蛋白质棕榈酰化对离子型谷氨酸受体运输的调节作用

棕榈酰化是一种可逆的翻译后修饰,其对蛋白质的定位和功能具有重要的调节意义.离子型谷氨酸受体有N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体、α-氨基羟甲基恶唑丙酸(AMPA)受体和人海藻酸受体.近期研究发现,它们的棕榈酰化修饰对其膜表面分布和内化均具有重要的意义.其中NMDA受体在其C末端有2个不同的棕榈酰化位点.1个位于C末端近膜区(CysclusterⅠ),它的棕榈酰化可以增高酪氨酸的磷酸化水平,增加受体膜表面分布,影响神经元中NMDA受体的组构性内化;另1个位于C末端中部(CysclusterⅡ),它受到蛋白质酰基转移酶GODZ的调节,使得受体在高尔基体大量积聚,从而影响受体的膜表面分布.与NMDA受体相似,AMPA受体也存在2个棕榈酰化位点.1个位于在第2跨膜域,受蛋白质酰基转移酶GODZ的调节,能导致AMPA受体在高尔基体的积聚.另1个位点在受体C末端近膜区,它的棕榈酰化能降低AMPA受体和4.1N蛋白的相互作用,并调节受体的内化.这两种离子型谷氨酸受体在棕榈酰化机制上虽然存在差异,但均对受体的运输、膜表面分布和内化具有十分重要的作用.     

小鼠精子热休克蛋白90的棕榈酰化

蛋白质棕榈酰化是指饱和十六碳的棕榈酸盐通过硫酯键或者酰胺键连接在蛋白质肽链的半胱氨酸上,属翻译后修饰,可影响蛋白质的相互作用、稳定性及定位等功能。热休克蛋白90(heat shock protein 90,Hsp90)是一种重要的分子伴侣,已证明其参与精子获能等生理过程。然而,哺乳动物精子中是否存在蛋白质棕榈酰化,Hsp90在精子不同生理状态下是否发生棕榈酰化,目前尚不清楚。本研究首先采用酰基-生物素置换法检测小鼠附睾尾部成熟精子总蛋白质棕榈酰化情况,然后通过CSS-Palm 4.0软件预测Hsp90的棕榈酰化位点,再进一步结合免疫沉淀方法检测附睾头部、附睾尾部精子的Hsp90棕榈酰化情况。结果显示,小鼠附睾尾部精子多种蛋白质存在棕榈酰化,其中分子量大小约50、65、72、85和130 k Da的蛋白质发生棕榈酰化最为显著;软件预测显示Hsp90两个亚型共有5个棕榈酰化位点;免疫沉淀结果也显示小鼠精子存在棕榈酰化的Hsp90,且其棕榈酰化水平与小鼠精子的生理状态有关:附睾尾部棕榈酰化水平比附睾头部高,而获能后的棕榈酰化水平比获能前明显升高。以上结果表明,哺乳动物精子中存在蛋白棕榈酰化,且Hsp90棕榈酰化可能参与精子生理状态的调节。     

棕榈酰化蛋白及蛋白质的棕榈酰化研究进展

蛋白质S-棕榈酰化是最常见的具有16碳脂肪酸棕榈酸酯的脂质修饰形式,调节蛋白质的运输和功能。文中主要概括从植物到哺乳动物中发现的具有棕榈酰基转移酶活性的保守DHHC蛋白家族,并介绍蛋白质棕榈酰化的研究方法,及检测棕榈酰化蛋白质的位点预测方法(CSS-Palm、NBA-Palm、TermiNator2)、放射性标记法(用3H棕榈酸酯或125I-IC16棕榈酸酯)和非放射性标记法(化学标记和质谱法),总结蛋白棕榈酰化的抑制技术以及抑制剂类型(包括2-溴棕榈酸酯、浅蓝菌素和衣霉素)。同时概括蛋白棕榈酰化在植物胁迫中的响应,展望其在植物抗逆中的应用前景。     

棕榈酰化修饰对G蛋白偶联受体功能的调节作用

G蛋白偶联受体(G-protein-coupled receptors,GPCRs)作为跨膜蛋白,其结构和功能同时受相互作用的蛋白质和脂质分子调控.S-棕榈酰化(S-palmitoylation)能够影响GPCRs与信号蛋白及膜脂分子的相互作用,在GPCRs相关的多项生理进程中发挥重要调节作用.棕榈酸与GPCRs的半胱氨酸间形成不稳定的硫酯键,其修饰动力学过程受棕榈酰转移酶(protein acly transferases,PATs)与硫酯酶(thioesterases)之间的可逆性双重调控,与受体活性及生理状态密切相关.棕榈酰化修饰多发生在GPCRs的C末端,通过棕榈酸侧链插入到质膜内侧而形成第4和/或第5个胞内环,从而影响GPCRs的构象,促进其正确折叠与成熟,并对GPCRs胞内转运、分选、下游信号转导、失敏、内化、寡聚化等活动产生影响.此外,棕榈酰化还与磷酸化、泛素化及亚硝基化等多种翻译后修饰机制相互作用,共同参与调节GPCRs的功能.GPCRs的棕榈酰化修饰酶学机制以及GPCRs蛋白复合体棕榈酰化修饰胞内动力学过程将是未来的研究热点.     

蛋白质棕榈酰化修饰在病毒感染过程中的作用

蛋白质棕榈酰化修饰是脂质修饰的一种,赋予了底物蛋白更加多样化的生物学功能.在哺乳动物细胞中,棕榈酰化修饰主要是由ZDHHC家族介导的.病毒入侵细胞后,可利用宿主的棕榈酰化修饰促进自身的复制和感染.宿主通过模式识别受体识别病原体相关分子模式诱发天然免疫应答以保护自身免受病毒的伤害并达到清除病原体的目的.天然免疫是宿主抵抗病毒感染的第一道防线,越来越多的研究表明,抗病毒蛋白的棕榈酰化修饰对其发挥功能非常重要.然而截至目前, ZDHHC家族蛋白参与病毒感染过程中的作用机制尚不完全清楚.本文综述了ZDHHC家族蛋白棕榈酰化修饰在病毒感染过程中的最新研究进展.     

蛋白质棕榈酰化修饰及其研究方法

蛋白质棕榈酰化是蛋白质翻译后脂质共价修饰的一种重要形式,对象主要是胞质蛋白质,对蛋白质功能产生多重影响。近年来由于相关新技术引入,对蛋白质棕榈酰化主要修饰酶及其对靶蛋白功能调节方面的研究已渐成为新热点。本文主要对近几年来蛋白质棕榈酰化修饰及其研究方法作了综述。     

前列腺癌细胞中雄激素调控核糖体蛋白和氨酰-tRNA合成酶蛋白棕榈酰化修饰

作者对雄激素R1881或DMSO处理的LNCaP细胞进行炔基棕榈酸代谢标记,之后利用点击化学反应形成的共价键富集棕榈酰化修饰蛋白,并对富集蛋白进行质谱定量分析,从而筛选、鉴定棕榈酰化修饰水平受雄激素诱导的蛋白。结果发现,雄激素在LNCaP细胞内促进核糖体蛋白RPL12、RPS4X和谷氨酰脯氨酰-tRNA合成酶(EPRS)棕榈酰化修饰,在细胞上清中促进甘氨酰-tRNA合成酶(GARS)棕榈酰化修饰。对RPL12、RPS4X和EPRS棕榈酰化调控机制的研究将为前列腺癌的治疗提供新的指导思路;雄激素诱导下细胞内RPL12、RPS4X和EPRS棕榈酰化修饰水平的升高可以作为相关的肿瘤标志物,细胞上清中GARS棕榈酰化修饰水平的升高对于前列腺癌的早期筛查具有重要的参考价值。     

人源色氨酰tRNA合成酶H130R突变体的酶活和初步晶体学分析（英文）

色氨酰t RNA合成酶(tryptophanyl-t RNA synthetase,Trp RS)催化色氨酸的活化及其特异性t RNA的氨酰化,为蛋白质合成提供原料。在IFN-γ刺激下,人源细胞中的Trp RS通过结合血红素增强其氨酰化活性,以调节吲哚胺2,3-双加氧酶表达水平增高所引起的色氨酸缺失。体外研究发现,锌离子和血红素竞争性结合人源Trp RS以增强其氨酰化活性。然而,由于一个氨基酸位点H130R的突变,牛和鼠的Trp RS以及人的H130R突变体都不再受锌离子和血红素的影响,并具有高氨酰化活性。H130R Trp RS模拟了一种结合着锌离子或血红素的高活性构象,但目前还没有对这种构象的结构描述。为了阐明H130R决定Trp RS氨酰化活性种属特异性的原因,以及锌离子和血红素的结合位点,作者对人H130R Trp RS进行了活性分析和初步晶体学研究,此工作将为锌离子和血红素调节Trp RS氨酰化活性的机制研究奠定基础。     

氧化葡萄糖酸杆菌老黄酶Go的酶学性质鉴定

从氧化葡萄糖酸杆菌(Gluconobacter oxydans)H24中克隆出老黄酶Go的基因,通过构建重组表达质粒,在大肠杆菌BL21中诱导表达可溶性的蛋白,使用离子交换柱(Hi Trap DEAE FF)对重组酶进行纯化,并对其酶学性质进行表征。结果表明:老黄酶Go的温度和p H耐受性都较好,在40℃条件下,12 h后能保持40%的活性;在p H10的条件下,12 h后能保持40%的活性;Go的底物谱十分广泛,对酰亚胺类、α,β-不饱和醛酮、萜类都有一定的活性。老黄酶Go有良好的有机溶剂耐受性,在体积分数20%的乙酸丁酯中可以保持90%左右的活性,但是金属离子对其影响较大,除Mg~(2+)和K~+外,所选的其他离子对Go都有着不同程度的抑制作用。最后,在催化性质的实验中发现,Go对柠檬醛的转化率有60%,并且其对映体过量值(e.e.)可以达到99%。     

蛋白质的棕榈酰化修饰

棕榈酰化修饰是蛋白质翻译后脂质修饰的重要形式,是调控蛋白质的转运、稳定、定位和功能的重要机制,同时,棕榈酰化修饰还参与多种细胞生物学进程,与许多疾病的发生发展密切相关。本文主要就蛋白质棕榈酰化及其修饰酶与蛋白质功能、相关疾病的关系做一综述。     

病毒蛋白脂酰化及其功能

脂酰化是一种重要的蛋白翻译后修饰,主要包括棕榈酰化、豆蔻酰化、异戊烯化和糖基化磷脂酰肌醇(GPI)共价结合4种方式。不同的病毒蛋白可发生不同类型的脂酰化,其生物学功能也会发生相应改变。棕榈酰化通常能增强病毒跨膜蛋白的疏水性,调节这些蛋白的胞内运输及定位,进一步影响病毒感染过程中的膜融合、病毒颗粒装配及释放等步骤。豆蔻酰化则可调控病毒蛋白表面的正电荷强度,使病毒蛋白与脂质膜的亲和力改变,如preS1豆蔻酰化加强乙型肝炎病毒(HBV)和丁型肝炎病毒(HDV)的受体识别能力及感染性,而人类免疫缺陷病毒(HIV)Nef豆蔻酰化为病毒感染及免疫应答所必需。异戊烯化能使病毒游离的蛋白与膜结合,并介导蛋白间的相互作用,如大HDV抗原(L-HDAg)异戊烯化有利于其运输至内质网膜上,与HBV表面抗原(HBsAg)及HDV RNA共同形成HDV颗粒。此外,一些病毒蛋白与GPI通过共价结合形成复合物,GPI基团可改变感染细胞的膜结构及胞质内磷脂构成,如GPI与朊蛋白(PrP)结合导致细胞型朊蛋白(PrPc)交联或羊痒疫朊蛋白(PrPsc)聚集,与朊病毒引起的海绵样病变有关。进一步了解病毒蛋白脂酰化机制,有利于设计和开发以此为靶点的特异性抗病毒新药。     

大鼠肝tRNA~(Ile)基因的克隆与体外转录

采用PCR扩增出大鼠肝tRNAIle基因,构建了重组质粒pGWIW,并用T7RNA聚合酶／启动子系统对其进行了体外表达．经过对转录产物片段大小及运用Northernblot鉴定,证明获得了不含修饰核苷酸的大鼠肝tRNAIle生物学活性检测显示：合成基因体外转录产物氨基酰化活性是天然tRNA的40％,提示修饰核苷酸在哺乳动物Ile－tRNA合成酶的识别过程中起重要作用     

大肠杆菌青霉素G酰化酶基因及其邻近区域的核苷酸全序列

我们由E.coli AS1.76克隆了青霉素G酰化酶的基因,并且测定了其全部核苷酸序列。青霉素G酰化酶结构基因是由下述功能片段组成的:(1)编码信号肽(26个氨基酸残基)的78个碱基对;(2)编码α-亚基(209个氨基酸残基)的627个碱基对;(3)编码间隔肽(54个氨基酸残基)的162个碱基对;(4)编码β亚基(557个氨基酸残基)的1671个碱基对。此外,我们还发现起始密码子(ATG)前有个核糖体结合位点和启动子序列以及在终止密码子(TAA)之后有个转录终止信号。与最近发表的青霉素G酰化酶基因的DNA序列比较,同源性达99.7%。     

三种隐孢子虫钙依赖蛋白激酶的生物信息学分析

对三种隐孢子虫(C.parvum Iowa II、C.hominis TU502和C.muris RN66)钙依赖蛋白激酶(Calcium-dependent protein kinases,CDPKs)进行生物信息学分析,探索该蛋白的结构并预测其功能,为其基因功能的研究提供一定的理论基础。通过隐孢子虫基因组数据库收集数据,获得三种隐孢子虫CDPKs蛋白的序列信息,通过生物信息学软件进行分析,预测该蛋白的理化性质、翻译后修饰位点、功能域、亚细胞定位、二级结构、亲/疏水性、抗原表位等。隐孢子虫CDPKs的蛋白性质不稳定,理论分子量从59.76 k Da到76.63 k Da,p I值为5.33~6.09,CDPKs不具有跨膜区和信号肽,不是跨膜分泌性蛋白,都具有蛋白激酶C磷酸化位点、酪氨酸激酶Ⅱ磷酸化位点、酪氨酸激酶磷酸化位点、c AMP和c GMP依赖蛋白激酶磷酸化位点、N-端糖基化位点、N-端肉豆蔻酰化位点和EF-hand钙结合域,二级结构主要以α螺旋和无规卷曲为主;CDPKs主要存在虫体细胞内,均有20多个潜在的抗原表位。在隐孢子虫中,CDPKs蛋白不仅可单独发挥作用,而且还能通过相互结合发挥其生物学效应;同时,CDPKs有望成为候选疫苗及潜在药物靶点。     

N端的改变对大肠杆菌精氨酰—tRNA合成酶的影响

得到了缺失Asn2 的大肠杆菌 (E .coli)精氨酰 tRNA合成酶 (ArgRS)的变种和在其N端添加酵母ArgRS的N端 2 3个氨基酸残基的嵌合变种。它们的基因在大肠杆菌中表达时 ,可能由于蛋白质误折叠 ,大部分产生了包涵体。与天然酶相比 ,缺失变种保留了全部的氨基酸活化活力 ,但氨基酰化活力下降了 2 6 % ;嵌合变种的以上两种活力下降了 90 %以上 ,不能氨基酰化酵母tRNAArg。缺失Asn2 和Ile3 的变种在E .coli中虽被表达 ,但不稳定。与天然酶相比 ,嵌合变种的荧光光谱的最大发射波长向长波移动 ,强度减小。表明变种酶的构象和天然酶不同 ,色氨酸更暴露。用远紫外CD光谱预测变种酶的二级结构表明 ,嵌合酶的α螺旋更少 ,β折叠更多 ,无规卷曲稍多。E .coliArgRS的N端结构域对活力和正确折叠是重要的     

KCHIP1蛋白的两个新功能域研究

Homo sapiens Kv channel interacting protein 1(KCHIP1)基因表达蛋白是新,发现的神经钙离子结合蛋白超家族中的一个新成员。本文利用定点突变和荧光定位等技术,证实KCHIP1蛋白具有钙离子结合域和肉豆蔻酰化位点两个显著的结构特点,同时发现了KCHIP1蛋白两个对肉豆蔻酰化有重要意义的肉豆蔻酰化位点G2A和G6A。     

云南马铃薯地方彩色品种“剑川红”和“转心乌”的花色苷主成分分析

彩色马铃薯富含花色苷,是一种天然抗氧化食品.本研究采用高效液相色谱质谱联用技术以引进品种“黑美人”为对照分析了云南马铃薯地方特色品种“剑川红”和“转心乌”花色苷的主要成分.结果表明:“剑川红”色素主要为酰化天竺葵色素类花色苷,其主要成分为天竺葵素3-[ 6-O-( 4-O-E-p-香豆酰-O-α-吡喃鼠李糖苷)-β-D-吡喃葡萄糖苷]-5-O-β-D-毗喃葡萄糖苷.“转心乌”和“黑美人”所含色素相似,主要为酰化矮牵牛色索、锦葵色素、芍药色素类衍生物,主要成分均为矮牵牛花色素3-[ 6-O-( 4-O-E-p-香豆酰-O-α-吡喃鼠李糖苷)-β-D-毗喃葡萄糖苷]-5-O-β-D-毗喃葡萄糖苷.     

氨基酰化酶中金属锌离子的功能作用

 氨基酰化酶是含锌金属酶。该酶每摩尔蛋白中含2摩尔Zn(Ⅱ)离子。金属鳌合剂与酶作用,通过竞争螯合Zn(Ⅱ)离子使酶活力下降。残余活力与残留金属含量呈正相关。竞争螯合的结果,生成不含金属的脱辅基酶蛋白,并导致酶活力的丧失。脱辅基酶由于加入Zn(Ⅱ)离子而恢复其活力。实验表明金属锌离子是氨基酰化酶催化活力所必需。与Zn(Ⅱ)离子相似,Co(Ⅱ)离子也可与脱辅基酶相结合并使之复活。 在190—240nm区域内对比了天然酶、脱辅基酶蛋白与Co(Ⅱ)置换氨基酰化酶的圆二色谱。远紫外圆二色谱表明,与天然酶相比,在脱辅基酶中由于金属离子的丧失导致主链构象发生变化,其中α螺旋增加约7％。因而锌离子(钴离子)对蛋白主链的反应最适构象有一定的稳定作用。脱辅基酶与Co(Ⅱ)离子结合,酶的主链构象恢复至与天然酶几近相同。可认为这是促使酶复活的内在因素。     

水杨酸酰化对胭脂萝卜天竺葵素稳定性和抗氧化活性的影响

为探究水杨酸作为酰化剂对胭脂萝卜天竺葵素的稳定性和抗氧化活性的影响,以保留率为指标,分析光、温度、金属离子、pH及氧化剂对酰化天竺葵素稳定性的影响,探究酰化天竺葵素对羟自由基、DPPH自由基和ABTS自由基的清除能力。结果表明:酰化天竺葵素对光、温度、Al3+、pH的稳定性显著提高,对Fe2+、Mg2+和Zn2+以及氧化剂H2O2的稳定性无显著差影响。酰化天竺葵素对羟自由基、DPPH自由基和ABTS自由基的清除能力与未酰化天竺葵素无显著差异。以上结果表明采用水杨酸酰化胭脂萝卜天竺葵素不影响其抗氧化活性,还能提高其对光照、温度、pH及铝离子的稳定性。     

重组猪卵透明带-3α抗原及其抗体的制备

目的:制备重组猪卵透明带-3α(rpZP3α)抗原及其抗体供发展避孕疫苗研究。方法:在2L发酵罐中接种毕赤酵母GS115-pZP3α工程菌,高密度发酵表达rpZP3α蛋白,表达的蛋白经螯合镍离子的亲和柱纯化后,用SDS-PAGE和Western blot进行鉴定,以Quantity One软件对rpZP3α进行定量分析。rpZP3α免疫家兔,间接免疫荧光法检测抗血清对rpZP3α和猪卵透明带的抗体反应。IVF试验体外检测抗rpZP3α抗体对猪、小鼠精卵结合的影响作用。结果:工程菌高密度发酵产物经分离纯化后获得能与抗pZP3抗体反应的46kD成分,平均产量为8mg/L,用其免疫家兔获得抗rpZP3α抗血清,间接免疫荧光法分析显示此抗血清能与猪卵透明带反应,产生亮绿荧光。体外精卵结合试验中,随着兔抗rpZP3α抗血清浓度的加大,其对猪、鼠精卵结合的抑制作用也增强。ELISA结果显示抗rpZP3α抗体与rpZP3α蛋白以及天然pZP3蛋白两种抗原反应的强度和趋势基本一致。结论:通过酵母体系制备的rpZP3α及其抗体具有免疫学活性。