苋菜IRT1基因克隆、序列及表达分析

通过对镉超积累苋菜品种天星米铁转运蛋白基因( IRT1)的克隆、序列及表达分析,旨在为植物修复镉污染土壤奠定基础.依据同源克隆原理,通过RACE技术克隆苋菜IRT1基因及生物信息学方法分析基因序列结构和功能,Northern杂交研究基因表达.苋菜IRT1基因cDNA全长1135 bp,包含完整的阅读框,编码322个氨基酸.苋菜IRT1蛋白与已知铁转运蛋白相似性在53.70％-63.04％,具有铁转运蛋白典型的功能结构特征,即N端含有1个信号肽、氨基酸序列上具有完整的ZIP家族功能结构域( Pfam:Zip)和7个跨膜结构域(TMs).苋菜IRT1蛋白还具有1个COG0428超级家族(转运二价金属离子功能)、2个蛋白激酶C磷酸化位点和2个酪蛋白Ⅱ磷酸化位点.低铁胁迫时苋菜根中IRT1基因表达量增加,加镉处理没有改变IRT1基因表达量.因此,推断苋菜IRT1基因是ZIP家族的一员,具有转运二价金属离子功能,将基因在GenBank中注册,序列号为:GU363501,命名为AmIRT1.     

小肠铁释放机制及相关疾病研究进展

铁是生物体必需的微量元素。铁缺乏和铁过载均会导致铁代谢紊乱相关疾病,因此有关机体铁水平稳态的调节机制已成为了目前铁代谢领域的研究热点。小肠吸收细胞是调节肠铁吸收、肠铁释放,以及维持机体铁稳态的重要部位。最新的研究表明,铁从小肠吸收细胞基底端释放入血液循环,主要是由膜铁转运蛋白（ferroportin1,Fp1）介导,并在膜铁转运辅助蛋白（haphaestin,Hp）和铜蓝蛋白（ceruloplasmin,Cp）的参与下完成。其中Fp1在小肠铁释放过程中起着至关重要的作用。本文重点阐述铁释放相关蛋白Fp1的作用机制及其调节机制,并详细介绍Fp1基因突变导致的铁代谢相关疾病方面的最新研究讲展。     

拟南芥愈伤组织细胞类58K蛋白定位及多泡体的分泌途径

通常认为多泡体是原生质体和胞饮作用中的一种特殊的细胞结构, 是由细胞质膜的内陷所起源. 然而多泡体的起源、功能及其分泌途径以及与高尔基体和细胞壁的关系等问题一直存有争论. 本文应用动物细胞的58K蛋白的单克隆抗体、免疫印记、激光共聚焦显微技术在拟南芥和贯叶连翘愈伤组织中成功定位了类58K蛋白. 免疫电子显微镜的观察结果显示, 类58K蛋白存在于拟南芥愈伤组织细胞的高尔基体库槽、分泌泡、多泡体、细胞壁和液泡中. 由此我们认为多泡体与细胞壁和液泡发育的关系十分密切, 它起源于高尔基体并以分泌泡的形式将高尔基体所合成的物质运送至细胞壁和液泡. 所以多泡体的分泌途径可能是运送高尔基体合成的物质到细胞壁, 属于胞吐形式; 也有可能是运送相关物质到液泡中参与液泡的发育, 属于胞饮形式. 这主要取决于多泡体所运送物质的种类以及它将这些物质运往何处. 因此多泡体的分泌途径很可能有多种形式. 研究结果也显示应用动物细胞58K蛋白抗体可以定位植物细胞中的类58K蛋白, 说明植物细胞中存在与动物细胞相类似的蛋白.     

植物ZIP基因家族铁载体蛋白基因研究进展

主要概述了植物ZIP基因家族铁载体蛋白基因研究的最新进展。从结构和功能上介绍了铁载体蛋白基因IRT1、IRT2、LeIRT1、LeIRT2、P5RIT1和O5IRT1。应用Clustal X序列分析软件,对6个铁载体蛋白基因在蛋白质水平上比较后发现,与IRT1基因蛋白质序列有较高的同源性。植物ZIP基因家族铁载体蛋白基因主要受缺铁胁迫条件的诱导,在根部表达。表达的量与环境中的铁含量、时间、温度、光照等因素有关。铁载体蛋白基因在转录和转录后水平上被环境中的铁含量和植物体内的铁营养水平综合调控。转铁载体蛋白基因植物表现出较强的抗缺铁能力,预示其在农业生产上有广阔的应用前景。     

高等植物花色苷的液泡摄取机制

综述了高等植物细胞中花色苷被液泡摄取的机制。花色苷通过细胞质中定位于粗糙内质网细胞质面的多酶复合体合成后被膜包裹形成囊泡。这些囊泡主要向液泡移动,在移动中相互融合形成更大囊泡,最终将花色苷带到液泡膜的表面。在大多数情况下,花色苷经过液泡膜上的各种载体被迅速运进液泡。另外两种较少的是:(1)囊泡直接与液泡融合;(2)液泡膜自主形成大的管状内陷,使囊泡在内陷处指向液泡内腔"发芽"。在上述种种可能的具体过程中,花色苷以非修饰或修饰两种形式被摄入液泡。花色苷跨液泡膜运送可能通过4种模型实现,即由ATP结合盒型的载体介导、由依赖pH梯度的载体介导、由24-kD液泡蛋白前体衍生的蛋白质介导和由多重药物和有毒化合物排出家族的载体介导。据推测,不同植物利用不同的摄取机制将花色苷积累在液泡中,而多重机制也可能被单个植物种同时使用。     

饮食胆固醇吸收的研究进展

膜蛋白尼曼-匹克C1型类似蛋白1(Niemann-Pick C1 Like 1,NPC1L1)是介导肝脏和小肠细胞从胆汁或食物中吸收胆固醇的关键蛋白质。本文综述了NPC1L1蛋白的结构、功能及其介导肝肠细胞吸收外源胆固醇的分子机制。NPC1L1蛋白与脂筏蛋白Flotillin-1或Flotillin-2结合,在细胞质膜上形成富含胆固醇的膜微结构域,通过clathrin/AP2介导的囊泡内吞机制,将该NPC1L1-Flotillin-Cholesterol膜微结构域内吞运输至细胞内的内吞循环体上;内吞循环体上的胆固醇浓度下降后,NPC1L1-Flotillin复合物则由Cdc42和Myosin Vb.Rab11a.Rab11-FIP2蛋白运输至质膜,以执行下一轮的胆固醇吸收功能。NPC1L1蛋白的N端结构域可特异性结合胆固醇,是NPC1L1-Flotillin-Cholesterol膜微结构域形成所必需的,同时决定了胆固醇吸收的特异性。人群中NPC1L1基因的多态性与胆固醇吸收异常相关。本文还对未来的研究方向进行了探讨。     

膜铁转运蛋白1，铁调素的靶分子？

膜铁转运蛋白1是重要的跨膜铁输出分子,主要分布于十二指肠和单核巨噬系统的细胞膜上,参与机体的肠铁吸收和巨噬细胞对铁的再循环等过程。铁调素是调节机体铁代谢平衡的激素,机体通过肝脏分泌的铁调素对铁转运相关蛋白的表达进行调控,从而实现机体自身的铁稳态。最新研究显示,铁调素的靶分子可能是膜铁转运蛋白1,它通过直接的作用引起膜铁转运蛋白1的内化(internalization)、降解,从而调节其在细胞膜上的表达量,进而控制肠铁吸收和巨噬细胞对铁的再循环过程,以维持机体的铁稳态。     

MAG2复合体MAG2和MIP3二亚基缺失对植物生长发育的影响

真核细胞中,各细胞器之间的物质交流主要是通过膜泡运输完成的。膜泡运输依赖多种跨膜蛋白和可溶性蛋白的协同作用来完成。我们前期研究发现的拟南芥MAG2是在高尔基体与内质网之间的膜泡运输过程中起作用的拴留因子,MAG2与MIP1、MIP2和MIP3形成拴留复合体,对种子储藏蛋白从内质网的运离起重要的调控作用。为了深入了解MAG2参与的膜泡运输途径的分子机制,我们制作了mag2-1xmip3-1双重突变体。通过一系列观察分析发现,当MAG2和MIP3同时缺失,不仅种子储藏蛋白质的运输受到严重阻碍,植物的生长发育也受到严重影响,对环境条件的变化更加敏感。研究结果表明,MAG2复合体不仅调控蛋白质的运输,还对植物的生长发育有重要调控作用。     

天然免疫抗病毒效应分子Mx蛋白的结构与功能研究进展

Mx蛋白是很多物种中干扰素诱导的抗病毒状态的关键成分.它们是一类动素样GTPase,具有类似动素的结构和功能特点,例如自我组装以及和细胞内膜结合.Mx蛋白独特的性质使其具有广泛的抗病毒活性,它们作用于病毒进入细胞后不久、病毒基因组复制之前,抑制病毒复制周期的早期阶段.已知一些Mx蛋白识别病毒的核衣壳成分,干扰病毒基因组的复制.动素家族某些成员的晶体结构已经得到解析,解析Mx蛋白的晶体结构对理解其抗病毒机制以及防治新生突发病毒有重要意义.     

猪Mx1和牛Mx1蛋白在PK-15细胞中的表达及其对伪狂犬病病毒的抑制

目的:研究猪Mx1和牛Mx1蛋白在PK-15细胞中的表达并检测其是否对伪狂犬病病毒(PRV)具有抑制作用。方法:从IBRS-2细胞和MDBK细胞中分别调取猪Mx1和牛Mx1基因,并克隆到pc DNA3.1/myc-His(-)B,构建得到真核重组表达质粒,以脂质体转染的方法将其分别导入到PK-15细胞,从mRNA水平和蛋白质水平鉴定重组质粒在细胞内的表达情况,然后用细胞毒性试剂盒检测这两种蛋白是否对PK-15细胞具有毒性。之后,通过荧光定量PCR检测猪Mx1和牛Mx1在攻毒后不同时间、不同攻毒剂量的条件下对PRV的抑制情况,并观察100TCID50病毒攻击细胞72h后的病变程度。结果:成功克隆了猪Mx1和牛Mx1基因,经mRNA水平和蛋白质水平证实,两种重组质粒在PK-15细胞内能够正常表达。从荧光定量PCR和细胞病变的角度来看,细胞内表达的Mx1蛋白对PRV具有显著性的抑制(P0.001)。结论:猪Mx1和牛Mx1基因在PK-15细胞中表达的Mx1蛋白能够抑制PRV在胞内的复制。     

鳜鱼Mx蛋白全长cDNA的克隆和序列分析

Mx蛋白是一类由I型干扰素诱导表达的抗病毒蛋白。本研究以感染了鳜传染性脾肾坏死病毒(Infectious spleen and kidney necrosis virus,ISKNV)的鳜鱼为材料,提取肝脏总RNA,通过逆转录一聚合酶链式反应(RT-PCR)扩增出Mx蛋白基因的核心片段序列,再应用3’和5’快速扩增cDNA末端(RACE)方法PCR扩增Mx蛋白cDNA末端,最终获得鳜鱼Mx蛋白cDNA序列(GenBank登陆号：AY392097)。序列分析表明：鳜鱼Mx蛋白cDNA含有2391bp,其中编码区长1881bp,编码627个氨基酸残基,推测蛋白质分子量大小为7．15kDa。鳜鱼Mx蛋白具有脊椎动物Mx蛋白共有的结构特征：一个三联体GTP结合区域(GXXXSGKS/T、DXXG、T／NKXD)一个发动蛋白家族的典型结构特征序列(LPRGS／KGIVTR);以及C端高度保守的Leu拉链结构域。鳜鱼Mx蛋白全基因的获得为下一步研究鱼类Mx蛋白的抗病毒活性、作用机制,以及干扰素的检测奠定了基础。     

Rab蛋白家族在神经类疾病中的作用

细胞内膜囊泡运输是一个复杂的通路网络,Rab GTPases是膜囊泡运输的主要调节剂,通常被认为是细胞内吞和分泌系统中各种细胞器和囊泡的特异性标记和识别物。与Rab蛋白相关的轴突运输、内体运输发生障碍是造成神经退行性疾病的重要原因之一。本文主要介绍了Rab蛋白在多种神经退行性疾病病理机制中的作用机理与调控机制,同时讨论了线粒体和胶质细胞功能异常与Rab蛋白之间的关联。深入探究Rab蛋白的作用机制对人类神经性疾病的早期诊断和治疗具有潜在的指导意义。     

鳜鱼Mx蛋白全长cDNA的克隆和序列分析

Mx蛋白是一类由I型干扰素诱导表达的抗病毒蛋白.本研究以感染了鳜传染性脾肾坏死病毒(Infectious spleen and kidney necrosis virus,ISKNV)的鳜鱼为材料,提取肝脏总RNA,通过逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)扩增出Mx蛋白基因的核心片段序列,再应用3'和5'快速扩增cDNA末端(RACE)方法PCR扩增Mx蛋白cDNA末端,最终获得鳜鱼Mx蛋白cDNA序列(GenBank登陆号AY392097).序列分析表明鳜鱼Mx蛋白cDNA含有2391bp,其中编码区长1881bp,编码627个氨基酸残基,推测蛋白质分子量大小为7.15kDa.鳜鱼Mx蛋白具有脊椎动物Mx蛋白共有的结构特征一个三联体GTP结合区域(GXXXSGKS/T、DXXG、T/NKXD);一个发动蛋白家族的典型结构特征序列(LPRGS/KGIVTR);以及C端高度保守的Leu拉链结构域.鳜鱼Mx蛋白全基因的获得为下一步研究鱼类Mx蛋白的抗病毒活性、作用机制,以及干扰素的检测奠定了基础.     

单核巨噬细胞铁代谢相关蛋白的表达调控

人类机体的铁代谢表现为受限制的对外界铁的吸收和有效的机体内的铁的再循环利用,单核巨噬细胞系统通过吞噬衰老的红细胞,储存和释放铁,在机体铁的循环再利用方面起到了重要的作用。因此,单核巨噬细胞系统对整个机体铁稳态的维持非常重要。近年来,随着转铁蛋白受体1(transferrin receptor1,TfR1)、铁蛋白(ferritin,Fn)、二价金属离子转运蛋白1(divalent metal transporter1,DMT1)、膜铁转运蛋白1(ferroportin1,FPN1),以及铁调素(hepcidin)等在单核巨噬细胞系统中功能和调控机制研究的不断深入,日益加深了人们对单核巨噬细胞系统的铁代谢过程和调控机制的了解。该文综述了铁水平、NO以及炎症等因素对单核巨噬细胞系统TfR1、Fn、DMT1、FPN1、hepcidin等蛋白表达的调控及其机制研究的最新进展。     

Rab 蛋白调控胞内囊泡运输

细胞内各个细胞器之间通过囊泡的膜转运是真核细胞存在的基本。Rab蛋白确保了转运蛋白被运输至正确的目的地。Rab蛋白是小GTP酶中的一大家族,它通过募集其效应物蛋白,其中包括接头蛋白,栓系因子,激酶,磷酸酶以及动力蛋白等,调控了细胞膜的选取,囊泡出芽,去包被,转运以及膜融合等过程。本文主要从Rab蛋白循环着手,依次论述了Rab蛋白在囊泡出芽,去包被,转运和膜融合等过程中起到的作用,从而使读者对Rab蛋白能有一个更加系统的了解。     

膜融合机制研究进展

膜的融合是一个基本的生命过程,在生物的生长发育中有着重要作用。通过融合,两套独立的双层脂分子合二为一,完成一定的生物功能。膜融合分子机制的关键在于其主要成分：融合蛋白。Ⅰ、Ⅱ类病毒融合蛋白形成“发夹”,胞内囊泡与目标膜各提供的融合蛋白形成“类亮氨酸拉链”,这些结构将独立的膜拉近,继而促使膜合为一体。细胞与细胞间融合蛋白的作用机制目前还未明确,在各种膜融合中,脂双层的变化可能是类似的,但介导融合的分子机制应该是不同的。目前,对于膜融合很多方面的理解还停留在假说阶段。理解了膜融合的过程和分子机制不仅将极大地促进生物学的发展,更重要是将为相关的疾病治疗打下坚实的基础。     

囊泡转运蛋白SM蛋白家族的研究进展

真核细胞中含有多种不同功能的转运囊泡。虽然转运途径和携带物质各异,但细胞转运的基本分子机制却呈现出高度相似性和保守性。大多数转运途径都需要一种SNARE（Soluble NSF Attachment Protein Receptor）蛋白质复合体介导转运膜泡与靶膜的融合。同时,另一个蛋白家族,Secl／Muncl8蛋白（SM蛋白）也在囊泡运输中发挥重要作用。但是相比于对SNARE蛋白的认识的一致性,在不同的研究中SM蛋白的功能及其与SNARE复合体的相互作用方式却不尽相同。以下综述近年来有关SM蛋白结构和功能的研究进展,并归纳SM蛋白分子的作用机制、功能以及应用。     

真核细胞内膜泡运输的分子机制

真核细胞内一些蛋白质需靠膜泡进行定向运输,膜泡是在外衣蛋白的作用下形成的,根据外衣蛋白的不同,膜泡分为笼蛋白,COPⅠ和COPⅡ外衣膜泡,这些外衣膜泡分别在细胞内不同供膜（donor membrane)处形成,因为被运输蛋白具有分选信号可与供膜上相应的受体结合,所以能被包裹在特异的膜泡之中,在膜泡形成过程中,外衣蛋白在“芽生”膜泡的细胞质侧组装成笼状外衣,帮助“芽生”膜泡从供膜处脱落,一旦笼状外衣膜泡脱离供膜,笼状外衣蛋白便发生解聚而成为无衣膜泡,无衣膜泡在Rab蛋白的调控下可定向运输蛋白质,而解聚后的外衣蛋白可重新介导新的外衣膜泡形成。     

铁代谢与铁调素hepcidin

铁是机体必需的营养元素。然而,铁过载则导致细胞的损伤。由于生物体缺少排泄铁的机制,因而,肠铁吸收的调控便成为维持机体铁稳态的关键。新近研究发现hepcidin对机体铁稳态的调节起着至关重要的作用,被人们称为铁调节激素。Hepcidin主要在肝细胞中合成,之后分泌至血液将体内铁需要的信号传至小肠,调控肠铁的吸收。这一过程主要通过调节小肠铁转运相关蛋白的表达而实现。任何影响hepcidin表达的因素都可能破坏体内的铁平衡,造成铁代谢相关疾病。