人源孤儿G蛋白偶联受体hGPCRc的分子克隆及其初步鉴定

孤儿G蛋白偶联受体 (orphanGprotein coupledreceptors ,oGPCRs)是最重要的潜在药物靶点 ,对于创新药物研究意义重大 .根据已有文献及相关基因数据库提供的信息 ,利用RT PCR从人结肠组织获得oGPCR某一成员的氨基酸编码序列 ,大小为 10 14bp ,而且与GenBank已登录序列(AB0 835 98)完全一致 ,称之为hGPCRc ;又用相同的引物以健康志愿者血液基因组DNA作为模板进行PCR扩增 ,亦得到同样大小的DNA序列 ,测序显示二者个别碱基不一致 ,但所对应氨基酸序列并无差异 .另外 ,RT PCR对人源部分组织及细胞系的检测结果显示 :hGPCRc在人脑组织表达最高 ,结肠次之 ,其它组织或细胞系如胃、血液、肝、肺、上皮未检测到该基因的表达 .利用相关软件对hGPCRc分别结果显示 :hGPCRc定位于人染色体 13q32 3,与小鼠、大鼠的对应物序列同源性高达85 % ,但与人源其他已知基因的同源性较低 ,对应的氨基酸序列组成了 7个跨膜区段的结构域 .因此 ,hGPCRc符合GPCR的结构特点 ,应为人类oGPCRs的新成员 .     

孤儿G蛋白偶联受体研究进展

孤儿G蛋白偶联受体的研究意味着发现其尚未了解的内源性配体,是后基因组时代功能基因组学研究的热点之一,对生命科学的发展具有深 影响。本文介绍孤儿G蛋白偶联受体的概念、研究策略及其应用。     

G蛋白偶联受体激酶的调控

G蛋白偶联受体激酶(G protein-coupled receptor kinase,GRK)特异地使活化的G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor,GPCR)发生磷酸化及脱敏化,从而终止后者介导的信号转导通路。研究表明,GRK的功能被高度调控,并具有下行调节GPCR的能力。调控GRK功能的机制包括两个层次：(1)多种途径调控激酶的亚细胞定位及活性,包括GPCR介导、G蛋白偶联、磷脂作用、Ca^2 结合蛋白调控、蛋白激酶C活化、MAPK反馈抑制、小窝蛋白抑制等;(2)调控GRK表达水平,主要体现在其与某些疾病的联系。     

生物信息学在孤儿G蛋白偶联受体配基筛选中的应用

生物信息学的飞速发展为孤儿G蛋白偶联受体(orphan G protein—coupled receptors,oGPCRs)配基的筛选提供了重要的信息资源。利用生物信息学数据库和工具对oGPCRs的核酸和蛋白质序列进行运算、分析、注释和预测,获得足够的生物信息,辅助实验研究,以尽可能快速、准确地筛选出oGPCRs的特异性配基。本介绍有关生物信息学在oGPCRs配基筛选研究中的应用。     

人孤儿受体GPR81分子克隆、组织分布及表达工程细胞株的建立

采用PCR技术分别从人全血基因组DNA及引产胚胎肾组织cDNA中扩增得到gpr81的全长cDNA序列(1041bp),运用生物信息学手段绘制该基因的分子进化树,显示该基因的氨基酸序列与烟酸受体同源性最高;然后,采用RT-PCR法分析该基因表达的组织分布,组织表达谱显示该基因在多种组织均有表达,以心脏及肝脏组织为最高;利用分子克隆手段构建含6×组氨酸(His)标签蛋白的真核表达载体pcDNA3·1(-)/his-myc-A-gpr81,通过脂质体介导,将该重组质粒转染CHO-K1细胞,RT-PCR证实该基因已整合入CHO-K1细胞的基因组中,Western-blot表明GPR81在CHO-GPR81工程细胞株中有表达。组织表达谱的检测和工程细胞株的建立为进一步研究该受体的生物学功能奠定了基础。     

G蛋白偶联受体二聚化研究进展

G蛋白偶联受体是细胞膜受体最大的家族,参与调节多种生理过程,在信号识别及转导中具有重要作用,传统观点认为G蛋白偶联受体作为单体起作用,近年来,越来越多的证据表明,G蛋白偶联受体不仅能以二聚体形式存在,而且在细胞信号转导中起重要作用,尤其是对阿片受体异源二聚体的研究,推动了这一领域的研究。本文综述了G蛋白偶联受体二聚化研究进展,以及同源和异源二聚体的结构与功能。     

G蛋白偶联受体的结构与功能

G蛋白偶联受体(Gprotein-coupled receptor,GPCR)是具有7个跨膜螺旋的蛋白质受体,根据其序列的相似性以及与配基的结合情况,共分为5个亚家族,是人体内最大的蛋白质家族,也是重要的药物靶标。二聚体或寡聚体的形成,以及G蛋白偶联受体多元素参与的信号网络传递模式的研究,打破了传统的配基→G蛋白偶联受体→G蛋白→效应器的这种单一的线性信号传递模式,它的结构与功能的研究对于新药的开发、研制以及推动医药领域的发展起着举足轻重的作用。     

G蛋白偶联受体的细胞增殖信息传递途径

本文主要综述Ｇ蛋白各α亚基、βγ二聚体,Ｇ蛋白偶联受体和丝裂原激活的蛋白激酶在细胞增殖和肿瘤发生过程中的作用;以及从ＧＰＣＲｓ到ＭＡＰＫ的信号传导途径和途径中的一些癌基因产物;最后说明从ＧＰＣＲｓ至ＪＮＫ的一种新的细胞增殖信号传导途径。     

G蛋白偶联受体的研究进展

G蛋白偶联受体（GPCRs）,是体内最大的蛋白质超家族。GPCRs的基本结构巳清楚,但高分辨率的三维结构还未得到。根据结构的同源性,GPCRs主要分为A、B、C3族。GPCRs配体的多样性决定配体结合域的多样性。受体分子内相互作用力的破坏,质子化,构象变化,与G蛋白的偶联以及受体二聚化参与了GPCRs的活化过程。GPCRs的活化模式有3种;二态模式、多态模式和顺序结合的构象选择模式。     

植物病原丝状真菌G蛋白偶联受体的研究进展

通过对丝状真菌G蛋白偶联受体(GPCR)的结构、分类以及功能方面进行综述,以期明确丝状真菌与其他模式生物GPCR之间的关系。基于已报道的模式生物及丝状真菌等不同生物中的GPCR,通过SMART保守结构域分析,以及利用Clustal X、MEGA等软件对上述GPCR进行遗传关系分析。明确丝状真菌典型GPCR具有七跨膜结构域,新型GPCR则含有PIPK、RGS等保守结构域,明确不同学者对于GPCR的分类情况,以及新型GPCR所具有的特殊功能,明确模式生物GPCR、丝状真菌GPCR分别各自聚类。丝状真菌中GPCR的数量较模式生物少,不同分类单元中真菌之间GPCR的数量也不尽相同,同时,丝状真菌GPCR除具有典型的七跨膜结构域外,还含有一些其他保守的结构域,上述研究为进一步开展其功能研究提供重要的理论基础。     

家鸡G蛋白偶联受体85基因的结构、序列与组织表达分析

G蛋白偶联受体(GPCR)超家族是细胞膜上广泛存在的一类受体,是细胞跨膜信号转导的一类重要受体分子,参与许多生理过程调节。它们中仍有很多至今尚未找到内源性配体,这类受体被称为孤儿型受体。G蛋白偶联受体85(GPR85)是GPCR超家族中孤儿型受体的一员。目前,在非哺乳类脊椎动物中,针对GPR85的研究极少。本研究以家鸡Gallus gallus domesticus为模型,通过反转录PCR和RACE-PCR等方法从脑中克隆到GPR85基因的cDNA全长序列,揭示其基因结构,并用实时荧光定量PCR(qPCR)方法探究了该基因在家鸡各组织中的表达情况。结果显示:家鸡GPR85基因位于1号染色体上,由2个外显子组成,其编码区位于第2个外显子上,长为1 113 bp,可编码1个370个氨基酸的7次跨膜受体蛋白。家鸡GPR85与其他脊椎动物(人Homo sapiens、小鼠Mus musculus、大鼠Rattus norvegicus、热带爪蟾Xenopus tropicalis和斑马鱼Danio rerio)的GPR85具有高度的氨基酸序列一致性(>93%)。qPCR分析发现,GPR85基因mRNA在家鸡全脑、垂体、肾上腺、精巢中有较高表达,而在所检测的其他外周组织中表达极低。本研究首次揭示了家鸡GPR85基因的结构与表达特征,为后续探究GPR85基因在家鸡等非哺乳类中的生理功能奠定基础。     

香蕉Maasr1基因表达产物的亚细胞定位

利用SSH分离香蕉果实采后差异表达基因,获得香蕉的ASR基因,并将其命名为Maasr1。对该基因与香蕉采后成熟衰老进行相关性研究,发现其在果实采后早期表达上调。通过对Maasr1基因进行生物信息学分析表明,Maasr1基因编码的蛋白可能作为转录因子定位于细胞核或细胞质中。为进一步深入研究该基因功能,构建了香蕉Maasr1基因与绿色荧光蛋白基因融合的植物表达载体pCAMBIA1304-Maasr1。利用基因枪转化法将重组载体转入洋葱表皮细胞瞬时表达,荧光显微镜检测结果表明,Maasr1基因表达产物定位在细胞核中,符合转录因子特性。     

拟南芥磷酸酶基因亚细胞定位与组织表达

通过克隆拟南芥磷酸酶PP2C家族基因At3g51370,构建了绿色荧光蛋白融合表达载体,用基因枪将构建好的载体轰击洋葱表皮细胞进行瞬时表达分析,发现该At3g51370基因表达蛋白定位在细胞核中;用实时定量PCR方法分析At3g51370基因的组织表达特性,发现该基因在花器官中的表达量明显高于其它组织.进一步构建了含At3g51370基因的启动子和GUS报告基因的植物表达载体,经农杆菌介导转化拟南芥,对转基因拟南芥进行GUS组织化学染色,分析该启动子在不同生长时期与不同组织中的转录活性,结果发现,在幼苗期At3g51370基因主要集中在根尖分生组织和顶端分生组织表达,在成年植株中则集中在生殖器官如花和果荚柄等部位表达,在光照和黑暗条件下,At3g51370基因的表达特性没有明显差异.研究表明,At3g51370可能与其它核定位的PP2C磷酸酶一样参与了基因表达的调控,可能在拟南芥早期发育阶段的细胞增值分裂相关信号转导途径中发挥功能,并在花器官的发育过程中行使功能,且不参与光信号转导.     

Protease Signaling to G Protein-Coupled Receptors: Implications for Inflammation and Pain

Proteases, like thrombin, trypsin, cathepsins, or tryptase, can signal to cells by cleaving in a specific manner, a family of G protein-coupled receptors, the protease-activated receptors (PARs). Proteases cleave the extracellular N-terminal domain of PARs to reveal tethered ligand domains that bind to and activate the receptors. Recent evidence has supported the involvement of PARs in inflammation and pain. Activation of PAR₁, PAR₂, and PAR₄ either by proteinases or by selective agonists causes inflammation inducing most of the cardinal signs of inflammation: swelling, redness, and pain. Recent studies suggest a crucial role for the different PARs in innate immune response. The role of PARs in the activation of pain pathways appears to be dual. Subinflammatory doses of PAR₂ agonists induce hyperalgesia and allodynia, and PAR₂ activation has been implicated in the generation of inflammatory hyperalgesia. In contrast, subinflammatory doses of PAR₁ or PAR₄ increase nociceptive threshold, inhibiting inflammatory hyperalgesia, thereby acting as analgesic mediators. PARs have to be considered as an additional subclass of G protein-coupled receptors that are active participants to inflammation and pain responses and that could constitute potential novel therapeutic targets.     

G蛋白偶联受体突变及其相关疾病

G蛋白偶联受体（GPCR）是最大的蛋白质受体超家族之一,参与调节各种生理过程,在信号识别和转导中起重要作用。GPCR的突变及基因多态性将引发各种疾病,目前已经发现有30多种单基因疾病与此相关。介绍了GPCR功能失调的分子基础,在此基础上对一些GPCR突变以及相关疾病做了综逑,并指出了其治疗意义。     

Deorphanization of Dresden G Protein-Coupled Receptor for an Odorant Receptor

Dresden G protein-coupled receptor (D-GPCR) is one of orphan G protein-coupled receptors (GPCR). Here we report the identification of the ligands and the characterization of D-GPCR. We investigated over 5000 compounds to evoke the response mediated by D-GPCR and identified 3-methyl-valeric acid and 4-methyl-valeric acid as agonists using a cAMP assay. It is of interest that they dramatically enhanced the intracellular cAMP accumulation and the CRE-luciferase activity in CHO-K1 cells and HEK293 cells expressing the chimeric protein of D-GPCR with a rhodopsin-tag at its N-terminus. Our results established new characteristics of D-GPCR as an olfactory receptor. First, agonists of D-GPCR belong to odorants. Second, D-GPCR mRNA is expressed in the olfactory bulb. In addition, D-GPCR was reported to have similar sequences and its genome locus nearby other olfactory receptors. These results suggest D-GPCR is an olfactory receptor.     

拟南芥谷氨酸受体基因的亚细胞定位

为明确拟南芥谷氨酸受体1.3基因(AtGLR1.3)的亚细胞定位,该实验以拟南芥(Arabidopsis thalianaCo-lumbia ecotype)为材料,运用PCR方法从其基因组中扩增得到了AtGLR1.3的启动子和基因序列,将其连接到载体pBIsGFP上,构建成AtGLR1.3基因与绿色荧光蛋白基因融合的植物表达载体,通过农杆菌介导的花序浸润法将重组载体转化拟南芥野生型,转基因植株通过激光共聚焦扫描显微镜观察显示,GFP荧光信号存在于细胞质膜上,表明AtGLR1.3为细胞膜蛋白.该结果为进一步研究AtGLR1.3的作用机理奠定了基础.