内源性代谢分子——精氨酸/一氧化氮调节机体生理功能北大核心CSCD

精氨酸是人体中功能最多的氨基酸,作为多种内源性代谢产物如多胺、鸟氨酸、一氧化氮(nitric oxide,NO)等的前体物质,它在人体正常稳态的调节中中具有重要的生理功能。其中NO通过其特殊的理化性质及代谢过程在人体各个系统中担当着要角色。NO自被发现以来一直活跃在生命科学的前沿领域。但直到目前,NO的生理及病理作用仍然有许多问题有待更加深入地研究。本文对精氨酸/NO代谢途径及其中间代谢产物对机体正常生理功能、自稳态调节做一个简要的综述。     

植物精氨酸及其代谢产物的生理功能

L-精氨酸在植物中除作为一种重要的氮素贮藏营养物供再利用外,还是生成多胺（PA）和-氧化氮（NO）等的前体物质,而PA和NO都是植物中重要的信使分子,参与包括生长发育、抗逆性等在内的几乎所有的生理生化过程。精氨酸脱羧酶（ADC）、精氨酸酶和一氧化氮合酶（NOS）是L-精氨酸分解代谢的关键酶,精氨酸可经ADC或精氨酸酶-鸟氨酸脱羧酶（ODC）途径形成PA,也可经NOS途径形成NO,3个酶活性的相对强弱,决定了精氨酸的代谢方向。根系在越冬期间会积累丰富的精氨酸;精氨酸代谢对于植物感知和适应环境变化有重要意义。     

神经元型一氧化氮合酶(nNOS)与疼痛

一氧化氮(NO)是神经元细胞内一种新型的神经递质,它由一氧化氮合酶(NOS)催化而成。在神经系统中神经元型一氧化氮合酶(nNOS)是NO合成的关键酶。大量研究表明,nNOS可调节多种生理和病理过程诸如炎性痛和神经病理性疼痛。该文通过介绍nNOS的结构、分布和影响nNOS活性的因素,阐述了nNOS在病理性疼痛中的重要作用,为此可通过调节nNOS表达来达到调节生理和病理过程。     

蛋白激酶C的分子异质性

蛋白激酶C(PKC)是由多种亚类组成的蛋白质大家族;这个家族成员具有各自独立的酶学特性、不同的组织表达及胞内定位;在加工与调节对外来信号起反应的生理与病理应答过程中,不同亚类的激酶有不同的功能。     

SIRT2在糖脂代谢调节中的作用北大核心CSCD

Sirtuins是一类进化上高度保守,NAD^+依赖的去乙酰化酶家族。Sirtuins(SIRT1-SIRT7)可通过不同的机制和作用靶点参与衰老、代谢,应激反应、炎症反应、肿瘤形成等生理或病理生理过程,其中SIRT2主要分布于胞质和细胞核中,可以通过对不同的底物去乙酰化,从而调节底物的活性,参与机体一系列生理病理过程。本篇综述主要讨论了SIRT2的表达调控以及在糖脂代谢过程中的作用。     

葡萄酒苹果酸-乳酸菌精氨酸代谢研究概况

葡萄酒苹果酸-乳酸菌的精氨酸代谢会导致葡萄酒中氨基甲酸乙酯含量的增加,从而严重影响葡萄酒的饮用安全性。近年来研究表明,葡萄酒苹果酸-乳酸菌的精氨酸代谢途径是精氨酸脱亚氨基酶途径(Arginine deiminasepathway,简称ADI途径)。系统分析苹果酸-乳酸菌的ADI途径、精氨酸转运机制、ADI途径酶的调节等方面的研究进展,阐明葡萄酒苹果酸-乳酸菌的精氨酸代谢对酿造优质葡萄酒具有重要的理论和实际意义。     

肝细胞生长因子激活因子抑制因子-1的表达与功能

肝细胞生长因子激活因子抑制因子-1（hepatocyte growth factor activator inhibitor type 1,HAI-1）是一种Kunitz型丝氨酸蛋白酶抑制因子,定位于细胞的基底侧,具有膜型和分泌型两种形式,能有效抑制肝细胞生长因子激活因子HGFA和丝氨酸蛋白酶Matriptase的活性,参与HGF／c—Met信号传导途径调节。HAI-1在包括妊娠、再生及肿瘤等各种正常生理及病理状态下均有不同水平的表达,其表达水平的变化以及其与靶蛋白酶表达比例的变化直接影响到靶蛋白酶的活性,从而在调控个体发育、血管生成、组织损伤修复以及抑制肿瘤的侵袭性生长等生理和病理过程中发挥重要作用。     

一氧化氮参与炎症及自身免疫反应

一氧化氮(nitric oxide,NO)是一种无机气体。在生物体内有多种生理和毒性作用。哺乳动物体内多种细胞可产生NO,如内皮细胞、神经细胞、巨噬细胞、血小板等,其靶细胞也多种多样。NO在体内是通过一氧化氮合成酶(NOS)由L-精氨酸合成。NOS有原生酶和诱生酶两种。原生酶为钙依赖     

精氨酸代谢途径抗酸关键基因对乳酸乳球菌Lactococcus lactis NZ9000胁迫抗性的影响

【目的】寻找精氨酸代谢途径中与酸胁迫相关的关键作用因素。【方法】通过在Lactococcus lactis NZ9000中分别过量表达来源于Lactobacillus casei Zhang的精氨酰琥珀酸合成酶(ASS)和精氨酰琥珀酸裂解酶(ASL)改变精氨酸代谢提高酸胁迫抗性。【结果】与对照菌株对比,重组菌株在环境胁迫下表现了较高的生长性能、存活率和发酵性能。生理学分析发现,酸胁迫环境下,重组菌株细胞有较高的胞内NH4+、ATP含量和H+-ATPase活性,并显著提高了精氨酸脱亚胺酶(ADI)途径中的氨基酸浓度。进一步的转录分析发现,天冬氨酸合成、精氨酸代谢相关的基因转录水平上调。【结论】在L.lactis NZ9000中过量表达ASS或ASL可以引发精氨酸代谢流量的上调,进而提高了细胞的多种胁迫抗性。精氨酸合成途径广泛存在于多种微生物中,为微生物,尤其是工业微生物提高胁迫抗性提供了新思路。     

硫化氢对血管重构作用及机制的研究进展

硫化氢(H₂S)被认为是一种无色具有臭鸡蛋气味的有毒气体，大量吸入可导致多种组织器官的损害，严重者可导致死亡。但近年来的研究表明，H2S在心血管系统具有多种生理和病理调节作用，是心血管功能调节的第三种气体信号分子，主要由酶促反应生成，受多种代谢途径调节。作为一种生理性血管调节因子，H₂S具有抑制血管细胞增殖、凋亡和自噬，并调控血管张力的作用。H₂S通路的下调参与了多种血管疾病的发病，如高血压、肺动脉高压、动脉粥样硬化等，并且可以通过补充H₂S来调节血管张力，抑制血管炎症，防止血管细胞钙化、氧化应激和增殖以及调节血管细胞凋亡及焦亡，进而极大地帮助防治血管疾病，这一结论已在动物和细胞实验，甚至临床研究中得到验证。本文主要论述H₂S在血管生理和病理生理中的作用及作用机制的研究现状，旨在为多种血管疾病的防治提供新的思路和启发。     

5-脂氧合酶在中枢神经系统的作用

5－脂氧合酶（5LO）是机体催化花生四烯酸生成生物活性分子白三烯的关键酶,中枢神经系统神经元有5LO的显著表达,海马和小脑表达水平最高。5LO在体外神经元发育、老化及多种脑损伤过程中表达增高。5LO可能通过酶和非酶功能在中枢神经系统的生理和病理机制中发挥作用。糖皮质激素、褪黑素等参与5LO的转录调节。     

脂质过氧化物酶体增殖物激活受体在心脏生理与病理中的作用

心肌能量代谢状况是其结构与功能的重要决定因素,调节能量代谢是心脏疾病的有效疗法之一.脂质过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)是一组具有复杂功能的核受体超家族成员,与脂肪形成、糖脂代谢、炎症及肿瘤发生等多种生物过程有关.PPARs可通过调控编码脂肪酸与糖类氧化相关酶的基因转录而调节心肌代谢,在心脏多种疾病病理过程中其表达与活性均有明显变化,因此已被作为心脏病的治疗靶点之一.本文对PPARs在心脏生理与病理中的作用进行简要介绍.     

胰岛素受体及其底物与血管内皮生长因子

VEGF参与肿瘤发生与发展、缺血性血管病变、糖尿病小血管异常增生等多个病理生理过程,胰岛素受体及其底物作为VEGF的调节因素之一可通过多种途径影响VEGF的表达。文章综述了在糖尿病视网膜病变、肿瘤、缺血性血管病等不同病理生理条件下胰岛素受体及其底物对VEGF表达的影响,推测两者之间可能存在的调节机制。     

MAPK信号途径在一氧化氮抑制大鼠心肌肥大中的作用

实验观察了一氧化氮（NO）前体L－精氨酸对肾性高血压大鼠心肌组织eNOS蛋白表达及亚硝酸盐／硝酸盐含量、MKP－1蛋白表达及MAPK活性的影响,以及与心肌肥厚的关系,采用两肾一夹Goldblatt肾性高血压模型,随机分为5组：L－精氨酸高、中、低剂量组,分别于术后第5周给予L－精氨酸50、150及450mg/kg;L－NAME组,腹腔注射L－NAME 10mg/kg,同时给予L－精氨酸150mg/kg;高血压对照组,正常饮水,以及另设的一假手术对照组。用药8周后,用插管法测量大鼠动脉血压、左心室重与体重比值,用胶内原位磷酸化法测MFAPK活性、免疫印迹法检测心肌组织eNOS及MKP－1蛋白表达、酶还原法测定心肌组织亚硝酸盐／硝酸盐－硝酸盐含量。结果表明：（1）L－精氨酸可明显抑制肾动脉狭窄术后的血压升高、左心室重与体重比增加,增加心肌组织eNOS、MKP-1蛋白表达及亚硝酸盐－硝酸盐含量,降低心肌组织MAPK活性,其中以150mg/kg组作用最为明显;（2）NOS抑制剂L－NAME可明显抑制－精氨酸的以上作用,肾性高血压大鼠心肌组织eNOS蛋白表达下降。NO生成减少及MKP－1蛋白表达下降以及MAPK活性增强可能与高血压及心肌厚形成有关,L－精氨酸通过促进心肌组织eNOS蛋白表达、增加NO产生和MKP－1表达、减弱MAPK活性而发挥抗高血压及心肌肥厚的作用。     

尿素循环关键酶在肿瘤中的作用和机制

尿素循环是将机体代谢产生的氨经过一系列酶促反应生成尿素的过程,对于维持体内氨基酸水平及氨稳态有着重要的作用.完整的尿素循环几乎只在肝脏中进行,因此癌症中的尿素循环通常处于失调状态,肿瘤细胞可以通过调节尿素循环酶的表达来适应环境和调控生物合成,同时尿素循环失调会暴露出癌症的短板,了解尿素循环在癌症中的演变可以用于癌症的诊断和治疗.本文主要介绍尿素循环酶在不同肿瘤中的差异性调控,了解尿素循环在肿瘤细胞中的重编程,总结了尿素循环和肿瘤微环境、肿瘤治疗之间的关系.     

HIF-1α在骨组织细胞代谢及骨疾病中的调控作用

低氧诱导因子-1α(HIF-1α)是调节细胞对低氧应答的关键因子,可在氧含量降低时被激活,能够调节氧代谢、糖酵解等多种生理活动.骨代谢主要包括骨形成和骨吸收作用,均受到氧浓度等多种因素的调控.HIF-1α在细胞代谢、骨组织生理及病理过程的调控中起着重要的作用,能够增加骨组织的低氧耐受能力,调节骨形成和矿化过程.该文主要...     

DDAH1参与调控精氨酸代谢介导肿瘤发展的研究进展

代谢重编程是恶性肿瘤的标志之一。调控肿瘤的代谢重编程过程可以用来诊断、监测和治疗癌症。精氨酸在肿瘤生长中发挥重要作用,精氨酸代谢紊乱可能影响肿瘤的进展。双甲基精氨酸水解酶亚基1[N(G),N(G)-dimethylarginine dimethylamino hydrolase 1,DDAH1]可以通过DDAH1/不对称二甲基精氨酸(asymmetric dimethylarginine,ADMA)/一氧化氮(nitric oxide,NO)通路参与调控精氨酸的代谢,进而影响肿瘤的进展。本文主要综述DDAH1代谢通路及其调节机制、DDAH1在肿瘤中的研究进展,以及针对DDAH1靶向分子抑制剂的临床转化研究,旨在系统地展示DDAH1在肿瘤诊断、监测和治疗中的分子病理机制研究进展与临床转化领域的应用前景。     

植物细胞一氧化氮信号转导研究进展

一氧化氮（nitric oxide,NO）作为重要的信号分子,调控植物的种子萌发、根形态建成和花器官发生等许多生长发育过程,并参与气孔运动的调节以及植物对多种非生物胁迫和病原体侵染的应答过程。已经知道,精氨酸依赖的NOS途径和亚硝酸盐依赖的NR途径是植物细胞NO产生的主要酶促合成途径。NO及其衍生物能够直接修饰底物蛋白的金属基团、半胱氨酸和酪氨酸残基,通过金属亚硝基化、巯基亚硝基化和Tyr．硝基化等化学修饰方式,调节靶蛋白的活性,并影响cGMP和Ca2＋信使系统等下游信号途径,调控相应的生理过程。最新的一些研究结果也显示,MAPK级联系统与NO信号转导途径之间存在复杂的交叉调控。此外,作为活跃的小分子信号,NO和活性氧相互依赖并相互影响,共同介导了植物的胁迫应答和激素响应过程。文章综述了植物NO信号转导研究领域中一些新的研究进展,对NO与活性氧信号途径间的交叉作用等也作了简要介绍。     

柠檬酸合酶的分子生物学研究进展

柠檬酸合酶（citrate synthase,CS）是细胞内多种重要代谢途径的关键酶。CS可催化草酰乙酸和乙酰辅酶A之间的缩合反应生成柠檬酸和辅酶A。通常革兰氏阳性细菌、古菌以及真核细胞的CS为同源二聚体,而革兰氏阴性细菌的CS为同源六聚体。根据其在细胞内的定位不同,CS可分为线粒体CS、乙醛酸循环体CS、过氧化物酶体CS。这些同工酶在能量代谢、植物脂肪的代谢、脂肪酸的氧化及细胞解毒过程中起着重要作用。不同来源的CS空间结构、催化机制和动力学性质十分相似。针对其生化特性、空间结构特点、催化机制以及分子进化等研究进展进行综述。     

花生四烯酸的生物活性及其钙信号转导作用

花生四烯酸（arachidonic acid,AA）以酯化形式在膜磷脂中,细胞兴奋时多种信号转导途径可引起游离AA释放,并迅速代谢为具有生物活性的炎症物质,参与细胞免疫和炎症反应。目前大量研究表明,AA本身还直接参与细胞内生物功能的调节,包括影响酶功能,调控各种离子通道,尤其是直接导致细胞内信号转导,成为细胞膜受体兴奋－细胞内生物反应偶联的第二信使。但AA的作用机制及其生理和病理生理意义有待进一步研究。