G蛋白信号调节因子的结构分类和功能

G蛋白信号调节因子是能够直接与激活的Gα亚基结合,显著刺激Gα亚基上的GTP酶活性,加速GTP水解,从而灭活或终止G蛋白信号的一组分子大小各异的多功能蛋白质家族。它们都共同拥有一个130个氨基酸的保守的RGS结构域,其功能是结合激活的Gα亚基,负调节G蛋白信号。许多RGS蛋白还拥有非RGS结构域,能够结合其它信号蛋白,从而整合和调节G蛋白信号之间以及G蛋白和其它信号系统之间的关系。     

Gαq介导的信号通路增强RGS4蛋白表达

RGS(regulators of G protein signaling)是G蛋白偶联信号通路中一类重要的调节蛋白,通过加速Gα结合的GTP水解,即GAP(GTPase activating protein)活性,来中止G蛋白信号通路。RGS4是RGS蛋白家族中的重要成员之一,它能有效中止Gαq介导的信号通路。作者研究了Gαq蛋白对RGS4蛋白的表达调控。当在HEK293细胞中共转染这两个蛋白时,持续性激活的Gαq能特异性地显著增加RGS4蛋白的表达。蛋白降解实验结果证明这种增强作用与RGS4的降解被抑制无关,而与RGS4 mRNA表达增强有关。进一步克隆RGS4蛋白的启动子区域并研究其与RGS4表达相互关系的实验结果又表明,持续性激活的Gαq能够显著增强RGS4启动子区的转录活性,且具有时间和浓度效应。同时,转录因子结合区突变体实验证明,ICE(inverted CCAAT box element)转录因子结合区的突变显著影响RGS4基因的转录活性。以上结果表明Gαq可能通过RGS4的启动子区调控其基因的表达,促进RGS4蛋白表达。     

RGS蛋白在G蛋白信号转导中的作用与调节

RGS蛋白是近年来不断发现的新的蛋白家族,它们的结构中都包含一个高度保守的RGS结构域。目前从RGS结构域的结构及其同源性出发,对RGS蛋白与Gα亚单位及Gβγ二聚体的相互作用、RGS蛋白的调节活性及其动力学过程、RGS蛋白调节作用的分子机制及其生物学效应等进行了广泛探讨。研究发现,由于高度保守的RGS结构域的存在,几乎所有的RGS有GAP活性,并对G蛋白信号转导发挥负性调节作用。G蛋白信号转导是很多胞外信号引发细胞生理功能改变的共同途径,RGS蛋白的深入研究对于充分阐明该信号转导体系的构成及其调节机制具有深刻意义。     

真菌G蛋白信号调控蛋白的功能研究进展

G蛋白信号途径是真菌细胞信号转导网络的枢纽,在细胞的各种生物学调控过程中具有重要作用。G蛋白信号调控蛋白(Rgulators of G protein signaling,RGS)是一类重要的G蛋白信号调控因子,能通过促进G蛋白α亚基(Gα)偶联的GTP水解,使Gα和Gβγ亚基发生聚合,导致G蛋白失活,从而迅速关闭与G蛋白偶联的信号途径。自从第一个RGS蛋白在酿酒酵母中被鉴定以来,目前已经有30多个RGS蛋白在重要的模式真菌中被报道,包括构巢曲霉、绿僵菌、稻瘟病菌、玉米赤霉菌、轮枝镰孢菌、新型隐球菌和白色念珠菌等。RGS蛋白在真菌的营养菌丝生长、产孢、毒素和色素生产、致病性和有性生殖等过程中发挥着重要作用。本文对真菌中已报道RGS蛋白的功能进行了总结,对真菌RGS蛋白的结构特征和调控机制进行了评述。     

真菌中G蛋白信号调控因子蛋白类型与其理化性质的关系

[目的]G蛋白信号调控因子(RGS)作为G蛋白信号转导途径的负调控因子,在植物病原菌的致病性和有性生殖调控方面发挥着重要作用.研究真菌中RGS蛋白类型与其理化性质及特征的关系,为今后深入开展不同真菌中具有不同类别RGS的功能解析打下坚实的理论基础.[方法]前期对模式生物、病原菌、非致病菌等49个真菌中229个RGS蛋白...     

AtRGS1胞吞动态调控G蛋白参与拟南芥生长发育和抗性反应

异源三聚体G蛋白由Gα、Gβ和Gγ 3个亚基组成,是普遍存在于真核细胞中的跨膜信号转导因子。植物细胞通过定位于细胞质膜的G蛋白信号调节子RGS蛋白(regulator of G protein signaling),调控异源三聚体G蛋白的活性,进而参与生长发育、激素和糖信号转导以及抗病反应等多个重要生物学过程。膜蛋白可通过胞吞循环调控其在细胞质膜上的数量,以响应外界环境因子和自身发育信号。近年来,研究表明多种外界信号诱导拟南芥AtRGS1蛋白的胞吞,进而促进其与Gα亚基的解离,游离的Gα-GTP、Gβγ亚基和定位于内含体的AtRGS1蛋白均可能调控下游信号转导,进而影响相应生物学过程。本文综述了AtRGS1通过胞吞作用调控G蛋白参与的生长发育和抗性反应的分子细胞学机制研究进展,以期为深入理解G蛋白信号调节子影响植物发育进程和抗性反应的作用机制提供理论参考,为植物膜蛋白胞吞调控信号转导提供新的视角。     

希金斯炭疽菌RGS蛋白生物信息学分析

目的:由希金斯炭疽菌侵染菜心、萝卜等十字花科蔬菜引起的炭疽病,不仅降低了蔬菜的产量,还影响着蔬菜的品质。RGS作为植物病原菌G蛋白信号转导过程中的重要调节因子,在众多生理生化过程中发挥着重要作用。对希金斯炭疽菌中典型RGS进行明确以及生物信息学分析,为深入开展该菌RGS功能研究打下坚实的理论基础。方法:基于酿酒酵母中4个典型RGS序列,利用Blastp以及关键词对希金斯炭疽菌蛋白质数据库进行比对、搜索,以及通过SMART保守结构域分析,获得典型的RGS,并对上述RGS进行二级结构、疏水性、信号肽以及亚细胞定位等生物信息学分析。结果:希金斯炭疽菌中的RGS在蛋白质二级结构中均含有较高比例的α螺旋结构,均不含有典型的信号肽序列,均为亲水性蛋白;其中3个定位在细胞核中,其他2个则分别定位于高尔基体、线粒体上。结论:希金斯炭疽菌中有5个典型的RGS,在二级结构特征、亲水性方面一致,但其亚细胞定位位置不同。     

载脂蛋白E基因敲除小鼠血管外膜成纤维细胞G蛋白信号调节因子3,5的表达变化

目的:检测载脂蛋白E基因敲除小鼠(apoE(-/-))血管外膜成纤维细胞中G蛋白信号调节因子(regulator of G protein signaling,RGS)3,5的变化,探讨其在动脉粥样硬化发病中的作用.方法:体外培养高脂喂养2周的apoE(-/-)小鼠和C57BL/6小鼠动脉外膜成纤维细胞,利用基因芯片技术分析RGS3,RGS5mRNA的变化,通过RT-PCR进一步验证.结果:基因芯片数据分析显示,apoE(-/-)小鼠成纤维细胞中RGS3表达下调,与C57BL/6小鼠比值为0.46.RGS5表达上调,与C57BL/6小鼠比值为2.25.RT-PCR结果显示apoE(-/-)小鼠成纤维细胞RGS3mRNA水平低于对照组小鼠(比值为0.78),RGS5mRNA水平高于对照组小鼠(比值为2.34),与基因芯片检测结果相比,变化方向一致.结论:apoE(-/-)小鼠血管外膜成纤维细胞中选择性RGS3降低和RGS5升高可能与外膜成纤维细胞的激活密切相关,从而参与了动脉粥样硬化的发生与发展,RGS有可能成为动脉粥样硬化药物治疗及基因治疗的新靶点.     

乳腺导管内增生性病变中RGS2的表达及意义

G蛋白调节因子2(G protein regulating factors2,RGS2)表达水平的变化与多种肿瘤的发生、发展有密切关系。为了解RGS2蛋白表达水平与乳腺导管内增生性病变(intraductal proliferative lesions,IDPLs)的关系。应用免疫组化对RGS2,CK5/6进行染色,观察其在98例IDPLs(15例普通型导管增生,11例非典型导管增生,72例导管原位癌)和正常乳腺组织的表达情况。结果显示,在普通型导管增生中RGS2的表达水平分布不一致,而在其余各型的IDPLs中RGS2蛋白的阳性表达呈均匀性分布;CK5/6蛋白的阳性表达只存在于普通型导管增生中,而其余各型IDPLs均不表达;在IDPLs中RGS2的表达水平与CK5/6的表达水平呈负相关性(r=-0.995,p=0.000);随着IDPLs的级别增高,RGS2的表达逐渐丢失。结果表明,RGS2与CK5/6的联合应用可用于对IDPLs的鉴别诊断;RGS2可能作为检测IDPLs生物学行为和判断IDPLs患者预后的一项重要指标。     

TRAF4的结构与生物学功能

TRAF(TNF receptor associated factor)家族蛋白是一类具有相同C末端保守结构域的细胞内接头蛋白,能够与包括TNF受体在内的多种受体蛋白相互作用传递信号并因此得名,目前已经发现了7种TRAF家族蛋白。TRAF4是TRAF家族蛋白中最古老的成员之一,最早在乳腺癌的转移淋巴结中发现,在多种实体肿瘤组织中存在高表达和亚细胞定位的异常。与其他TRAF家族蛋白主要参与免疫和炎症反应不同,TRAF4在免疫中的作用非常有限,目前其已知功能主要体现在胚胎发育、细胞极性、凋亡以及活性氧生成调节等方面。     

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。     

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。     

锌指亚家族GATA-4、-5和-6的调控作用

GATA蛋白是一类重要的转录调节因子,它们具有保守的DNA结合结构域,其中的GATA 4、 5和 6亚家族对组织特异性基因的表达起关键性的调控作用.综述了这3种因子的结构功能,在小鼠中的表达模式和基因定位,在组织特异性基因表达中的作用,对可诱导基因表达的调节以及与它们相互作用的有关因子等.     

G蛋白偶联受体激酶5在有丝分裂中的作用

G蛋白偶联受体激酶（GRK）是G蛋白偶联受体（GPCR）信号通路的负性调节因子。近来的研究发现,GRK除了磷酸化G蛋白偶联受体使其脱敏外,还能与其他非受体底物结合,功能呈现多样性。GRK5是GRK家族成员之一,该研究探索了GRK5在细胞周期和有丝分裂中的作用,结果显示：在细胞内干扰GRK5的表达导致分裂中期的细胞数目增多和细胞凋亡。进一步的研究发现,干扰GRK5的表达导致有丝分裂中期的染色体不能正常排列到赤道板,而对分裂后期染色质分离以及胞质分裂没有影响。在细胞内干扰GRK蛋白家族的另一个成员GRK2对有丝分裂则没有明显影响。该研究提示GRK5是细胞有丝分裂的重要调控蛋白。     

Rho小G蛋白介导的细胞周期调控

Rho小G蛋白作为一个信号分子家族具有多样化的功能, 可以调节细胞骨架重排 、细胞迁移、细胞极性、基因表达、细胞周期调控等. Rho小G蛋白家族对细胞周期 调控的研究主要集中在其对于有丝分裂期细胞的调节作用,包括调节有丝分裂期前 期细胞趋圆化、后期染色体排列及收缩环的收缩作用.近期的研究显示,Rho小G蛋白及其效应分子对于细胞周期G1、S、G2期的调控主要是通过影响细胞周期的正调控因子细胞周期蛋白D1 (cyclin D1) 和负调控因子细胞周期蛋白依赖型激酶相互作用蛋白1及细胞周期蛋白依赖型激酶抑制蛋白27 (p21cip1/p27kip1) 进行的.本文总结了Rho小G蛋白及其效应分子在细胞周期调控,尤其是对G1/S期调控的研究进展,并简要阐述了Rho小G蛋白介导的细胞周期调控异常与癌症发生的关系.     

果蝇羊浆膜细胞形态发生所需的Rho信号通路组分的RNAi筛选

细胞形态的形成与维持与其执行的生物学功能息息相关,其中微丝作为细胞骨架,是细胞形态的决定性因素之一。小G蛋白Rho家族是控制微丝的重要信号分子。然而Rho蛋白的不同种类,以及上游的RhoGEF和RhoGAP如何协同调控细胞形态,目前还缺乏系统研究。该研究以果蝇的羊浆膜细胞为模型,通过组织特异性表达RNAi,对Rho家族及其上游信号分子进行遗传筛选。结果显示, Rho1并未参与到羊浆膜细胞形态发生的过程中,同属Rho亚家族的RhoL、RhoBTB, Rac亚家族的Mtl,以及Cdc42是Rho活性的主要来源。通过敲降果蝇的26个RhoGEF和22个RhoGAP,进一步发现了若干重要的羊浆膜发育调控因子,其中在羊浆膜组织中敲降RhoGAP19D导致的胚胎死亡率接近100%。该研究通过RNAi遗传筛选,鉴定出一系列在羊浆膜发育过程中影响微丝的关键因子,为下一步的研究提供线索。     

胶孢炭疽菌CgRGS2基因的克隆及生物学功能

【目的】G蛋白信号调控因子(Regulators of G-protein signaling,RGS)是G蛋白的一类负调控因子,在植物病原菌生长发育及致病过程中发挥着重要的作用,然而目前还未有关于胶孢炭疽菌RGS蛋白生物学功能的研究。本试验的目的是克隆胶孢炭疽菌的一个RGS基因CgRGS2,并分析其生物学功能。【方法】利用PCR技术扩增CgRGS2的基因并进行生物信息学分析,利用同源重组的方法获得CgRGS2基因的敲除突变体,并在突变体的基础上获得互补株,通过表型分析确定该基因的生物学功能。【结果】通过PCR扩增获得了CgRGS2的基因,其编码一个574个氨基酸的蛋白,在N末端含有一个RGS功能域。该基因敲除突变体同野生型相比,表现为营养生长缓慢,气生菌丝浓密,分生孢子产量降低且孢子呈多端萌发,对氧化压力及SDS敏感,致病性减弱等。【结论】CgRGS2蛋白参与调控胶孢炭疽菌的营养生长,分生孢子产量及萌发,氧化应激反应及细胞壁完整性,对其致病性也具有一定的影响。     

Arrestins家族：一类在G蛋白偶联受体的信号传导中起关键作用的蛋白质

对Arrestins家族的研究是当今生物学中信号传导研究领域的热点之一。Arrestins可以作用于G蛋白偶联受体，使受体与下游的G蛋白解偶联；并充当受体与笼形蛋白的接头，促进衣被蛋白介导的受体内吞；在受体内吞过程中，Arrestins、受体和c-Src激酶共同起始MAPK信号传导途径。本综述概括了近年来Arrestins研究的最新进展，包括其分类、主要蛋白功能结构域、基因定位和在G蛋白偶联受体信号传导中的地位与作用。     

叉头框(Fox)转录因子家族的结构与功能

叉头框(forkheadbox,Fox)蛋白家族是一类DNA结合区具有翼状螺旋结构的转录因子,目前已有17个亚族。Fox蛋白不仅能作为典型的转录因子通过招募共激活因子等调节基因转录,有些还能直接同凝聚染色质结合参与其重构,协同其他转录因子参与转录调节。PI3K-Akt/PKB、TGFβ-Smad和MAPKinase等多条信号通路都可以影响Fox蛋白的磷酸化水平,从而调节其活性。Fox蛋白在胚胎发育、细胞周期调控、糖类和脂类代谢、生物老化和免疫调节等多种生物学过程中发挥作用。     

小G蛋白在植物抗病性中的作用

小G蛋白一类是低分子量GTP结合蛋白,其分子量大约20～30 kDa.小G蛋白作为重要的分子开关参与了细胞许多重要生理信号途径的调控.近几年在植物中的研究、尤其是对模式植物水稻杭病分子机制的研究发现,Rho家族的小G蛋白在植物抗病信号传导途径的调控中起了关健的作用.本文对植物特有的Rho家族小G蛋白在植物免疫反应中的最...