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。     

细胞骨架系统调控分泌囊泡与质膜互作的研究进展

胞吐作用是真核生物最基本的细胞活动之一,广泛参与了有机体内的多种生理过程.Exocyst复合体介导的分泌囊泡在质膜的定向栓系以及SNARE(soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor)蛋白介导的分泌囊泡与质膜的融合过程是胞吐...     

细胞骨架蛋白调节囊泡转运及其与神经疾病的关系

细胞内囊泡转运依赖于细胞骨架系统,细胞骨架为囊泡转运提供了轨道,而细胞骨架表面的马达蛋白则为其提供了动力。近年来,随着活细胞成像技术以及相关的生化、药理实验方法的不断进步,人们对囊泡转运的分子机制有了更加深入的认识。越来越多的实验结果表明,细胞骨架蛋白对囊泡转运有着重要的调节作用。囊泡转运的紊乱与多种神经疾病相关。囊泡转运分子调控机制的研究,将为多种神经疾病的治疗提供新的思路。     

囊性纤维化跨膜转运调节体氯离子通道——跨上皮离子转运的多功能引擎

囊性纤维化跨膜转运调节体（cystic fibrosis transmembrane conductance regulator,CFTR）是ATP结合转运体超家族（ATP-binding cassette transporter superfamily）的一名特殊成员,因为它是一个具有相当复杂调控机制的氯离子通道。CFTR由五个结构域（domain）组成：两个跨膜结构域（membrane-spanning domains,MSDs）,两个核苷酸结合域（nucleotide-binding domains．NBDs）和一个特殊的调控域（regulatory domain,RD）。MSDs构成一个低电导（6-12pS）的阴离子选择性孔道（pore）,其形状如同不对称的沙漏,胞外小胞内大,狭窄部分为离子筛。两个NBDs组成头尾相对的二聚体,在二聚体之间的接触面上有两个能和ATP结合的位点（位点1和位点2）。CFTR的门控机制是：ATP分子与位点1和2相互作用促使NBD二聚体的结合与解离,从而引起MSDs的构象发生变化进而使通道孔打开和关闭。RD具有多样化的结构,它含有多个磷酸化共有位点（consensus　phosphorylation　sites）。RD的磷酸化促进NBDs与ATP的结合,从而使CFTR得以激活。CFTR通过支架蛋白与其它膜受体以及蛋白激酶、磷酸酶形成大分子信号复合体。在复杂的细胞信号系统参与下,CFTR的功能活动在时间和空间上得到精确的调控。此外,CFTR的活动与细胞代谢有紧密联系：CFTR与代谢酶形成大分子复合体,当细胞能量需求增加时,CFTR活动会受到抑制而使细胞能量得以保存。CFTR广泛分布于机体上皮组织,它通过促进水盐转运而控制上皮细胞分泌物的量与组成。值得注意的是,在呼吸道,CFTR还对机体的防御机制起重要作用。CFTR功能失常严重影响跨上皮离子转运,进而引起或加重某些疾病。     

Ca2+依赖和Ca2+不依赖的囊泡分泌研究进展

Ca2 是促发囊泡胞吐的关键调节因子.最近的研究表明,分泌囊泡和通道之间的空间距离调节囊泡分泌的过程和性质.Ca2 通道开口附近形成的Ca2 微区和Ca2 钠区和囊泡快速递质释放有非常紧密的联系.SNARE蛋白和钙离子传感器synaptotagmins等在触发分泌中起调控作用.同时另有一类不依赖于Ca2 的囊泡分泌存在.Latrotoxin和mastoparan等可以激活这一类不依赖于Ca2 的信号通路,从而触发囊泡释放.本文主要从ca2 对囊泡胞吐的调控作用着手,综述了Ca2 依赖和Ca2 不依赖的囊泡分泌过程和可能的调控机制.     

Sec1/Munc18蛋白的研究进展

大多数细胞包含许多种转运到不同目的地的囊泡.尽管存在许多特定的转运途径,根本的分子原则非常相似并在进化中保守.有充足的证据表明,膜融合除需要SNARE蛋白家族的参与外,也需要Sec1/Munc18(SM)蛋白;但是与SNARE蛋白功能的一致清楚相反,不同的实验系统得到的不同研究数据,使人们对于不同的SM蛋白的确切作用、作用位点和它们与SNARE蛋白的作用方式持不同观点.不同的SM蛋白与SNARE蛋白存在三种不同的作用模式.最近的研究确定,Munc18-1直接促进融合,并且它可能以所有三种模式与SNARE蛋白相互作用.本文综述了该领域的最新研究进展.     

病毒巨噬细胞炎症蛋白-Ⅱ对载脂蛋白B mRNA编辑酶催化样蛋白3G和正常T细胞表达分泌的调节活化蛋白表达的影响

目的:明确病毒巨噬细胞炎症蛋白-II(viral macrophage inflammatory protein-II,vMIP-II)对HIV-1抑制因子:载脂蛋白BmRNA编辑酶催化蛋白3G(apolipoproteon B mRNA-editing catalytic polypeptide-3G,APOBEC 3G)和正常T细胞表达分泌的调节活化蛋白(regulated upon activation normal T expressed and secreted,RANTES)表达的影响。方法:构建vMIP-II真核表达载pEGFP-N3-vMIP-II,分别采用电穿孔和脂质体转染的方法将其转染至Jurkat和293T细胞。荧光定量PCR检测vMIP-II基因对Jurkat细胞和293T细胞内的抗艾滋病基因APOBEC3G和RANTES表达水平的影响。结果:测序结果显示成功构建了的vMIP-II真核表达载体,荧光显微镜观察估计转染效率达到50%左右。与空载体组相比较,转染pEGFP-N3-vMIP-II组的Jurkat细胞内的APOBEC3G和RANTES分别上调4.97倍和7.31倍,293T细胞内的APOBEC3G和RANTES分别上调为5.73倍和8.14倍。结论:vMIP-II基因不同程度的上调了Jurkat细胞和293T细胞内的抗艾滋病基因APOBEC3G和RANTES的表达。     

Structural and Functional Analysis of the CAPS SNARE-Binding Domain Required for SNARE Complex Formation and Exocytosis

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细胞外囊泡研究进展

由细胞释放到细胞外环境中的来源于内体和细胞膜的多样化的膜性囊泡,统称为细胞外囊泡。这些细胞外囊泡作为细胞间转运膜和可溶性蛋白、脂质、RNA的载体,代表一种重要的细胞间通讯方式。虽然很多报道证明,多种细胞释放细胞外囊泡,并且具有一定的生理意义,但是我们目前缺乏对细胞外囊泡分子机制的深入理解,在细胞外囊泡研究的方法学以及人为调控细胞外囊泡的释放等方面也存在局限性,因此使得我们对它们在体内的生理学功能和细胞外囊泡作为疾病靶标的转化医学的研究进程缓慢。在这篇综述中,该文主要从细胞外囊泡的分类、分子细胞生物学研究、生理及病生理功能、细胞外囊泡的研究方法几个方面回顾当前细胞外囊泡领域的研究进展。     

Functional Asymmetry of the Sodium-d-Glucose Cotransporter Expressed in Yeast Secretory Vesicles

The sodium-d-glucose cotransporter (SGLT1) was expressed in a yeast mutant strain NY 17 (sec6-4) that accumulates secretory vesicles at a nonpermissive temperature because of a block in the delivery of these vesicles to the plasma membrane. By differential centrifugation a microsomal fraction enriched in secretory vesicles was prepared with a high specific activity of the vanadate-sensitive H⁺-ATPase and invertase. In this membrane fraction one protein band of an apparent molecular weight of 55 kDa representing the nonglycosylated SGLT1 protein could be detected by immunochemical analysis. In addition, higher molecular weight protein bands probably representing dimers and aggregates were found. In transport studies with the microsomes d-glucose fluxes showed asymmetric properties: efflux experiments revealed the typical properties of the SGLT1 such as sodium dependence, inhibition by phlorizin and potential dependence. Influx of d-glucose showed no dependence on sodium and was not inhibited by phlorizin. Furthermore, the transporter exhibited a striking asymmetry with regard to the d-glucose affinity and the sugar specificity. These results suggest that the orientation of the SGLT1 expressed in yeast secretory vesicles is, indeed, inverted with regard to its configuration in the plasma membrane of epithelial cells. Moreover, there are striking functional differences between the periplasmic and cytoplasmic face of the transporter. Received: 16 August 2000/Revised: 24 October 2000     

细胞外囊泡检测分析方法研究进展

细胞外囊泡是真核细胞和原核细胞共有的细胞间信号传递的重要媒介。细胞外囊泡可以传递蛋白质、脂质和核酸,影响供体细胞和受体细胞的生理学、病生理学功能。细胞外囊泡存在于多种体液中,当前已在血液、尿液、唾液、母乳、羊水、脑脊液、胆汁等体液中鉴定到细胞外囊泡的存在。这些体液很多是临床检测的样本,因此体液中含有的细胞外囊泡可能成为鉴定临床疾病的标志物,这引起了科研人员的极大兴趣。该综述重点关注了不同体液样品中细胞外囊泡的功能,并且针对临床样本和细胞外囊泡结构的特殊性,综述了样品收集、储存、检测等标准流程研究,为临床医生和科学家在细胞外囊泡研究中提供指引。     

综述: 胞外囊泡表面糖缀合物研究进展

胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs)是一类由细胞分泌到胞外的能够被受体细胞摄取的膜性囊泡小体,直径在20～ 1 000 nm．近年来,越来越多的研究者发现胞外囊泡在疾病诊断、预后评估以及药物递送等方面具有重要的生物学作用．胞外囊泡可以直接参与细胞间信息的传递以及物质的运输,其携带的核酸(mRNA,microRNA和lncRNA)和蛋白质可以影响受体细胞的生理状态．大量研究表明,胞外囊泡是被糖基化修饰的,胞外囊泡表面覆盖了大量的聚糖以及糖结合蛋白,而已知聚糖类物质在调控细胞黏附、细胞-细胞之间的信息传递、细胞和细胞外基质相互作用、免疫调节和肿瘤转移等方面发挥重要的作用．本文综述了近年来细胞外囊泡表面糖缀合物修饰的前沿研究,以期更好地理解聚糖在胞外囊泡的合成、释放以及运输过程及其生物学功能中的作用．     

Extracellular Calcium Has Distinct Effects on Fast and Slow Components of the Depolarization-Induced Secretory Response from Chromaffin Cells

Abstract: An increase in extracellular Ca²⁺ concentration from 0.25 to 10 m M enhanced secretion of norepinephrine and epinephrine induced by a high extracellular K⁺ concentration (75 m M ). The increment in extracellular Ca²⁺ concentration also increased the observed peak inward Ca²⁺ current in response to long (10-s) depolarizing pulses from a holding potential of −55 mV to +5 mV, from about −26 to −400 pA. However, the total amount of Ca²⁺ influx into the cell only increased when the extracellular Ca²⁺ concentration was raised from 0.25 to 1 m M and then remained constant up to 10 m M extracellular Ca²⁺. ATP is cosecreted with catecholamines following a depolarizing stimulus. Kinetic studies indicated that ATP secretion had two components with time constants, in the presence of 2.5 m M extracellular Ca²⁺, of ∼4 and 41 s, being the fast component of secretion produced by the exocytosis of ∼220 chromaffin granules. The results suggest that, for a given depolarizing stimulus, the size and rate of release for the fast and slow components of secretion are dependent on extracellular Ca²⁺ concentration.     

细菌外膜囊泡在抗肿瘤治疗方面的研究进展*

细菌外膜囊泡(outer membrane vesicles,OMVs)是在细菌生长过程中分泌出的一种直径为20~300 nm的膜性小泡。由磷脂、脂多糖、蛋白质、RNA或DNA等组成。OMVs包含大量细菌抗原,通过启动信号转导通路增强细胞因子和共刺激分子的表达,促进抗原呈递,有效激活免疫系统。OMVs中的毒力因子可以传递给宿主细胞,刺激细菌-宿主细胞之间的相互作用,具有内在的抗肿瘤活性。另外OMVs有利于进行工程设计,还可作为高效的药物运载体,实现免疫治疗和化疗-光疗的结合,从而提高药物的抗癌能力。OMVs在肿瘤免疫、肿瘤工程疫苗和载药等方面具有良好前景,被认为是抗肿瘤治疗的新型手段。从OMVs的结构组分、产生机制和抗肿瘤机制等方面概述了OMVs在肿瘤治疗中的研究进展,为将来OMVs的深入研究和临床应用提供参考。     

Identification and Characterization of the Major Proteins of Mammalian Brain Synaptic Vesicles

Highly purified rat and cow brain synaptic vesicles contain major proteins with molecular weights of approximately 74,000, 60,000, 57,000, 40,000, 38,000, and 34,000 by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis. The presence of the major proteins on synaptic vesicles was confirmed by immunoprecipitation of intact rat brain synaptic vesicles with a synaptic vesicle-specific monoclonal antibody. The 40,000-Mr protein appeared to be identical to the 38,000-Mr integral membrane glycoprotein, p38 or synaptophysin, previously identified as a major component of mammalian synaptic vesicles. The isoelectric point of the 75,000-Mr proteins from either rat or cow brain synaptic vesicles is 5.0, and the pI of the 57,000-Mr protein is approximately 5.1 in both species. The similarity in size and charge of several major proteins in rat and cow synaptic vesicles suggests a high degree of structure conservation of these proteins in diverse mammalian species and raises the possibility that a set of functions common to most or all mammalian synaptic vesicles is mediated by these proteins.