Dynamin-I的功能结构域及其在突触囊泡内吞过程中的作用

在神经系统中,突触是神经元间信息传递的桥梁.突触囊泡通过胞吐和内吞作用完成一次突触囊泡循环.Dynamin-I(又称发动蛋白-1),为三磷酸鸟苷酶(GTPase)家族的一员,由四个功能结构域组成,分别为N末端GTPase域、普列克底物蛋白同源域、GTPase效应结构域和C末端脯氨酸和精氨酸富集域.目前大量研究证明,dyanmin-I的四个功能结构域各自具有特定的功能、接受不同的调控机制,在突触囊泡胞吞过程中发挥重要作用.因此深入研究dyanmin-I的四个功能结构域以及其在突触囊泡内吞过程中的生理调控的方式和位点,具有重要的理论和实践意义.     

内吞蛋白家族的研究近况

内吞蛋白是最近发现的一类功能蛋白质,主要参与细胞膜的物质运输和信息交流。内吞蛋白具有特殊的结构,家族成员之间有很高的同源性,成员蛋白一般多具有C端的SH3结构域和N端的溶血磷脂酸脂酰基转移酶结构域。C端的SH3结构域可与许多能结合SH3的蛋白质相结合,N端则参与细胞膜的内凹形成囊泡。内吞蛋白在神经递质的回收过程中发挥重要的作用,并在细胞的信号转递和凋亡过程中具有重要的作用．     

Dynamin1 在应激致海马损伤中作用的初步探讨

Dynamin1是Dynamin 家族中的一员,它在突触囊泡的内吞和循环过程中起着重要作用,但Dynamin 1 在应激致海马损伤过程中是否发挥作用还未见报道。为了初步探讨Dynamin 1 在应激致海马损伤中的作用,分别 建立了海马应激损伤的动物模型和细胞模型来进行研究,研究结果表明,随着应激强度的增大,大鼠海马长时程增强(long-term potentiation,LTP) 效应逐渐减弱,同时通过细胞模型FM1-43 荧光染色检测到海马神经元的内吞作用也逐渐减弱,而这两个模型中Dynamin1 的表达也分别相应地下降。这些结果提示：应激过程导致了
Dynamin1 表达水平的下降,进而造成突触囊泡的内吞过程受阻,致使海马LTP效应减弱,并最终导致海马学习记忆功能衰退。     

死亡受体6的胞内结构域对其亚细胞定位的调节

死亡受体6(death receptor 6,DR6)是死亡受体家族的一员,在免疫系统和神经系统中发挥着重要功能,然而,其亚细胞定位和调节机制尚不清楚。作者研究发现DR6不仅能够定位在细胞质膜表面,同时也存在于细胞内体系统。膜表面的DR6可以发生内吞,功能性单克隆抗体能够加速其内吞。通过构建一系列胞内结构域的缺失突变体,结果显示单独缺失丝氨酸/脯氨酸富集结构域,DR6在细胞膜表面定位显著增加,在内体定位显著减少。而分别缺失另外三个胞内结构域,DR6主要定位在细胞内体。以上结果提示DR6的胞内不同结构域在调控DR6的亚细胞定位和功能中发挥着重要作用。     

IRSp53和MIM同源结构域IMD相互作用蛋白质的鉴定

IRSp53(胰岛素受体酪氨酸激酶底物)和MIM(肿瘤转移消失蛋白)的同源结构域(IMD结构域)在IR-Sp53/MIM家族调控肌动蛋白动态变化的过程中起重要作用.IMD结构域具有使肌动蛋白纤维成束的活性,与小分子GTPase家族Racl也存在相互作用.然而,IMD结构域是否存在其它相互作用蛋白并不清楚.本研究利用GST pull down技术结合质谱分析从大鼠小脑中筛选IMD结构域的相互作用蛋白,得到了几个候选蛋白.其中,神经发育中下调蛋白NEDD9与IRSp53及MIM在小脑中存在类似的分布,体外实验进一步证明了两者之间的相互作用,暗示NEDD9是一种新的IMD结构域相互作用蛋白质.     

磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C基因研究进展北大核心

磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C是能够水解磷脂进而生成二酰甘油和三磷酸肌醇(两种钙离子信号转导途径中的第二信使)的一种酶。在动物中研究得很透彻,含有EF手性结构域、XY催化结构域、与磷脂结合的C2结构域以及高度保守的pleckstrin同源性(PH)域,每个结构域具有各自的相应的功能;但是植物中并不含有pleckstrin同源性(PH)域,而且在植物中发现C2结构域可以在不含有XY催化结构域和EF手型结构域情况下,单独行使结合细胞质膜的功能。近些年来,一些研究也证明了磷脂酶C在植物逆境胁迫中起着重要的调控作用。该文对磷脂酶C的结构与功能及其作用机制进行概述。     

磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C基因研究进展

磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C是能够水解磷脂进而生成二酰甘油和三磷酸肌醇(两种钙离子信号转导途径中的第二信使)的一种酶。在动物中研究得很透彻,含有EF手性结构域、XY催化结构域、与磷脂结合的C2结构域以及高度保守的pleckstrin同源性(PH)域,每个结构域具有各自的相应的功能;但是植物中并不含有pleckstrin同源性(PH)域,而且在植物中发现C2结构域可以在不含有XY催化结构域和EF手型结构域情况下,单独行使结合细胞质膜的功能。近些年来,一些研究也证明了磷脂酶C在植物逆境胁迫中起着重要的调控作用。该文对磷脂酶C的结构与功能及其作用机制进行概述。     

一氧化氮合酶FMN结合结构域的电子传递及调控机制研究现状

生物体内NO是在一氧化氮合酶（mitric oxide synthase,NOS）催化下生成的,NOS的结构包括C端还原酶域和N端加氧酶域。还原酶域中的FMN结合结构域既可接受来自NADPH-FAD结构域的电子,又可作为提供电子的供体,在调控催化过程中的电子传递方面发挥着重要作用。主要从FMN结合结构域的构象平衡及其对不同亚型NOS的动力学差异的贡献、FMN结合结构域自身的电荷性质以及NOS中其他结构域对FMN结构域的功能调控三个方面进行了论述,以期揭示NOS独特的电子传递催化机制。     

FHL2转录激活结构域的定位

LIM蛋白家族成员FHL2 (fourandhalfLIMdomainprotein)在转录调节、细胞凋亡及肿瘤的发生发展中都起着重要作用。利用GAL4转录因子中的DNA结合结构域 (DBD)和含有与DBD结合序列的荧光素酶报告基因(GAL4 LUC)构建了哺乳动物细胞转录激活系统 ,并利用该系统定位了FHL2的转录激活结构域。首先将GAL4 DBD序列以正确读框插入到pcDNA3载体的多克隆位点中 ,构建成真核表达载体pDBD ,再将野生型FHL2及其不同片段以正确读框与pDBD中GAL4 DBD序列融合 ,构建成野生型FHL2及其缺失突变体表达载体。将这些表达载体分别瞬时转染 2 93T胚胎肾细胞 ,野生型FHL2及其缺失突变体都得到了表达。利用GAL4 荧光素酶报告基因对野生型FHL2及其不同突变体的转录激活活性检测表明 ,在 2 93T胚胎肾细胞和乳腺癌MCF 7细胞中 ,野生型FHL2具有转录激活活性 ,缺失N端半个LIM结构域使FHL2转录激活活性降低 ,缺失C末端第二个LIM结构域对FHL2的转录激活功能影响不大 ,缺失C末端最后一个LIM结构域则使FHL2的转录激活功能完全丧失 ,而C末端缺失 2个LIM结构域使FHL2转录激活活性又有所恢复。这说明FHL2C末端最后一个LIM结构域对其转录激活功能是必需的 ,而C末端第二个LIM结构域可能对FHL2的转录激活功能有负调控作用 ,这种负调控作用取决于     

TBC蛋白家族成员在人类疾病发生发展中的作用

TBC(Tre-2/Bub2/Cdc16)是真核生物中普遍存在的一种由200个氨基酸残基组成的保守性蛋白质结构域,含有该结构域的蛋白质被称为TBC蛋白。TBC蛋白具有GTPase激活活性,可促进小G蛋白Rab-GTP水解为Rab-GDP,从而参与特异的胞内转运过程。在哺乳动物中,部分TBC蛋白具有十分重要的作用,其功能异常与人类疾病的发生发展密切相关。本文主要介绍了哺乳动物TBC蛋白的结构和功能,以及近年来TBC蛋白在人类疾病发生发展中的作用,以期为深入解析TBC蛋白的致病机制提供参考。     

肝细胞生长因子及受体传递的调节与内吞作用

肝细胞生长因子(HGF)是一种具有多重功能的细胞调控因子。HGF与其受体Met酪氨酸激酶(c-Met)的结合可激发多种生物学反应,从而调节细胞的增殖、分化、形态发生和侵袭运动等。有多种因素参与了HGF/c-Met信号传导的调控,从而防止信号的过度放大,其中Cbl1、Rab、泛素化激酶和HGF/c-Met的内吞等发挥了重要的作用。因此,对HGF/c-Met内吞过程的研究,了解内吞对于HGF/c-Met的信号传导及其调控的影响,探讨HGF/c-Met信号传导通路的调控机理和相互作用模式,可进一步阐明HGF/c-Met信号传导的调控机制,从而验证肝细胞中内吞作用直接调节HGF/c-Met信号通路的作用机制。     

不同品系肉鸡Gimap5基因的表达与功能

GTP酶免疫相关蛋白5 (GTPase immune-associated protein 5, Gimap5)参与T细胞稳态调控,在免疫和炎性反应等过程中发挥重要作用,但其在禽类中的功能与特性研究未见报道。文中以AA+肉鸡和三黄鸡为模式动物,利用RT-PCR克隆Gimap5基因全长编码序列并进行生物信息学分析,RT-qPCR技术分析Gimap5基因的组织表达分布特性及其在炎症反应中的功能特性。AA+肉鸡和三黄鸡Gimap5基因全长编码序列均为771bp,编码256个氨基酸,在不同物种间保守性较低。Gimap5蛋白N-末端AIG-1结构域和C-末端跨膜序列的α-螺旋结构分别在蛋白功能和细胞定位中可能发挥重要作用。Gimap5基因在AA+肉鸡和三黄鸡各组织中均有表达且变化规律相似,但两品系鸡之间或同一品系鸡不同组织间表达活性存在差异。在炎症反应中,Gimap5基因在血和肝脏中活性均显著下调(P<0.05),而在法氏囊中显著上调(P<0.01)。推测Gimap5是一个参与机体发育和炎症免疫反应的多功能基因,并具有炎症反应诊断标记物的潜在应用价值。     

植物Dof基因家族功能研究进展

Dof(DNA-binding with one finger)蛋白是植物特有的一类转录因子,在植物生长发育过程中起着重要的作用。在其N-末端有一个52氨基酸残基组成的高度保守的C2-C2单锌指结构,称为Dof保守域,能够特异性的识别植物启动子序列中的AAAG/CTTT作用元件,从而激活或抑制植物基因的表达;其C-末端的转录调控结构域,氨基酸序列较为多变,不具有保守性,是Dof蛋白在植物中功能多样性的基础;同时Dof蛋白也具有和蛋白相互作用的功能。在过去的十几年里,大量的Dof基因被克隆鉴定或从基因组数据库中预测出来,Dof蛋白在植物生长发育中的作用也受到更多关注。本文就Dof转录因子的特点,各物种中已经报道的Dof转录因子的数目、系统进化关系和分类及其生物学功能的进展进行了综述。     

保守GTP酶EF-G在蛋白质合成中的功能研究北大核心CSCD

延伸因子G(elongation factor G,EF-G)是一种保守的GTP水解酶,它是蛋白质翻译过程中一个重要的调控因子。同源模拟发现EF-G与核糖体保护蛋白Tet(O)具有相似的空间结构且都包含5个结构域,序列比对发现E.coliEF-G与Campylobacter jejuniTet(O)结构域Ⅳ保守的两个环状区不同。通过分子克隆构建EF-G嵌合体,表达纯化后的蛋白突变体通过核糖体依赖的GTP水解酶(GTPase)活性检测、多聚尿嘧啶(polyU)为mRNA合成苯丙氨酸多肽链、多聚核糖体的解聚检测及相关的体内实验,检测EF-G在肽链合成中的作用,结果发现EF-G嵌合体能够影响肽链生成过程中tRNA-mRNA复合物的移位,但不影响核糖体的再循环过程。     

膜联蛋白Ⅰ的结构和功能

膜联蛋白Ⅰ(annexin Ⅰ)是annexins蛋白超家族中的一员,是结构相关钙离子依赖的磷脂结合蛋白.具有annexins超家族所共有的中心结构域和承担各自独特功能的N端结构域.通过调控细胞内磷脂囊泡的聚集、炎症反应和磷脂酶A2的活性而参与细胞信号传导、细胞分化和细胞凋亡等细胞重要的生命过程.     

接头蛋白CIN85的结构与功能

CIN85与CD2AP构成了一个接头蛋白家族,在个体发育中担当重要角色并和多种疾病的病理机制相关。它们在功能结构域的序列上有很高的相似性,并具有细胞骨架蛋白的特点。近来研究表明CIN85在受体酪氨酸激酶(RTK)的内吞与降解、细胞凋亡、细胞局部黏附等许多生物学过程中发挥重要作用。     

具核梭杆菌CarRS双组分系统组氨酸激酶CarS的表达、纯化及生化活性测定

具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum)是一种条件致病菌,能够在结直肠癌组织中富集,影响结直肠癌发生发展的多个阶段。双组分系统在病原菌耐药性、致病性相关基因的调控和表达中起重要作用。本文以具核梭杆菌CarRS双组分系统为研究对象,重点对其组氨酸激酶蛋白CarS进行重组表达和性质研究。利用在线软件SMART、CCTOP和AlphaFold2对CarS二级结构和三级结构进行预测,其结果表明CarS蛋白具有2个跨膜螺旋区,包含9个α螺旋和12个β折叠结构;由两个结构域构成,一是位于N末端的跨膜域(氨基酸1–170),另一个是位于C末端的胞内域,胞内域由信号接收域(histidine kinases,adenylyl cyclases,methyl-accepting proteins,prokaryotic signaling proteins,HAMP)、磷酸受体结构域(histidine kinase domain,HisKA)和组氨酸激酶催化结构域(histidine kinase-like ATPase catalytic domain,HATPase_c)组成。由于全长的CarS蛋白未能在宿主细胞中表达,因此根据其二级、三级结构特点,构建了CarS胞内蛋白的融合表达载体pET-28a(+)-MBP-TEV-CarScyto,并在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21-CodonPlus(DE3)-RIL中进行过表达。经亲和层析、离子交换层析和凝胶过滤层析,最终获得纯度较高的CarScyto-MBP蛋白,终浓度达20 mg/mL。活性实验结果表明,CarScyto-MBP具有蛋白激酶和磷酸转移酶双活性,麦芽糖结合蛋白(maltose binding protein,MBP)标签对CarScyto蛋白的生物活性无影响。上述结果为深入解析CarRS双组分系统在具核梭杆菌中的生物学功能提供了一定的理论基础。     

炭疽致死因子的结构域及功能

致死因子(lethal factor, LF)是一种能水解丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)家族的金属蛋白酶,是炭疽毒素(toxin)的重要成分之一。炭疽LF由四个结构域组成:结构域Ⅰ主要负责与保护性抗原(protective antigen, PA)结合;结构域Ⅱ是主要功能区域;结构域Ⅲ具有高度可变性且能与底物特异性结合;结构域Ⅳ含有锌离子结合序列,发挥蛋白质的毒性作用。现就炭疽LF各个结构域的结构和功能,以及部分结构域中残基突变后对该蛋白质毒力的影响作一概述。     

Y-box结合蛋白功能及对肿瘤发生的影响

Y-box结合蛋白家族成员是一类高度保守的顺式作用元件, 广泛存在于原核及真核生物细胞中。它是一种多功能蛋白, 与转录调节、翻译调控、mRNA选择性剪接、DNA的修复、细胞增殖和再生等有关。Y-box结合蛋白的氨基酸序列包含3个结构域: 氨基酸N末端, 亲水结构域C末端, 冷休克结构域(cold shock domain CSD), 保守的冷休克结构域决定了Y-box结合蛋白的大部分功能。最近研究发现, 定位于细胞核中的YB-1蛋白在局部晚期非小细胞肺癌的预防上可作为新的靶位点, YB-1蛋白还可通过对抑癌基因p53启动子抑制起负调控作用, 此外, YB-1蛋白在PI3K/Akt信号通路中也起到重要的作用, 这些研究都为肿瘤的治疗提供了新的线索和启示。文章就Y-box结合蛋白功能及其对肿瘤发生的影响等方面进行概述。     

Vav3蛋白的调控机制及其生物学功能

Vav家族蛋白是Rho家族GTPase的鸟嘌呤核苷酸转移因子.Vav3作为Vav家族蛋白的成员之一,由8个结构域组成,其结构的复杂性赋予其功能的多样性.它可通过调节Rho家族不同成员的活性参与对MAPK、PI3K-Akt、NF-κB等信号转导通路的调控,在维持细胞形态、细胞黏附、血管生成、免疫功能的调节和细胞分化等过程中发挥重要作用.最近的研究发现,Vav3表达的失调与肿瘤发生密切相关,提示Vav3具有原癌基因的活性.本文对Vav3蛋白的结构、功能及其上下游的信号调节通路等进行了综述.