微管解聚酶驱动蛋白家族成员KIF2A研究进展

驱动蛋白家族成员2A(KIF2A)是一种能够与微管相互作用的蛋白,它参与了细胞内物质运输、细胞迁移、细胞形态改变,以及有丝分裂细胞纺锤体动力学等重要的细胞活动。近年来研究发现,KIF2A凭借其独特的微管解聚能力,对神经元中神经突的生长以及细胞有丝分裂中染色体的运动起着重要的调节作用。将主要对KIF2A在脊椎动物神经元发育和细胞有丝分裂中所行使的作用和功能进行综述。     

分子马达KIF1A的研究进展

驱动蛋白家族成员1A(kinesin family member 1A,KIF1A)属于向微管正向端移动的驱动蛋白第三家族,它能够利用三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)水解释放的能量实现沿微管定向运动。KIF1A是轴突末端的突触囊泡体沿微管输运的重要载体,其马达结构域的突变将导致多种与神经有关的疾病和缺陷。文中主要综述了近年来KIF1A有关的生命过程和疾病的研究进展,介绍了KIF1A催化ATP水解反应的各中间态结构,同时基于这些结构信息,阐述了KIF1A的运动形式、核苷酸轮换机制和运动机理,并对今后的研究前景进行了展望,旨为KIF1A相关研究提供思路。     

细胞纤毛在信号转导与器官发育中的作用与机制

纤毛(cilia)是细胞表面的突起状细胞器,几乎存在于所有细胞表面,且广泛分布于组织和器官的上皮.纤毛由外部的纤毛膜和内部的轴丝组成,结构在进化上十分保守.根据微管组成和排列方式的不同,纤毛可分为9+2型运动纤毛与9+0型基本纤毛或非运动纤毛.作为一种特殊的感受器,纤毛通过影响细胞信号通路参与胚胎形成、心脏等内脏器官发育及人体重要生理活动.本课题组在国际上首次把前列腺素信号通路与纤毛生长及心脏发育相联系.研究发现,ABCC4/LKT前列腺素转运蛋白从细胞内运输前列腺素E2(PGE2)至细胞外,并通过结合位于纤毛膜上的G蛋白偶联受体EP4影响细胞内c AMP浓度,调节纤毛内运输蛋白的正向速率,进而调控纤毛生长与心脏等器官的左右不对称性发育.纤毛生长或功能缺陷会引发先天性心脏病、多囊肾、视网膜变性等多种疾病.本文主要介绍纤毛参与调控细胞内信号转导与器官发育及相关纤毛疾病.     

调控KIF1A二聚化和活性的潜在的磷酸化位点

驱动蛋白kinesin-3家族中的KIF1A蛋白主要参与轴突上分泌囊泡前体的正向运输.KIF1A中的CC1-FHA片段能够形成稳定的二聚体结构,同时促进驱动蛋白的活性,但是其具体的调节机制尚未清楚.基于已有的CC1-FHA二聚体的晶体结构,我们发现在二聚体表面的"487SPKK490"位置存在潜在的磷酸化位点.证明了将487位点模拟磷酸化后将导致CC1-FHA二聚体的解聚.进一步,在487位点进行点突变将影响KIF1A的活性以及线虫中KIF1A介导的突触囊泡在轴突上的运输.因此,高度保守的"487SPKK490"可能对CC1-FHA片段二聚化和调节KIF1A活性起着关键性作用.     

VANGL2在人hUVEC细胞中初级纤毛装配和解聚的作用

动脉粥样硬化是心血管疾病的主要发病原因。大量研究显示,动脉粥样硬化的形成与内皮细胞的初级纤毛相关。探讨内皮细胞中的初级纤毛装配和解聚的机制,对于揭示动脉粥样硬化的发病机制具有重要的理论和实践意义。目前,作为平面细胞极化(PCP)信号通路的特有组分VANGL平面细胞极性蛋白2(VANGL2)在内皮细胞中与初级纤毛相关的研究甚少。因此,本研究构建VANGL2的慢病毒稳定干扰和过表达人脐静脉内皮细胞(hUVEC)系。从形态学上对初级纤毛分布的情况进行标记,同时用免疫荧光对VANGL2可能相互作用的蛋白质进行共定位检测,并利用免疫印迹进一步对其下游蛋白质蓬乱蛋白(DVL2)、初级纤毛装配相关蛋白质巴特-比德尔综合征8(BBS8)和纤毛内转运系统88(IFT88)、初级纤毛解聚相关蛋白质运动蛋白家族成员2A(KIF2A)和143位点处丝氨酸磷酸化的蓬乱蛋白(pDVL2)进行检测,用免疫共沉淀检测与VANGL2、下游蛋白质DVL2相互作用的蛋白质。结果表明,免疫荧光标记初级纤毛的荧光图显示,过表达VANGL2后初级纤毛数量显著增多(P0.05),其长度也较其他组更长,其定位方向更倾向于VANGL2富集的位置,并位于初级纤毛的基部。免疫荧光共定位显示,BBS8、IFT88均与VANGL2共定位,在过表达VANGL2组中均呈极性分布,PLK1也与VANGL2存在共定位情况,但整体上PLK1的表达量较低。免疫印迹结果显示,过表达VANGL2时,其下游蛋白质DVL2上调(P0.01)。同时,初级纤毛解聚相关蛋白质KIF2A也上调(P0.01)。此外,与初级纤毛解聚途径激活有关的pDVL2下调(P0.05),初级纤毛装配相关的蛋白质BBS8、IFT88发生上调(P0.01)。免疫共沉淀结果显示,VANGL2与DVL2存在相互作用关系,且VANGL2和DVL2均与KIF2A相互作用,但DVL2与KIF2A相互作用的程度较强。综上结果表明,VANGL2可能通过上调DVL2并增加DVL2与KIF2A的相互作用而促进初级纤毛的解聚过程。同时,通过下调pDVL2、上调初级纤毛装配相关蛋白质BBS8和IFT88而增加初级纤毛的装配过程。但在过表达VANGL2组中,初级纤毛装配的过程比解聚占优势,两者最终的平衡决定初级纤毛的发生情况,为进一步研究VANGL2在内皮细胞中初级纤毛装配和解聚的机制研究提供见解。     

PLAG基因家族研究进展

多形性腺瘤基因(pleomorphic adenoma gene, PLAG)家族包括PLAG1、PLAGL1和PLAGL2共3个成员,为锌指蛋白的新亚科。多项研究表明,PLAG家族蛋白作为核蛋白转录调节因子,主要对机体多种重要基因表达发挥调控作用。本研究旨在介绍PLAG家族蛋白的结构和生物学功能,并详细介绍PLAG家族在肿瘤治疗和动物育种中的作用和研究进展,以为今后的研究方向提供参考。     

植物锌铁转运蛋白ZIP基因家族的研究进展

金属离子对植物的正常发育至关重要,但过量又会中毒.植物体内的自动调节平衡机制会调节金属离子的吸收和运输,从而控制金属离子的含量.锌铁调控蛋白ZIP( ZRT,IRT-like protein)家族是广泛存在于植物中的转运蛋白,具有Ca2+、Fe2+、Mn2+及Zn2+等多种金属元素的转运功能.了解ZIP转运体在植物中如何发挥离子转运功能,从分子水平认识金属离子缺乏或过量积累的机理有重要意义.综述拟南芥、水稻、大麦、苜蓿和玉米ZIP家族成员及其研究进展.     

神经细胞初级纤毛在中枢神经系统疾病中作用的研究进展

初级纤毛广泛存在于哺乳动物中枢神经系统中,是神经细胞重要的胞外细胞器。初级纤毛中含有多种离子通道、G蛋白耦联受体、激酶等,提示初级纤毛可感受胞外信号并将信号转导至细胞内,从而引起细胞对外界刺激信号产生应答反应。近年来大量研究表明调控纤毛结构及功能的基因发生突变后,会导致许多单基因的遗传性疾病。当神经细胞初级纤毛中激酶、G蛋白耦联受体以及离子通道的功能异常后,往往会引起一系列的神经精神疾病、神经系统发育异常等神经系统疾病。本文就初级纤毛在神经系统疾病中作用的研究进展进行综述。     

TULP家族成员的生物学功能及相关疾病的致病机制

哺乳动物TULP家族成员包含TUB、TULP1、TULP2、TULP3和TULP4共五种，它们在哺乳动物多种组织中表达，与个体的生长发育、稳态维系、遗传及基因突变所致疾病关系密切。近年来对TULP家族成员的生物学功能及其与疾病的相关性已进行了深入的研究，如TUB所致肥胖-听力减退-视网膜三联征；TULP1的视觉功能与相关眼病治疗方法的探索及评估改进；TULP3除了在胚胎神经发育中的作用及其突变可致纤毛病多囊肾外，更成为相关肿瘤调控的研究热点；TULP4被证明与遗传所致畸形及阿尔茨海默症有关，同时因成为多种疾病的候选基因而受到广泛关注；而TULP2在雄性生殖中的作用也得到了初步的揭示。本文对TULP家族成员在哺乳动物中的生物学功能及其变异所致疾病的发病机制进行了综述，以期为相关疾病的诊断和治疗提供理论依据。     

Bcl-2家族蛋白的生理功能及结构基础

细胞凋亡是一个重要的生物学过程,对细胞命运及稳态的调控起着关键作用。B细胞淋巴瘤-2(Bcl-2)家族蛋白是凋亡途径的重要组分,其功能异常与多种疾病相关,包括癌症、神经退行性疾病和自身免疫疾病等。近十年涌现了大量关于Bcl-2家族蛋白生理功能及结构的报道,加深了我们对Bcl-2家族蛋白的作用机制及其病理意义的认识,且在过去几年中,许多针对不同Bcl-2成员的药物已经被开发并进入临床阶段。但Bcl-2家族蛋白功能和结构的复杂性及多样性导致该研究领域仍有大量问题尚待解决。该文总结了目前关于Bcl-2蛋白家族结构和功能的知识,还讨论了Bcl-2蛋白作为有效分子治疗靶点的药理学意义。     

hpc2研究进展

生物个体的胚胎发育以及细胞的增殖、分化,都同时受到多种基因的严格调控,PcG基因家族就是一类重要的发育相关基因.而hPc2基因是人PcG基因家族中的一个重要成员,其编码的HPC2蛋白,不仅可以和HPH、BMI-1以及RINGI等其他人类PcG蛋白结合形成HPC/HPH PcG复合体,以蛋白复合体的形式参与对homeotic基因的表达抑制,以维持机体的正常发育以及细胞的增殖和定向分化,还发现它能与其他多种蛋白质相结合,提示HPC2可能具有多种功能.因此,对hPc2的深入研究不仅有助于进一步阐明PcG基因家族的作用机理,扩展人们对基因表达调控的认识,还有助于发现PcG基因家族与其他信号转导通路的联系,更好地理解细胞信号网络系统.     

泛素连接酶复合物骨架蛋白CUL4B功能研究进展

CUL4B属于Cullin家族,该家族成员作为骨架蛋白参与构成真核生物中最大的一类泛素连接酶复合物——Cullin-RING E3泛素连接酶复合物(Cullin-RING E3 ligases, CRLs).由CUL4B作为骨架蛋白构成的CRLs称为Cullin4B-RING泛素连接酶复合物,简称CRL4B复合物,通过催化底物蛋白多泛素化或单泛素化而在多种组织、病理生理过程中发挥重要作用.本实验室和英国研究组几乎同时发现CUL4B突变导致人类智力低下综合征,从此开启了研究CUL4B功能的新方向.利用细胞模型研究发现, CRL4B复合物在调控细胞增殖和DNA损伤修复等生物学过程中发挥重要作用.同时发现, CUL4B在多种实体瘤组织中高表达,通过表观转录调控多种抑癌基因表达来调控肿瘤进程.利用小鼠(Mus musculus)模型研究发现CUL4B在胚胎发育、神经系统发育、生殖细胞发育、髓系细胞分化、脂肪细胞分化、胰岛delta细胞发育等多种组织发育和细胞分化过程中发挥重要作用.本文主要介绍了以上CUL4B功能的研究进展.     

转录因子家族DP蛋白与肿瘤关系的研究进展

E2F是一个重要的转录因子家族,通过调节靶基因的转录活性在细胞周期、DNA复制、生长、分化、凋亡等多种细胞进程中发挥关键的作用.转录因子家族DP与E2F结合形成E2F/DP异二聚体,对E2F的DNA结合亲和力和转录激活功能起到增强的作用,是生理状态下E2F必不可少的组成部分.DP蛋白家族有三个成员,即DP-1、DP-2和DP-3,其中DP-1具有三个异构体,DP-2具有四个异构体.DP蛋白家族成员以及异构体间存在结构和功能的差异,能通过组织特异性表达和显性负性方式在家族内部构成调节系统,对生理功能进行精细调节.E2F-1兼具抑癌和促癌双重作用,已得到人们的广泛关注.DP蛋白作为E2F的结合伴侣对其功能起到重要的调节作用,加之以DP-3在肿瘤细胞中的特异性表达,提示DP蛋白与肿瘤间存在密切的关系.本文就此将近年来的研究成果进行总结,并提出进一步研究的设想.     

动物bHLH转录因子家族成员及其功能

bHLH转录因子在真核生物生长发育调控过程中具有重要作用。动物bHLH转录因子包含45个家族, 分别参与调控神经元发生、肌细胞生成、肠组织发育以及环境毒素响应等生物学过程。过去20年里, 研究人员对动物bHLH家族成员鉴定及其生物学功能开展了广泛的研究。文章在介绍动物45个bHLH家族名称来源的基础上, 综述了小鼠、果蝇和线虫3种模式动物bHLH家族成员及其功能的研究进展。小鼠、果蝇和线虫中分别有114、59和42种bHLH蛋白。其中, 小鼠108种、果蝇47种和线虫20种bHLH蛋白的功能已比较明确, 功能未知的22种线虫bHLH蛋白中还有15种尚未归入相应家族。文章也对部分被误用的bHLH家族成员名称做了说明, 可为相关研究人员深入开展bHLH转录因子结构与功能的研究提供较为清晰和系统的背景资料。     

SOCS家族在中枢神经系统的研究进展

细胞因子信号抑制因子（SOCS）家族是一类对细胞因子信号通路具有负反馈调节作用的蛋白分子,参与多种细胞因子、生长因子和激素的信号调节。细胞因子对中枢神经系统中的各种生物效应具有广泛多样的调节作用,SOCS家族的许多成员在发育时期和成年的脑内均有表达,SOCS家族不仅与细胞因子信号调节及中枢神经系统多种功能的调节密切相关,而且可能是神经发育和分化的重要调控因子,并参与神经免疫内分泌调节。本文综述了SOCS家族的发现、结构特点、脑内分布以及在中枢神经系统中的功能等方面的研究进展。     

抗凋亡蛋白Mcl-1及其抑制剂的研究进展

骨髓细胞白血病蛋白Mcl-1是Bcl-2家族蛋白中重要的抗凋亡蛋白成员,其在多种恶性肿瘤(急性细胞性白血病、多发性骨髓瘤等)中都具有高表达的特点,导致肿瘤细胞对传统化疗药物及Bcl-2抑制剂产生耐药性。Mcl-1作为抗肿瘤药物研发的重要靶点正日益受到相关研究人员的关注,其中Mcl-1新型抑制剂以及联合抑制剂的研究取得了较大进展。本文将对Mcl-1蛋白结构和功能以及相关抑制剂的研究做更深入的分析和总结。     

小G蛋白ROP的研究进展

小G蛋白(small GTPases)是近年来研究细胞信号转导过程的热点问题,包括Ras、Rab、Rho、Arf和Ran5个亚家族,其中ROP蛋白是Rho家族成员,为植物特有,在调控细胞生长、发育及调节植物对环境响应等各方面起重要作用.对ROP蛋白的活性调节和功能进行了重点介绍.     

水通道蛋白在细胞中的调控

水通道蛋白是一个具有跨膜运输水分子功能的蛋白家族．其功能受到细胞精细调控,以维持细胞正常的生理状态,水通道蛋白异常将导致相关疾病的发生。重点介绍水通道蛋白在细胞中的调控机理。     

植物Rab蛋白的研究进展

Rab蛋白是小G蛋白超级家族中的成员之一。通过Rab蛋白氨基酸序列的系统进化分析表明,植物Rab家族又可分为8个亚家族,分别为RabA、RabB、RabC、RabD、RabE、RabF、RabG和RabH。Rab蛋白一般位于胞内特异膜系统的胞质面,它们是小泡运输的关键调节因子。Rab蛋白有非常保守的结构域,同时又具有功能多样性,它们在细胞分化、顶端优势、花粉管发育、根瘤形成以及生物和非生物胁迫反应中均起着非常重要的作用。该文对近年来国内外有关植物Rab蛋白的结构特点及其多样性功能的研究进展进行综述。     

溶质载体家族4结构、功能及疾病相关性研究进展

溶质载体家族4 (solute carrier family 4, SLC4)包括10个成员(SLC4A1～5, SLC4A7～11),分别表达于人体内多个组织,不同成员在其底物依赖、电荷转运化学计量和组织表达等方面有所不同,其共同功能是参与多种离子的跨膜交换,涉及许多重要的生理过程,如红细胞CO2运输、细胞体积和细胞内pH调节等。近几年,很多研究发现SLC4家族成员与人类疾病发生相关,当SLC4家族成员发生基因突变时,机体会发生一系列功能障碍进而导致一些疾病发生。本综述对SLC4家族各成员的结构和功能以及疾病相关性的研究进展进行了总结和分析,以期为此类疾病的防治提供参考。