多功能的钙／钙调素依赖的蛋白激酶II介导的细胞信号传导

钙调素（Calmodulin,CaM）是一个特别的对钙敏感的蛋白,在钙信号传导通路中扮演重要角色钙／钙调素依赖性蛋白激酶（Calcium／calmodulin-dependent kinases（CaMKs））与荷尔蒙、神经迷质及其他信号引起的细胞反应相关、作为重要的第二信使,钙／钙调素依赖的蛋白激酶Ⅱ（CaM—KⅡ）是一类在细咆中无所不在的表达的蛋白激酶,能维持细胞内的钙浓度在很低的水平,再增加后续的特定的钙激动刺激。钙／钙调素依赖的簧白激酶Ⅱ独特的全酶结构和自我调节的性质使其对短暂的钙信号和胞内钙的变化能做出延长反应：本文从结构、合成、细胞分布、反应底物、生理功能等方面介绍了钙／钙调素依赖的蛋白激酶Ⅱ的激活对细胞信号传导的作用。     

细胞内信号分子传导的研究进展

近年来有关细胞内信号传导的研究,着重体现在Ca²⁺信号传导途径及相应的蛋白质分子如蛋白激酶C(PKC)、钙调素(CaM)、钙调素激酶Ⅱ(CaMKⅡ),同时也对Ras途径中出现的Vav、Rap、Crk、C3G等蛋白质分子以及cAMP和NF-κB途径作了有益的补充与修改.细胞外信号分子通过以上4种途径及其相互通讯(cross-talk),激活了某些蛋白激酶,调控了基因转录及其他相关功能,其中磷酸化对蛋白激酶及转录因子活性的调节起到了非常重要的作用.     

植物钙感受器及其介导的逆境信号途径

钙信号是植物生长发育和逆境响应的重要调控因子, 是植物生理与逆境生物学研究领域中的热点之一。当植物细胞受到外界逆境刺激时, 其胞内会产生具有时空特异性的Ca2+信号变化, 这种变化首先被胞内钙感受器所感知并解码, 再由钙感受器互作蛋白将信号传递到下游, 从而激活下游早期响应基因的表达或相关离子通道的活性, 最终产生特异性逆境响应。植物细胞通过感知胞内钙信号的变化如何识别来自外界不同性质或不同强度的刺激, 是近几年植物生物学家所关注的科学问题。文章主要总结了近几年在植物钙感受器研究领域中的最新进展, 包括钙依赖蛋白激酶(CDPKs)、钙调素(CaMs)、类钙调素蛋白(CMLs)、类钙调磷酸酶B蛋白(CBLs)及其互作蛋白激酶(CIPKs)等的结构、功能及其介导的逆境信号途径, 并提供新的见解和展望。     

苹果和葡萄果实发育过程中蛋白激酶特性的比较研究

在苹果 (MalusdomesticaL .Borkh .cv .RedStarking)和葡萄 (VitisviniferaL .×V .lubruscaL .cv .Kyoho)的不同发育阶段均检测到蛋白激酶活性 ,它们可被Ca2 强烈激活 ,表明依赖钙的蛋白激酶是苹果和葡萄果实中一类非常重要的蛋白激酶。钙调素 (CaM)对苹果和葡萄果实蛋白激酶没有激活作用 ,同时CaM拮抗剂calmidazolium、W7及三氟乙酸 (TFA)均可不同程度地抑制其活性 ,表明依赖钙的蛋白激酶中可能有含类似钙调素结构域的蛋白激酶(CDPK)的存在。在苹果和葡萄果实发育中 ,依赖钙的蛋白激酶无论在其活性变化还是特性上都存在着显著差异 :苹果果实发育的不同阶段依赖钙的蛋白激酶活性无明显变化 ,而葡萄果实在发育的第Ⅱ期蛋白激酶活性大大高于第Ⅰ、Ⅲ期 ;苹果果实依赖钙的蛋白激酶可被Mn2 强烈激活并对热敏感 ,而葡萄果实依赖钙的蛋白激酶却不受Mn2 及热处理的影响 ;此外 ,葡萄果实蛋白激酶活性不受磷脂酰丝氨酸 (PS)的影响 ,而苹果果实蛋白激酶可被PS激活 ,表明苹果果实中还可能有钙和磷脂激活的蛋白激酶即PKC的存在。苹果和葡萄果实发育中蛋白激酶种类、特性及其活性变化的不同 ,暗示了这两种果实发育调控的差异 ,也意味着苹果和葡萄果实发育调控可能与蛋白激酶密切相关。     

钙调蛋白依赖的蛋白激酶Ⅱ在卵母细胞减数分裂和受精中的作用

钙调蛋白依赖的蛋白激酶 (CaMK)是一类分布广泛的丝 /苏氨酸蛋白激酶家族 ,在钙离子和钙调蛋白存在的条件下发生自磷酸化而被激活 ,在细胞内对于钙信号的传递具有重要的介导作用 .近年来的研究表明CaMKⅡ是参与调节卵母细胞减数分裂的重要分子 ,在卵母细胞成熟、极体排放、受精和活化等过程中发挥作用 .CaMKⅡ作为Ca2 的下游信号分子 ,在受精后促进成熟促进因子 (MPF)和细胞静止因子 (CSF)的失活 ,并调节纺锤体微管的组装和中心体的复制过程 .虽然CaMKⅡ在减数分裂中的作用广泛而关键 ,但目前的研究主要集中于低等动物和小鼠 ,今后有待进一步阐明该蛋白激酶在其他哺乳动物中的作用和调节机制     

植物逆境胁迫相关蛋白激酶的研究进展

干旱、高盐、高温和低温等非生物胁迫及各种病虫害等生物胁迫严重影响植物的生长发育和作物产量.蛋白激酶主要通过激活不同的磷酸化途径介导外界环境信号的感知和传递,调控下游抗逆基因的转录表达,启动相应的生理生化等适应性反应来降低或消除危害.该文对近年来国内外有关与非生物胁迫和生物胁迫信号传导相关的受体蛋白激酶、促分裂原活化蛋白激酶、钙依赖而钙调素不依赖的蛋白激酶、蔗糖不发酵相关蛋白激酶和其它胁迫相关的植物蛋白激酶的研究进展进行综述,探索蛋白激酶介导的不同磷酸化途径应对逆境胁迫的信号传递网络,为进一步了解植物逆境分子应答机制提供依据.     

酸中毒后室性心律失常仿真研究

本文旨在分析酸中毒对心脏电生理活动的影响,探讨其诱发室性心律失常的机制.首先建立了具有pH和钙/钙调素依赖蛋白激酶Ⅱ(calcium/calmodulin dependent protein kinaseⅡ,Ca MKⅡ)调控作用的人体心室酸中毒计算模型,然后模拟了酸中毒过程中细胞和组织电活动的变化,并定量分析了心电图的改变情况.实验结果表明:在酸中毒期间,细胞动作电位时程的缩短和复极离散度的降低导致心电图QT间期缩短、T波幅值和宽度减小.同时,细胞静息电位的抬高和最大去极化速率的降低也促进了组织电兴奋的缓慢传导和传导阻滞.另外,酸中毒后的初期,肌浆网钙超载促进钙释放增多,导致细胞产生延迟后除极(delayed afterdepolarization,DADs),使心电图上表现为室性早搏.而缓慢传导、传导阻滞和室性早搏有利于折返波的产生,进而发展为室速.因此,酸中毒后细胞的触发活动是诱发室性心律失常的主要原因之一.     

钙调蛋白激酶Ⅱ对细胞生理功能的调节作用

钙调蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)是一种多功能蛋白激酶,作为细胞钙信号的重要响应分子广泛参与细胞生理功能调节,包括细胞形态、凋亡、迁移、兴奋-收缩偶联和骨重建等。本文在介绍CaMKⅡ分子结构及其活化机制的基础上,就其对细胞生理功能的调节作用作一综述。     

蛋白激酶D的生物学功能研究进展

蛋白激酶D(protein kinase D,PKD)属于钙/钙调素依赖性蛋白激酶家族中的丝/苏氨酸蛋白激酶家族,与其它蛋白激酶家族不同,蛋白激酶D的结构相对保守,但在很多方面都有重要作用。PKD对于细胞的增殖、凋亡有调节作用,在心血管、内分泌以及中枢神经系统中也有重要的生物学功能。本文就蛋白激酶D以上几方面的一些研究进展进行综述。     

钙不依赖性钙调素结合蛋白的研究进展

钙调素是普遍存在于真核生物细胞中、发挥多种生物学调控作用的信号组分.钙调素不仅在有Ca2 情况下通过与钙依赖性钙调素结合蛋白作用而传递信号,也能在相对无Ca2 条件下直接结合钙不依赖性钙调素结合蛋白而传递信号.综述了无钙离子结合钙调素及钙不依赖性钙调素结合蛋白的结构特性、钙不依赖性钙调素结合蛋白的种类及其可能的生物学作用,这将有助于我们深入认识钙调素介导信号途径的特异性、复杂性和多样性.     

蛋白激酶与植物逆境信号传递途径

蛋白质的可逆磷酸化是细胞信号识别与转导的重要环节,蛋白激酶主要催化蛋白质的磷酸化作用,植物中已发现并分离了大量蛋白激酶及其基因,它们介导了植物激素和胞外环境信号等引起的多种生理生化反应。文章着重介绍分裂原激活蛋白激酶（MAPK）、钙依赖而钙调素不依赖的蛋白激酶（CDPK）、受体蛋白激酶（RPK）、核糖体蛋白激酶和转录调控蛋白激酶等多种蛋白激酶在植物逆境信号识别与转导中的作用。     

受体相互作用蛋白激酶3的病理生理学作用及研究进展

受体相互作用蛋白激酶3(receptor interacting protein kinase 3,RIPK3)是受体相互作用的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族成员,可通过RIPK1-RIPK3-混合谱系激酶结构域样蛋白(mixed lineage kinase domain like protein,MLKL)途径或钙/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ(Ca2+/calmodulin-dependent protein kinaseⅡ,CaMKⅡ)介导坏死性凋亡,进而调节炎症反应和氧化应激,在心脏、脑、肝脏、肾脏等损伤和病毒感染中发挥重要作用。多种化合物可抑制RIPK3或者坏死性凋亡,具有潜在的临床应用前景。本文系统综述了RIPK3的病理生理学作用及相关研究进展。     

磷酸化修饰在病理性心肌肥大中的作用

心肌肥大与高水平神经-体液因子、血流动力学超负荷、心肌细胞的损伤有关，如果病因持续存在或未及时消除，最终将演变为慢性心力衰竭。在病理性心肌肥大的发生发展过程中，磷酸化修饰可以精确地调节和改善丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase,MAPK)、钙调磷酸酶(calcineurin,CAN)、钙调素依赖性蛋白酶Ⅱ(calmodulin dependent protein kinaseⅡ，CaMKⅡ)、蛋白激酶B(protein kinase B,PKB/AKT)、单磷酸腺苷依赖的蛋白激酶(adenosine 5-monophosphate-activated protein kinase,AMPK)、核因子κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)信号通路以及细胞自噬的稳定性和活性。本文分别总结了磷酸化修饰在病理性心肌肥大中的作用机制以及治疗或预防心肌肥大的潜在靶点，探索病理性心肌肥大中基于质谱的磷酸化蛋白质组学进展，为未来心脏病学转化研究提供参考。     

植物体内钙信号及其在调节干旱胁迫中的作用

钙作为植物体内第二信使广泛参与了植物响应的各种非生物和生物胁迫的信号传导。胁迫信号通过激活位于细胞质膜上的钙离子通道,产生胞质内特异性的钙信号,传递至钙信号感受蛋白,如钙调素(calmodulin,CaM)、钙依赖蛋白激酶(Ca2+-dependent protein kinases,CDPK)和类钙调磷酸酶B蛋白(calcineurin B-like protein,CBL)等,进而引起胞内一系列生理生化变化,最终对胁迫做出响应。钙信号在植物响应干旱胁迫信号系统中起枢纽作用,主要通过调节气孔运动,水通道蛋白(aquaporin,AQP)和抗氧化酶活性来减少水分流失,提高水分利用率,最终降低干旱对植物细胞的伤害,并具有一定的生态学功能。该文对近年来国内外有关植物体内钙信号的研究进展以及在干旱逆境中的调节作用进行综述,并对今后的研究做了展望。     

钙调神经磷酸酶的研究进展

钙调神经磷酸酶(CaN)是一种受Ca²⁺/钙调素调节的丝/苏氨酸蛋白磷酸酶,广泛存在于哺乳动物的组织细胞中,作为Ca²⁺信号下游的一种效应分子,参与多种细胞功能的调节.在T细胞活化的信号传导中起到调节枢纽的作用;在神经递质的释放、突触可塑性方面亦有重要的调节作用.新近的研究表明,CaN在心肌肥厚的发生发展中起到中心作用.对CaN的分子结构、酶学特性、组织分布、信号传导及生物学功能方面的研究进展进行了介绍.     

钙调蛋白依赖的蛋白激酶Ⅱ在卵母细胞减数分裂和受精中的作用(英)

钙调蛋白依赖的蛋白激酶（CaMK）是一类分布广泛的丝/苏氨酸蛋白激酶家族,在钙离子和钙调蛋白存在的条件下发生自磷酸化而被激活,在细胞内对于钙信号的传递具有重要的介导作用.近年来的研究表明CaMKⅡ是参与调节卵母细胞减数分裂的重要分子,在卵母细胞成熟、极体排放、受精和活化等过程中发挥作用.CaMKⅡ作为Ca²⁺的下游信号分子,在受精后促进成熟促进因子（MPF）和细胞静止因子（CSF）的失活,并调节纺锤体微管的组装和中心体的复制过程.虽然CaMKⅡ在减数分裂中的作用广泛而关键,但目前的研究主要集中于低等动物和小鼠,今后有待进一步阐明该蛋白激酶在其他哺乳动物中的作用和调节机制.     

膜联蛋白A1在恶性肿瘤中的研究进展

膜联蛋Al(Annexin Al,Anx Al)是一类细胞中广泛存在的钙磷脂结合蛋白,具有高度保守的C端中心结构域和独特的N末端,参与多种重要的细胞生理过程.其作为蛋白激酶C及酪氨酸蛋白激酶的底物参与MAPK/ERK信号传导通路,并作为PLA2的抑制剂调节细胞活动.近来多项研究表明膜联蛋白Al通过调节MAPK/ERK信号传导通路参与多种肿瘤的发生,并且参与肿瘤的分化与转移等.本文就膜联蛋白Al与恶性肿瘤发生、发展与转移之间的关系做一综述.     

植物感受盐胁迫及相关钙信号的研究进展

盐胁迫对植物的生长和发育造成严重影响,其危害包括渗透胁迫、离子毒害等,严重损害了农业生产和粮食安全。在盐胁迫下,植物相关感受器接受刺激,使得Ca²⁺通过细胞膜以及细胞内钙库膜上打开的Ca²⁺通道进入细胞质基质,导致细胞质内Ca²⁺浓度升高,产生钙信号。钙离子作为重要的第二信使,在植物细胞内和细胞间传递信号,信号往下游传递,在不同生长和发育阶段引起植物一系列的生理响应来应对盐胁迫影响。钙信号主要通过钙调蛋白（CaM）、钙调素样蛋白（CML）、钙依赖性蛋白激酶（CDPK）、钙调磷酸酶B样蛋白（CBL）和CBL互作蛋白激酶（CIPK）感知并将特异的钙信号信息传递到下游;从而激活植物盐胁迫生理响应。本文主要综述植物如何感知盐胁迫刺激,以及钙信号产生与传导机制,并对该研究领域需解决的问题进行了展望。     

Ras蛋白信号途径及其对线虫生长发育的调控作用

Ras蛋白是一个分子质量为21 kD左右的单体GTP酶,具有两种构象:GTP结合构象(Ras.GTP)及GDP结合构象(Ras.GDP),这两种构象在一定条件下可发生互变.由生长因子介导的Ras信号传导途径是诸多信号途径中与细胞增殖、分化密切相关的重要信号途径.受体型TPK/Ras/MAPK信号转导途径是是目前研究的最为清楚的受Ras蛋白调节的信号传导途径,该途径包括受体型酪氨酸蛋白激酶(RTK)、接头蛋白、鸟苷酸释放因子(GNEF)、Ras蛋白以及MAPK级联反应体系.目前,TPK/Ras/MAPK信号转导途径在秀丽杆线虫(Caenorhabolitis elegans中研究的最为清楚:Ras信号途径对于许多发育进程是必需的,包括阴门、子宫、交合刺、P12以及排泄管细胞的诱导分化;控制着性肌原细胞迁移、轴突导向;对细胞减数分裂粗线期具有促进作用.对C.elegans的研究加深了对TPK/Ras/MAPK信号途径结构、突变体表型以及与其他信号途径的互作的了解,将会促进Ras信号途径对植物寄生线虫调控作用的研究.     

钙调素依赖型蛋白激酶在植物开花调控中的作用

钙调素依赖型蛋白激酶已被证明在诸多信号传导过程中起重要作用.研究了这一类激酶在植物开花调控中的可能作用.将分离自玉米的钙调素依赖型蛋白激酶(maize calmodulin-dependent protein kinase 1,MCK1),经过基因羧基末端(此羧基末端含有该基因的钙调素结合区)缺失突变成为MCKt,该基因的表达不再受钙调素的调控,通过农杆菌转化法获得转基因烟草植株.结果表明,MCKt的表达显著影响烟草的开花发育程序, 导致植物主枝的花原基败育以及侧枝营养生长期的延长.败育过程首先开始于正在发育的花药,然后是整个花的衰老.侧芽营养生长期的延长表征为产生成簇的伸长、窄小而扭曲的非典型叶片.这些结果显示,钙调素依赖型蛋白激酶同源物在开花调控中起着重要作用.