细胞内吞循环运输通路及其分子调控机制

内吞运输对于细胞与外界的物质信息交流至关重要,其过程涉及对胞外大分子、膜磷脂、膜蛋白内吞及分选的精细调控。在内吞运输系统中,循环运输通路负责将膜蛋白和磷脂等送回质膜,维持质膜组成的稳定,保障多种细胞生物学过程的正常进行,如营养吸收、细胞极性形成、细胞迁移、细胞分裂、突触可塑性、免疫应答、生长因子受体调控等。真核细胞中存在两大类循环运输通路,分别是网格蛋白依赖内吞货物蛋白的循环运输(CDE货物循环)和非网格蛋白依赖内吞货物蛋白的循环运输(CIE货物循环)。在体内具有重要生理功能的转铁蛋白受体TfR和低密度脂蛋白受体LDLR是CDE循环的代表性货物膜蛋白。近年,受CIE货物循环调控的重功能膜蛋白被逐步发现,如IL2受体α-亚基、主要组织相容性复合体MHC ClassⅠ、葡萄糖转运因子GLUT4等。因而,对CIE货物循环调控机制的研究越来越受到学界关注,相关研究既有重要的细胞生物学理论意义,也能为诸如Ⅱ型糖尿病和癌症等重大疾病的诊疗策略提供科学依据和潜在治疗线索。相较于CDE货物循环,学界对CIE货物循环的研究开展较晚,对其调控机制的了解也较少。为此,本文在介绍内吞循环运输通路类型及其特点的基础上,着重关注CIE循环运输调控的分子基础,对CIE货物循环研究领域的新进展、新研究体系进行了归纳和说明。     

《昆虫生理学》

<正> 该书由台湾中兴大学昆虫学系关崇智教授编著,1987年11月台湾南山堂出版社发行,32开本692页。 该书共分16章:1.通论;2.昆虫营养;3.消化与同化;4.运输功能——血液与循环;5.呼吸     

沉水植物茎叶微界面特性研究进展

沉水植物茎叶-水界面是浅水湖泊的重要界面之一,对湖泊生物地球化学循环和水环境质量具有重要影响。富营养化水体中,大量的附着物常富集在沉水植物茎叶表面,形成了特殊的生物-水微界面。对该微界面特性进行深入研究,有助于揭示沉水植物在微环境层面对富营养化水体中物质循环的调控过程和机制。沉水植物茎叶微界面具有促进水体养分转化、改变环境因子及可溶性物质的空间分布,增加物质运输的阻力和距离、降低植物光合作用、调控重金属等生态功能;微界面结构及环境因子受水体营养盐浓度、沉水植物种类及生长阶段等因素的影响。对微界面结构功能的主要研究方法进行了分析总结,并对沉水植物茎叶微界面的研究前沿进行了展望。     

Rab8的结构和功能的研究进展

Rab蛋白是小分子GTP结合蛋白家族中最大的亚家族。Rab8作为Rab家族中的成员之一,其在“无活性”的GDP结合状态与“活性”的GTP结合形式之间不断循环。不同结合形式的Rab8招募不同的效应因子,调控囊泡的形成、锚定和融合等阶段,此外, Rab8还参与调控自噬和动物繁殖功能。该文综述了Rab8调控囊泡运输、自噬以及动物繁殖功能的研究进展,以期为后续研究Rab8功能提供参考。     

细胞的有被小泡

有被小泡是细胞膜的特化结构之一,因其膜外覆盖一层网络状的包涵蛋白而得名。至今认为有被小泡在动、植物细胞中均存在,参与胞内运输、膜循环等细胞内重要生理过程。有被小泡的包被结构本身可能包含了某种信号,通过分子间识别去完成一系列细胞功能,不过在植物中还没有直接的实验证据表明有被小泡的功能。     

植物硫营养代谢、调控与生物学功能

植物作为无机硫的主要还原者, 在全球的硫循环中起着关键作用。植物对土壤中硫酸盐的吸收运输和同化代谢, 以及一系列具有重要生物学功能的含硫代谢产物的合成, 不但与植物生长发育、耐逆和抗病虫害等密切相关, 而且影响农作物产量与品质。硫营养的代谢和调控非常复杂, 且生物学功能众多。本文综述了近年来植物硫营养代谢及调控及其在逆境胁迫中的生物学功能等方面的新进展, 同时讨论了该领域悬而未决的重要生物学问题和研究动向, 进而提出硫营养在农业生产上的重要性和所面临的新问题。     

植物硫营养代谢、调控与生物学功能

植物作为无机硫的主要还原者,在全球的硫循环中起着关键作用。植物对土壤中硫酸盐的吸收运输和同化代谢,以及一系列具有重要生物学功能的含硫代谢产物的合成,不但与植物生长发育、耐逆和抗病虫害等密切相关,而且影响农作物产量与品质。硫营养的代谢和调控非常复杂,且生物学功能众多。本文综述了近年来植物硫营养代谢及调控及其在逆境胁迫中的生物学功能等方面的新进展,同时讨论了该领域悬而未决的重要生物学问题和研究动向,进而提出硫营养在农业生产上的重要性和所面临的新问题。     

阿托伐他汀对冠心病患者循环内皮祖细胞数量与分化相关功能的影响

目的:观察冠心病患者循环内皮祖细胞数量与分化相关功能的变化特点,探讨体外条件下不同浓度阿托伐他汀对冠心病患者循环内皮祖细胞数量和增值,黏附,迁移等分化相关功能的影响。方法:以16例条件齐同的非冠心病患者作对照,观察16例冠心病患者循环内皮祖细胞数量与功能的变化,体外条件下不同浓度阿托伐他汀处理冠心病患者循环内皮祖细胞。结果:冠心病患者外周血内皮祖细胞的数量与功能下降,阿托伐他汀呈浓度依赖性提高冠心病患者内皮祖细胞的数量与增值,黏附,迁移等分化相关功能;阿托伐他汀对内皮祖细胞分化相关功能的改善作用大于对其数量的影响。结论:阿托伐他汀可上调冠心病患者循环内皮祖细胞的数量与分化相关功能,且以改善功能为主。     

氮沉降对热带亚热带森林土壤氮循环微生物过程的影响研究进展

近年来,高速的城市化和工业化建设导致全球大气氮沉降量逐年递增,其中热带亚热带地区氮沉降量显著高于全球平均水平,而大部分热带亚热带森林土壤趋近氮饱和状态,氮沉降增加将持续向土壤输入外源活性氮,极易导致土壤氮过剩,进而破环整个森林生态系统氮循环的平衡。我国热带亚热带地区经济发展快速,氮沉降增加导致的土壤养分失衡和林地退化等生态问题日益凸显,森林土壤氮循环对大气氮沉降的响应及适应机制已引起了学术界的广泛关注。研究表明氮循环各环节均由特定的功能微生物驱动完成,明确氮沉降增加对热带亚热带森林土壤氮循环功能微生物及其介导的关键过程的影响,对评价未来氮沉降增加背景下全球森林土壤氮循环的响应及驱动机制有重要作用,可为促进我国热带亚热带地区森林修复、生态环境的改善与提升提供科学支撑。鉴于此,本文综述了热带亚热带森林土壤氮循环主要过程（如固氮、硝化、反硝化、厌氧氨氧化等）及其功能微生物群落丰度、活性、组成等对氮沉降增加的响应,同时分析了这些功能微生物的群落特征与主要环境因子（如NH₄⁺、NO₃^-、有机碳、pH、含水量等）的关联性。在此基础上探讨了氮沉降增加下功能微生物对热带亚热带森林土壤氮循环的调控作用,重点探讨了功能微生物如何通过改变丰度与群落组成而影响氮循环过程,并对目前研究中存在的主要问题与未来研究重点进行了简要剖析。     

拟南芥NHX5和NHX6:离子平衡与蛋白质运输

拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtNHX5和AtNHX6离子转运特性和生物功能的研究取得了重要进展.AtNHX5和AtNHX6属于内膜Na~+,K~+/H~+反向交换体(NHX),定位于高尔基(Golgi),反面高尔基网(TGN)和多胞体/液胞前体(MVB/PVC).研究表明,AtNHX5和AtNHX6在调控细胞Na~+,K~+和pH平衡以及耐盐胁迫和钾营养等方面起着重要的作用.AtNHX5和AtNHX6跨膜结构域存在保守的酸性氨基酸残基;这些保守的酸性氨基酸残基调控着AtNHX5和AtNHX6的离子转运活性,从而调节植物的生长发育.最近研究发现,AtNHX5和AtNHX6调控着蛋白质向液胞的运输过程.并且发现,AtNHX5和AtNHX6在许多环节上调控着蛋白质的运输过程:AtNHX5和AtNHX6可能调控着液胞分选受体(VSR)与运输物的结合、VSR的循环运输过程以及SNARE复合物的亚细胞定位3个不同的细胞过程.本文将结合本研究组近年的研究工作,综述目前关于AtNHX5和AtNHX6的离子转运特性和生物功能方面的研究进展.     

森林土壤碳氮循环过程的新视角:丛枝与外生菌根树种的作用

几乎所有树木的根系都能与丛枝菌根(AM)真菌或外生菌根(EM)真菌形成共生关系,从而调节森林生态系统土壤碳(C)、氮(N)循环等功能过程。深入理解不同菌根类型森林土壤C、N循环的差异及其影响机制是重要的生态研究命题。该文明晰了AM与EM森林土壤C、N循环的差异;基于森林土壤C、N输入、稳定和输出等3个过程剖析了AM和EM树种对土壤C、N循环的影响机制;比较了不同菌根类型森林土壤C、N循环过程对全球变化的响应;指出了该研究领域所面临的主要挑战:(1)全面比较研究不同菌根类型森林土壤C、N循环及其相关联的生态系统结构和功能特征,为提高森林生产力、发挥生态系统服务功能提供理论基础和数据;(2)深入认知不同菌根树种地上凋落物及地下菌根与自由微生物间相互作用对土壤C、N循环的影响,以阐明不同菌根类型森林土壤C、N循环的潜在机制;(3)改进研究方法,应用新技术手段,充分考虑时空尺度效应,以便能用小尺度的研究结果合理地解释和预测生态系统C、N循环;(4)加强不同菌根类型森林土壤C、N稳定性差异的研究,以准确评价森林结构和功能对全球变化的响应。     

原位胶原酶循环灌注法分离猪肝细胞

本文建立了原位胶原酶循环灌注分离猪肝细胞方法并与离体两步胶原酶灌注法进行了比较。猪门静脉和下腔静脉分剐插管,先用D-Hanks液灌注,再采用自制的循环灌流装置进行胶原酶循环原位灌注分离猪肝细胞,分离后的肝细胞以5×105/ml培养,观察分离和培养7d的肝细胞产量、活率、蛋白质合成功能、葡萄糖合成功能和LDH含量。同时测定离体组的上述指标。研究结果表明采用原位胶原酶循环灌注法每克肝组织分离获得的肝细胞总量为5.1×107,肝细胞活率98.6％,培养7d肝细胞活率89.5％。肝细胞的蛋白质合成功能在培养7d中保持稳定;葡萄糖合成功能从1d时1.05±0.15nmol/cell下降到3d时0.74±0.09nmol/cell;LDH含量在3d较高。原位胶原酶循环灌注法分离的猪肝细胞总量、活率高于离体法;蛋白质合成功能和葡萄糖合成功能强于离体法。因此,原位胶原酶循环灌注分离猪肝细胞方法可获得大量高活率和良好功能的猪肝细胞。     

编者按

<正>微管、微丝和中间纤维等细胞骨架通过与各种结合蛋白的相互作用产生形态多样的网络结构,不仅负责真核细胞及其亚结构的形态发生与维持,也是细胞迁移、分裂和胞内物质运输等活动的执行和参与者。微管不仅作为长距离胞内运输的轨道,而且是中心粒、纺锤体、纤毛等细胞器的核心组分。微丝与微管一样具有极性、高度动态性和多样化的功能,为细胞收缩、铺展能力以及微绒毛等亚结构所必需,也是短距离胞内运输的轨道或推进器。中间纤维种类繁多、结构稳定,具有明显     

新书介绍

本书主要论述了全球各生态系统中生物质的种类和数量;全球生物质生产展望——21世纪的水域农业;全球生物质循环过程中有机碳库的大小和通量;全球生物质的循环与低碳农业的发展;全球生物质的起源与平衡账;植物生物质的分类及其功能;农业生态系统中生物质的循环和利用;土壤生物质的代谢过程和重要作用;重金属及其在生物质中的转移过程;土壤生物质和温室效应;生物质氢（H2）——永不枯竭的无碳能源等。     

河流沉积物氮循环主要微生物的生态特征

微生物驱动的氮循环过程是全球生物地球化学循环的重要组成部分,由于人类活动的影响,氮循环负荷加剧,氮素的生态平衡和微生物的功能特征也相应地受到干扰。河流生态系统是陆地与海洋联系的纽带,因人类活动过量活性氮的输入导致水体富营养化,明显影响着河流的生态功能以及河口沿岸海洋生态系统的平衡。富含微生物的沉积物对氮素的转化和去除起着至关重要的作用。本文主要介绍河流沉积物氮循环主要功能微生物,包括氨氧化细菌、氨氧化古菌、亚硝酸盐氧化菌、反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌的群落特征和生态功能,总结氮相关营养盐、溶氧和季节变化等环境因子,以及河道控制管理措施和污水处理厂扰动等条件下氮循环过程主要功能类群的生态特征和响应关系。指出还需深入全面地研究河流沉积物生态系统氮循环过程的驱动机制和微生物的贡献效率,加强城市河流沉积物微生物功能作用的研究及河道生物修复技术的开发。     

陆地表层系统动力机制研究Ⅰ.陆地表层系统和动力学方程

对陆地表层动力学的研究对象、研究内容及其基本理论方法作了阐述;以多学科综合的观点定义了陆地表层系统,包括时空尺度范围的约定、状态变量的选择、物质循环以及外界因子等的讨论;依据物质和能量守恒原理建立了陆地表层系统的非线性控制议程组,表述了各圈层之间物质循环和能量循环过程、反馈关系及其动力学联系;讨论了探制方程组的整体动作功能以及人类活动对陆地表层系统的影响。     

ABCA1的胞内运输及功能研究新进展

三磷酸腺苷结合盒转运体A1(ABCA1)具有介导细胞内脂质流出,维持细胞脂质稳态的功能．新生的ABCA1必须经过胞内运输和各种化学修饰等过程,最终成为具有功能的成熟转运体,才能行使其转运脂质的功能,因此,ABCA1在胞内的运输过程和正确质膜定位对其介导胆固醇流出的功能至关重要．目前ABCA1相关研究主要集中于脂质转运方面,并提出各种胆固醇流出机制的模型,如通道转运模型、蘑菇状突起模型和胞吞-胞吐转运模型等．最近研究显示,ABCA1还具有调节质膜脂筏结构、参与免疫和炎症调节等新功能．本文主要针对ABCA1的胞内运输过程以及各种功能做一综述,以期为动脉粥样硬化相关疾病提供新的治疗靶点和途径．     

Rab蛋白在囊泡转运中的作用及影响

Rab蛋白是真核生物中保守的小GTP酶家族. Rab蛋白在细胞中普遍表达,它的活性在细胞内受到严格的调控:在活性形式Rab-GTP和无活性形式Rab-GDP之间转换,这是由鸟嘌呤核苷酸交换因子(GEFs)和GTP酶活化蛋白(GAPs)调控的,并在囊泡转运的调控中起分子开关的作用.在囊泡运输中, Rab蛋白与不同的下游效应分子相互作用,参与从供体膜选择货物、出芽形成囊泡、调控囊泡沿细胞骨架运动、囊泡与受体膜锚定融合.当Rab蛋白功能受损导致囊泡转运途径障碍时,则会表现出不同的疾病,包括神经退行性疾病、癌症等.本文将对近年来Rab的蛋白结构和功能、参与囊泡运输的分子机制、Rab蛋白的循环调控以及其异常导致的疾病进行综述.     

宏基因组技术在氮循环功能微生物分子检测研究中的应用

氮循环是最重要的生物地球化学循环之一,而微生物是驱动自然环境中氮循环最重要的动力。应用宏基因组技术来研究自然环境中直接参与氮循环的功能微生物类群的总量和多样性是近年来环境微生物的研究热点之一。本文总结最新氮循环功能微生物类群的研究发现,聚焦各转化过程中(包括固氮、硝化、反硝化、厌氧氨氧化、氮同化/异化还原、氨化和同化作用等)分子标记基因的选择,重点介绍通过这些标记基因的分子检测方法在自然环境中检测到的微生物功能类群的分布状况,最后指出分子检测技术的革新和完善的数据分析平台的建立对未来氮循环功能微生物研究的重要意义。     

参与植物膜泡运输的蛋白质家族及功能研究进展

真核细胞的内吞和分泌途径中蛋白质和脂类的运输主要由膜泡运输介导。参与膜泡运输的蛋白质家族包括SNARE蛋白家族、RAB蛋白家族、被膜蛋白复合体、Sec1蛋白家族、Arf蛋白家族。这些蛋白质家族在进化中高度保守,并且在植物中已经鉴定了许多哺乳动物和酵母蛋白的同源物。近年来一些研究发现这些蛋白质不仅仅调节植物细胞的膜泡运输,还影响植物的许多生理活动和功能,例如向重性生长、胞质分裂、激素极性运输、气孔运动以及抗病性等。现主要阐述迄今在植物中研究这五类蛋白质家族功能的最新进展。