水通道蛋白1-C末端肽段/GST融合蛋白的原核表达(简报)

水通道蛋白(Aquaporin,AQP)是一类选择性高效转运水分子的细胞膜通道蛋白,广泛存在于原核和真核生物细胞的细胞膜上,主要介导自由水分子的被动跨膜转运,对保持细胞内外液环境的稳态平衡起着重要的作用.     

水通道蛋白

水通道蛋白 (aquaporin,AQP)是对水专一的通道蛋白 ,普遍存在于动、植物及微生物中。它所介导的自由水快速被动的跨生物膜转运 ,是水进出细胞的主要途径。1　水通道蛋白的发现长期以来 ,普遍认为细胞内外的水分子是以简单的跨膜扩散方式来透过脂双层膜。后来由于在生物物理学研究中发现红细胞及近端肾小管对渗透压改变引起的水的通透性很高 ,很难单纯以弥散来解释。因此 ,一些学者推测水的跨膜转运除了简单扩散外 ,还存在某种特殊的机制 ,并提出了水通道的概念。1988年 ,Agre等在鉴定人类 Rh血型抗原时 ,偶然在红细胞膜上发现了 1种新的 2…     

冬虫夏草金水相生治疗肺脏疾病的作用及其生理基础

虫草及其衍生品保护肺、肾,具有抗肺癌、抗肺肾纤维化、保护肾功能、抗炎等作用,对支气管哮喘和肺癌辅助治疗的作用较好地体现了其补益肺肾的功效,而其对肺肾的共同作用暗合传统医学"金水相生"的理论。肺主气司呼吸、主行水,而肾主纳气、主水,对于机体的水液代谢共同发挥重要的作用。现代研究表明,肺和肾脏中与水液代谢相关的共同生理和病理学基础可能主要是水通道蛋白(aquaporins,AQPs)。AQPs在肺和肾脏中广泛存在,并参与调控二脏中水液分泌、吸收及细胞内外水的平衡。作为我国传统名贵中药,冬虫夏草具有补益肺肾、益精填髓等功效,而虫草及其相关产品在临床应用过程中体现出来的对肺肾相关疾病的共同调控效果,目前尚未有系统研究。文中基于金水相生理论,以水通道蛋白家族为生理学基础,就冬虫夏草对肺脏相关疾病的作用及机制进行综述,初步探索在金水相生理论指导下虫草通过对AQPs的调控,治疗肺部疾病的临床应用和科学内涵。     

牛磺酸跨膜转运的意义及机制

牛磺酸是正常存在于体内的含硫氨基酸,其跨膜转运对细胞渗透压的维持及细胞内外Ca~(2 )的稳态调节具有重要的作用。心肌细胞膜上存在Na~ /taurine协同转运系统。牛磺酸跨膜转运主要受Na~ 的调控,另外,渗透压、Ca~(2 )和K~ 等亦影响牛磺酸的转运。牛磺酸转运蛋白的克隆为进一步研究牛磺酸跨膜转运的 机制提供了新的手段。     

水通道蛋白AQP1,3,4,5在双峰驼肺中的表达

目的研究水通道蛋白AQPs在双峰驼肺中的表达情况,探讨双峰驼适应极干旱荒漠环境的呼吸生理机制。方法运用常规形态学统计方法和石蜡切片HE染色法对双峰驼肺组织形态结构进行统计与分析,免疫组化方法对双峰驼肺中AQPs的表达进行定位分析。结果双峰驼气管长且弯曲,肺较致密且含水量较黄牛高。免疫组化检测显示,在双峰驼肺中有AQP1、AQP3、AQP4和AQP5四种AQPs表达。其中,AQP1主要表达于肺毛细血管网、淋巴管以及气管上皮细胞顶膜面;AQP3主要表达于气管上皮基底细胞质膜上;AQP4主要分布于整个气管上皮杯状细胞基底侧细胞膜和肺泡Ⅱ型上皮细胞;AQP5表达于气管粘膜下腺腺体细胞管腔面和肺泡Ⅰ型上皮细胞膜上。结论呼吸道和肺组织形态学特征表明双峰驼对干旱沙漠环境具有很好的适应性,AQPs在双峰驼肺中的强烈表达,与气道润化、气道水平衡、气道表面液体层、肺内液体转运和肺内水平衡等生理过程有关,为其适应极干旱荒漠环境提供了分子生物学依据。     

水通道蛋白与脑部疾病

水通道蛋白是参与跨细胞水转运的膜通道蛋白家族成员,广泛存在于机体组织细胞中,参与水的分泌与吸收。近年来脑部的水通道蛋白成为研究热点。水通道蛋白在脑中的主要生理功能是参与调节脑内渗透压及电解质的平衡,维持脑脊液的分泌及平衡,并与各种脑部疾病的病理过程及其所造成的水肿密切相关。调控水通道蛋白的表达可以减轻各种脑部疾病造成的病理损伤和阻止脑水肿的形成,这为临床治疗脑部疾病提供了新的思路和方法。本文就水通道蛋白与脑部疾病的关系的研究进展作一综述。     

水通道蛋白对动物机体健康影响研究进展

水通道蛋白(aquaporins, AQPs)是一种重要的跨膜通道蛋白,在动物机体不同组织器官(脑、肝脏、肾脏、肠道等)中先后被发现,并具有特殊生物学功能.研究表明, AQPs不仅承担着动物机体内水和部分小分子物质的运输,而且在动物腹泻、便秘、应激和免疫等方面也发挥着关键作用.目前,关于AQPs的研究主要集中于对AQPs结构功能的挖掘,用敲除小鼠构建AQPs缺失模型并探讨其对人类机体健康的作用机制,以及AQPs对畜禽健康作用效应的探讨.本文主要综述了近年来AQPs对动物机体健康影响的研究进展,特别是对畜禽健康的营养调控策略进行了前景展望.同时结合生物信息学的方法预测畜禽与鼠AQPs基因和蛋白的同源性,以期为AQPs在动物营养研究及科学应用上提供理论参考.     

肺上皮跨膜离子通道与急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征关系研究进展

急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征是临床上常见的并发症,以肺水肿和过度的炎症反应为主要特征。急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征往往伴随着肺离子通道功能受损,而修复这些离子通道功能能缓解其临床进展。因此了解上皮钠通道、钠钾泵、囊性纤维跨膜转导调节因子和水通道蛋白等通道功能及其与急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征相互关系对更好治疗此类疾病有重要意义。     

微生物有机酸转运蛋白的研究进展

转运蛋白是一类膜蛋白,可介导生物膜内外化学物质的跨膜转运及信号交换。有机酸转运蛋白在微生物有机酸代谢的跨膜转运过程中发挥重要作用,根据转运蛋白有机酸转运的方向不同可以分为摄取转运蛋白和外排转运蛋白。在微生物代谢中,有些有机酸可以作为能源直接参与体内代谢,有些是能量转换过程中的重要中间产物;摄取转运蛋白的过表达,可以促进微生物细胞获取能源物质,高效的生产目标产物;有机酸摄取转运蛋白敲除或外排转运蛋白表达,有利于底盘细胞外排更多目标产物,进而促进有机酸的生物合成。研究有机酸转运蛋白的结构和功能,有助于解析微生物细胞有机酸生物合成及利用的机制,对于提高工业微生物对有机酸的利用及生物合成具有重要作用。本文综述了微生物有机酸转运蛋白分类和结构、转运方式和转运功能等方面,重点综述了转运蛋白在有机酸生产中的应用,为工业微生物有机酸的高效生物合成及未来发展提供参考。     

植物液泡膜水通道蛋白的结构、分布和功能研究进展

植物液泡膜水通道蛋白(tonoplast intrinsic proteins, TIPs)是植物体内水分子和一些小分子溶质跨液泡膜运输的通道。TIPs介导胞内或胞间的水分跨膜运输,在维持植物细胞的水分平衡过程中起着至关重要的作用。由于TIPs特异的定位在液泡膜上,长久以来一直被用作不同植物物种和组织中液泡识别的标记物。本综述介绍了液泡膜水通道蛋白的发现、结构、分类以及亚细胞和组织定位、基因表达和蛋白功能等方面的研究进展,初步探讨了植物液泡膜水通道蛋白研究中存在的问题及今后的研究热点,希望能为相关的科研人员在研究液泡膜定位的水通道蛋白中提供帮助。     

植物K+通道AKT1的研究进展

钾(K)是植物生长发育必需的大量营养元素之一, 主要通过根细胞的K⁺通道及转运蛋白介导吸收。AKT1是Shaker型K⁺通道家族的重要成员, 在植物根吸收K⁺和体内跨膜转运中发挥重要作用。该文综述了植物AKT1的分子结构、组织特异性表达、调控机制及生物学功能等方面的研究进展, 并对该通道今后的研究方向进行了展望。     

植物铜转运蛋白的结构和功能

铜(Cu)是植物必需的微量营养元素, 参与植物生长发育过程中的许多生理生化反应。Cu缺乏或过量都会影响植物的正常新陈代谢过程。因此, 植物需要一系列Cu转运蛋白协同作用以保持体内Cu离子的稳态平衡。通常, Cu转运蛋白可分为两类, 即吸收型Cu转运蛋白(如COPT、ZIP和YSL蛋白家族)和排出型Cu转运蛋白(如HMA蛋白家族), 主要负责Cu离子的跨膜转运及调节Cu离子的吸收和排出。然而, 最近有研究表明, 有些Cu伴侣蛋白家族可能是从Cu转运蛋白家族进化而来, 且它们在维持植物细胞Cu离子稳态平衡中也具重要功能。该文对Cu转运蛋白和Cu伴侣蛋白的表达、结构、定位及功能等研究进展进行综述。     

基于蛋白质跨外膜自转运系统的细菌细胞表面蛋白展示技术研究进展

革兰氏阴性菌Ⅴ型分泌系统是细菌病原蛋白分泌的主要途径之一,可分为Ⅴa-Ⅴe5个亚型,其中Ⅴa型(即经典的单体自转运蛋白)是细菌毒力和黏附因子向细胞外分泌的重要工具,其在内膜Sec易位子和外膜BAM蛋白复合体的协助下,通过2个连续的跨膜步骤介导蛋白质穿过阴性菌的内外膜.据信Va型是目前已知蛋白质跨膜转运时最简单的分泌途径...     

昆虫水通道蛋白的研究进展

昆虫水通道蛋白(Aquaporins,AQPs)是一种膜蛋白,它们是昆虫维持体内水分平衡的必要蛋白,有关它们的研究不断深入。因此,本文对昆虫水通道蛋白的最新研究成果进行了概述,旨在引起人们对该类蛋白的兴趣,以便系统了解和研究该类蛋白。目前研究表明:昆虫典型的AQPs是由250-300个氨基酸残基组成,其分子量在23-35 k Da,包含6个疏水性横跨膜区域、两个NPA结构单元(asparagine-proline-alanine)等。系统发育分析发现:已知昆虫AQPs可分为5大类,分别为DRIP、BIB、PRIP、RPIPs和LHIPs。昆虫AQPs除了运送水分子外,还可以运输其他的一些小分子溶质,如尿素、甘油、海藻糖等。它们还具有组织特异性表达特性,可能在昆虫的多个生理活动中起到重要的作用,因此它们的功能仍需进一步研究证实。此外,昆虫AQPs的深入研究还将会给害虫综合治理提供新的思路。     

脂肪酸跨膜转运蛋白及其表达的调控

细胞对长链脂肪酸的吸收主要是依靠脂肪酸跨膜转运蛋白来完成的,其异常表达与多种糖脂代谢疾病密切相关,因此有望成为早期诊断及临床治疗的重要指标。本文将对几种最为重要脂肪酸跨膜转运蛋白的结构、功能及其表达的调控做一综述。     

植物水通道蛋白生理功能的研究进展

自1992年第一个水通道蛋白AQP1被人们认识以来,从植物中分离得到了大量AQPs基因。AQPs在植物体内形成选择性运输水及一些小分子溶质和气体的膜通道,参与介导多个植物生长发育的生理活动,如细胞伸长、气孔运动、种子发育、开花繁殖和逆境胁迫等。就植物水通道蛋白的生理功能进行概述。     

P-糖蛋白结构及作用机制

ABC (ATP-binding cassette) 转运蛋白广泛存在于各种生物体细胞中,例如细菌的内层细胞浆膜和真核生物的细胞膜和细胞器膜.其利用与ATP的结合和水解供能进行底物的跨膜转运,其中一部分ABC转运蛋白能转运多种疏水性分子.P-糖蛋白隶属于ABC转运蛋白超家族,是研究最为透彻的一员,主要功能是防止机体对外来有害物质的摄入.P-糖蛋白(P-glycoprotein)由4 个基本结构域组成,2 个跨膜区和2 个位于细胞浆内的核苷酸结合区.核苷酸结合区参与ATP的结合和水解,而各由6 个α 跨膜螺旋组成的2个跨膜区联合构成了底物跨膜转运的通道.P 糖蛋白能转运多种不同结构的底物,包括脂类、胆汁酸、多肽和外源性化学物质,这对机体的生存至关重要,但同时也存在不利的一面,包括干扰了药物的运输,从而导致了多药耐药现象的产生.本文就P-糖蛋白的分子结构和作用机制的最新研究进展进行综述.     

植物Na+/H+逆向转运蛋白功能及调控的研究进展

Na+/H+逆向转运蛋白是一种调控Na+、H+跨膜转运的膜蛋白,对细胞内Na+的平衡和pH值的调控等活动具有重要作用。该文主要对近年来Na+/H+逆向转运蛋白功能及其调控的研究进展进行概述,着重讨论其在调控离子稳态平衡,液泡pH值大小与花色显现,以及在影响细胞,器官(叶片)发育,盐胁迫信号转导等方面的可能作用。     

蛋白纳米颗粒与细胞力电平衡

人体细胞的生命活动依赖于膜电位极化和胞内外离子不对称动态平衡(也称生物渗透压平衡)。膜电位改变及离子含量组成变化均参与了细胞对环境理化刺激的应激反应,调控其对环境改变的适应。最近的研究发现：人体血浆及细胞内的蛋白纳米颗粒变化参与了细胞膜电位的调控,与细胞内外离子的重新分布及跨膜渗透压的改变密切相关。电压依赖离子通道的激活及开放程度,是诱导细胞离子重新分布的重要调控机制,其活性与蛋白纳米颗粒调控的膜电位改变密切相关,且离子组成也参与了蛋白纳米颗粒吸附离子诱导膜电位变化的调节。因而,蛋白纳米颗粒是调控细胞膜电位平衡及生物渗透压平衡的重要物理机制,这一协同调控的力电活动与多种与蛋白纳米颗粒相关疾病的发生及治疗密切相关,该机制的阐明能为解析当前多种临床疑难疾病的发病机制提出新的研究方向。     

水通道蛋白7与脂肪细胞甘油运输

水通道蛋白是一类运输水分子的跨膜蛋白,对于调节细胞内外水的平衡具有重要意义。有些水通道蛋白如水通道蛋白7(AQP7)除了运输水分子外,还可运输其他小分子物质,如甘油等,故又被称为水甘油通道蛋白。脂肪细胞中AQP7参与了甘油的跨膜运输而影响脂肪代谢,AQP7的功能下降或缺陷将导致脂肪细胞中甘油释放受阻,脂肪水解减少而积累,最终引起肥胖的发生。AQP7在甘油运输过程中的作用及与脂肪代谢的关系使人们对肥胖的发生机制有了新的理解,从而为肥胖的治疗提供了新的思路。