,炎症因子可能通过促进CD36表达,导致细胞对FFA摄取增多,进而引起细胞脂质积聚;干预CD36能够改善炎性因子引起的脂质积聚、内质网应激以及细胞损伤,提示CD36可作为慢性肾脏疾病的潜在治疗靶点。     

神经酰胺代谢及凋亡信号调节

鞘磷脂途径是一普遍存在的信号系统。神经酰胺在该途径中起第二信使分子作用。一系列合成酶或分解酶参与神经酰胺在细胞内的代谢。神经酰胺激活大量应激相关酶,如神经酰胺激活的蛋白激酶、激酶抑制因子、Jun氨基末端激酶、蛋白激酶Cζ、蛋白磷酸酶1和蛋白磷酸酶2A等,介导细胞凋亡,在应激反应诱导的疾病或肿瘤治疗中起着重要作用。本文综述近年来有关神经酰胺及其代谢物在应激反应级联以及细胞凋亡中的研究进展。     

转eIF -5A及其修饰酶DHS基因选育作物新品种的研究进展

概述eIF -5A和DHS的研究与应用的进展.脱羧腐胺赖氨酸合酶(deoxyhypusine synthase,DHS)广泛分布在微生物、植物、动物的细胞中,同时参与真核细胞翻译起始因子eIF - 5A( eukaryotic initiation factor - 5A)的蛋白质合成及其延伸与折叠和翻译后修饰功能.可见eIF - 5A具有多种生物学功能,主要参与蛋白质翻译、合成蛋白质的延伸和折叠、细胞增殖、细胞周期的转化、mRNA的运输、降解、细胞衰老与凋亡等.而且eIF - 5A是DHS的唯一底物,DHS的表达被抑制的植物表现为速生、抗逆性增强、种子的产量和植株增高,开花期与果实储存期延长的特征.转调控DHS和eIF - 5A基因可能是一种农作物遗传育种的新途径.