Caspase家族与细胞凋亡调控

Ｃａｓｐａｓｅ即天冬氨酸特异的半胱氨酸蛋白酶,它们瀑布式活化后降解其底物,引起细胞形态学上的改变使凋亡最终得以完成,在细胞凋亡过程中处于关键地位。近年来关于Ｃａｓｐａｓｅｓ的生化特性、克隆测序、底物及抑制物、活化机理、对细胞凋亡的调控作用等研究取得了较大进展,本文对以上若干进展作一综述。     

FAM3基因家族功能研究概况

蛋白序列相似度为3的类细胞因子家族(family with similarity 3,FAM3)是2002年发现的新基因家族,其包括四个成员FAM3A、FAM3B、FAM3C和FAM3D。因FAM3B高表达于胰腺胰岛细胞中,又被称为胰腺衍生因子(pancreatic derived factor,PANDER)。PANDER已被证实在胰岛素抵抗和2型糖尿病发展过程中起重要作用,其可能成为2型糖尿病的新干预靶点。FAM3C被发现在胚胎发育和视网膜功能调控,上皮细胞间充质转化及胰腺癌发生过程中起重要作用。FAM3D被发现可能介入了机体能量代谢异常、结肠癌及嗜睡等疾病的发生发展过程。目前尚未见有关FAM3A生物学功能的研究报道。总之,现有研究表明FAM3基因家族成员可能在包括糖尿病和肿瘤在内的多种重大疾病发生发展过程中起重要作用。本综述将对FAM3基因家族的最新研究进展进行简要总结及讨论。     

Caspase家族与细胞凋亡

Caspase家族的研究,对于了解细胞凋亡途径及各种相关疾病的诊治和药物的开发有重要作用。本文概述了这一家族的研究进展,介绍它们成员、分布、作用底物、抑制剂、可能的作用途径等。     

Caspase-3的研究进展

细胞是一个复杂的有机整体,能够完成一系列生命活动.调控细胞衰老和程序性死亡的细胞凋亡过程,在其生命活动中占有重要地位.细胞凋亡主要由Caspase蛋白酶家族所调控,其中Caspase-3起到关键作用.该文就Caspase家族的构成、功能以及Caspase-3的特性和作用机制进行综述.     

FAM96A和FAM96B结构与功能的研究进展

96序列相似的家庭成员A和B（family with sequence similarity 96 member A and B,FAM96A和FAM96B）是属于MIP18（MMS19-interacting protein of 18 kD）家族的2个高度保守的同源蛋白,MIP18是与有丝分裂纺锤体相关的MMDX（MMS19-MIP18-XPD）复合体的亚基。研究表明,FAM96A和FAM96B在人胃肠道间质瘤、结肠癌、肝癌、胃癌和乳腺癌等多种肿瘤组织中的表达显著降低,提示其可能是作为潜在的抑癌基因参与肿瘤的发生发展,但目前关于FAM96A和FAM96B在肿瘤发生发展过程中的作用机理并不十分清楚。此外,研究发现FAM96A和FAM96B可通过与其他不同的蛋白质相互作用在体内发挥多种不同的功能。因此,就目前对于FAM96A和FAM96B结构和功能的研究所取得的进展进行了回顾与总结,并对其在肿瘤发生发展中的分子机制和相互作用蛋白鉴定的研究前景进行了展望,以期为临床上将FAM96A和FAM96B作为新的肿瘤诊断标志物和治疗靶点奠定基础,并为揭示二者在体内更多的新功能提供依据。     

Bcl-2家族中唯BH3域蛋白的研究进展

Bcl-2家族蛋白质在细胞凋亡的调控机制中起着重要的作用,该家族包括唯BH3结构域的蛋白质（only BH3 domain protein）,如Bid、Bik、Puma、Nova、Bmf等。随着凋亡研究的深入,在哺乳动物中现已发现10多种唯BH3结构域的蛋白质,并且在凋亡中发挥重要的作用。本文主要论述唯BH3域蛋白的作用机制及其应用的研究进展。     

14-3-3蛋白家族的调控机制和生物学功能

14-3-3蛋白家族在真核细胞中广泛表达并高度保守,它们主要以同源／异源二聚体形式存在,可以同时与两个靶蛋白或一个靶蛋白的两个结构域相互作用。14-3-3蛋白通过磷酸化丝氨酸／苏氨酸介导和靶蛋白结合,从而发挥其调控功能。现对14-3-3蛋白的识别序列、与配体相互作用的特点,及其在细胞周期、凋亡、信号转导、线粒体／叶绿体前体蛋白跨膜转运中的调控机制和发挥的生物学功能进行综述。     

细胞凋亡中的Bcl-2家族蛋白及其BH3结构域的功能研究

凋亡相关蛋白中的Bcl-2家族是细胞凋亡的关键调节分子,由抗凋亡和促凋亡成员组成,这些成员之间通过相互协同作用调节了线粒体结构与功能的稳定性,从而在线粒体水平发挥着细胞凋亡的“开关”作用.抗凋亡成员大都分布于线粒体的外膜,与促凋亡成员的BH3结构域相互作用对细胞凋亡发挥抵抗作用.促凋亡成员则主要分布于细胞浆中,细胞接受死亡信号刺激后,促凋亡成员自身受到一系列的调节,如典型的Bax构象改变、BAD和Bik的磷酸化调节以及Bid和Bim的蛋白裂解效应等,使得促凋亡成员在凋亡信号的刺激下整合于线粒体外膜,最终导致线粒体通透转换孔的开放,进而释放包括细胞色素c、凋亡诱导因子、Smac等重要的凋亡因子,随后caspase被激活进而断裂重要的细胞内结构蛋白与功能分子,执行细胞凋亡.     

PIAS蛋白家族的研究进展

PIAS(protein inhibitor of activated STAT)蛋白家族是一种能够激活STAT转录活性的抑制蛋白,共包括4个成员,可与多种蛋白发生相互作用,从而影响靶蛋白的活性和功能,其主要与STAT、Wnt、TGF-β、NF-κB等通路的转录因子或转录辅因子相互作用以调控下游基因的转录活性。在细胞周期中,PIAS蛋白是细胞衰老和细胞凋亡的调节子,可促进细胞的扩散和衰老。在肿瘤发生中,PIAS蛋白的过表达能抑制癌细胞的增殖并诱导其凋亡。除此之外,在生殖系统和神经系统中,PIAS家族蛋白也能通过与相关的转录因子或激素受体相互作用影响其发生发展的过程。     

Analysis of the multi-copy gene family FAM90A as a copy number variant in different ethnic backgrounds

Copy number variants contribute extensively to inter-individual genomic differences, but little is known about their inter-population variability and diversity. In a previous study (Bosch et al., 2007; 16:2572-2582), we reported that the primate-specific gene family FAM90A, which accounts for as many as 25 members in the human reference assembly, has expanded the number of FAM90A clusters across the hominoid lineage. Here we examined the copy number variability of FAM90A genes in 260 HapMap samples of European, African, and Asian ancestry, and showed significant inter-population differences (p<0.0001). Based on the recent study of Stranger et al. (2007; 315:848-853), we also explored the correlation between copy number variability and expression levels of the FAM90A gene family. Despite the high genomic variability, we found a low correlation between FAM90A copy number and expression levels, which could be due to the action of independent trans-acting factors. Our results show that FAM90A is highly variable in copy number between individuals and between populations. However, this variability has little impact on gene expression levels, thus highlighting the importance of genomic variability for genes located in regions containing segmental duplications.     

FAM92A1-289基因的真核表达载体构建和亚细胞定位

利用PCR方法扩增FAM92A1-289全长,经BamH I和Xho I酶切后连接入pEGFP-N1真核表达载体,构建pEGFP-N1-FAM92A1-289重组表达质粒,转染Hela细胞,利用荧光显微镜观察FAM92A1-289在细胞中的定位。经双酶切和核酸序列分析证实重组质粒包含有正确编码的FAM92A1-289读码框。荧光显微镜观察到空质粒pEGFP-N1转染后,整个细胞内弥散绿色荧光,而转染pEGFP-N1-FAM92A1-289重组载体后,可见绿色荧光分布于Hela细胞核中,显示FAM92A1-289定位于细胞核。成功构建人FAM92A1-289真核表达载体,FAM92A1-289定位于哺乳细胞的细胞核中。     

Cloning and characterization of the OsNramp family from Oryza sativa,a new family of membrane proteins possibly implicated in the transport of metal ions

The mammalian Nramp1 protein is an integral membrane protein expressed exclusively in macrophages, where it plays a critical role in the ability of these cells to destroy ingested microbes. The bactericidal mechanism of action of Nramp1 remains unknown. We report the identification and characterization of cDNA clones corresponding to three homologues of the mammalian Nramp1 gene from the genome of Oryza sativa, OsNramp1, OsNramp2, and OsNramp3. These three genes encode a novel group of highly similar hydrophobic polypeptides sharing between 64% and 75% sequence similarity, that show similar hydropathy profiles, and predicted secondary structure, including the same number, position, and sequence characteristics (including conserved charges) of transmembrane domains. Together, these define a highly conserved membrane associated hydrophobic core. The three plant proteins show a remarkable degree of sequence similarity with their mammalian counterpart (60% to 70% similarity), including primary and secondary structure elements previously described in ion transporters and channels. Expression studies in normal plant tissues indicate that while OsNramp1 is expressed primarily in roots, and OsNramp2 is primarily expressed in leaves, OsNramp3 is expressed in both tissues. The recent discovery that the yeast Nramp homologue SMF1 functions as a manganese transporter raises the exciting possibility that OsNramp encodes a family of metal ion transporters in plants.     

互花米草NAC转录因子家族的鉴定与表达分析

互花米草(Spartina alterniflora)作为一种海岸带盐生植物,高度耐盐胁迫,但因为缺少参考基因组,其耐盐的分子机制却尚未见报道。NAC家族蛋白是植物特有的转录因子,调控植物的生长发育和胁迫应答。为了鉴定互花米草NAC蛋白(SaNAC)并探究它们与互花米草生长发育及胁迫响应之间的关系,本研究以互花米草三代全长转录组数据为参考,通过与水稻(Oryza sativa)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)和玉米(Zea mays)NAC蛋白序列进行比对,并结合保守功能域进一步筛选,最终找到62个SaNAC蛋白。从蛋白序列比对、进化、motif预测、同源性比较、亚细胞定位、组织表达以及非生物胁迫下的基因差异表达等方面分别对互花米草NAC家族成员进行分析,结果发现SaNAC蛋白均含有保守的NAM结构域,且在进化上与水稻NAC家族具有一定的相似性;SaNAC家族中的两个蛋白SaNAC9和SaNAC49在细胞核表达;另外,本研究还发现互花米草SaNAC基因表达具有高度组织和胁迫应答差异性。这些结果表明互花米草NAC转录因子家族不仅具有保守的功能域,而且在调控互花米草的生长发育和非生物胁迫响应过程中具有重要的作用。     

葡萄Actin基因家族的鉴定及进化和表达分析

采用生物信息学方法从葡萄(Vitis vinifera Linn.)全基因组中鉴定Actin基因家族,并对各基因的染色体定位和结构特征,编码蛋白质的理化性质、亚细胞定位、二级结构、三级结构和系统进化,以及不同组织的基因表达进行研究.结果表明:葡萄Actin基因家族16个基因分布在12条染色体上.16个基因的结构特征及其编码蛋白质的理化性质差异较大.16个基因的长度及其内含子总长度的变化范围较大,编码序列(CDS)和外显子总长度的变化范围较小.除登录号GSVIVG01008254001和GSVIVG01014035001的基因外,其他14个基因的GC含量均低于其CDS的GC含量.除登录号GSVIVG01008254001的基因外,其他15个基因编码的蛋白质的理论相对分子质量为12534.54~82612.33,理论等电点为pI 4.92~pI 9.13.16个基因编码蛋白质的消光系数为14105~73645,脂肪族氨基酸指数为65.54~92.06,其中9个为稳定蛋白,7个为不稳定蛋白.除登录号GSVIVG01014035001的基因外,其他15个基因编码的蛋白质均为亲水性蛋白.登录号GSVIVG01016517001的基因编码的蛋白质定位于细胞质和细胞核,其他15个基因编码的蛋白质定位于细胞质.二级结构和三级结构显示:葡萄Actin基因家族16个基因编码的蛋白质均由α螺旋、无规则卷曲和延伸链构成,且总体以无规则卷曲为主.系统进化分析和不同组织的基因表达分析结果显示:与拟南芥〔Arabidopsis thaliana(Linn.)Heynh.〕相似,葡萄Actin基因家族16个基因编码的蛋白质分为3个亚家族,ClassⅡ亚家族(营养型)包括登录号GSVIVG01003099001和GSVIVG01026580001的基因编码的蛋白质,这2个基因在所有组织中的表达均较高;ClassⅢ亚家族(生殖型)包括登录号GSVIVG01033494001、GSVIVG01024980001和GSVIVG01016550001的基因编码的蛋白质,这3个基因在花粉、雄蕊和花中的表达均较高;ClassⅠ亚家族包括其他11个基因编码的蛋白质,这11个基因在各组织中的表达总体上较低.研究结果显示:葡萄Actin基因家族的表达具有组织特异性.     

FAM60A,increased by Helicobacter pylori,promotes proliferation and suppresses apoptosis of gastric cancer cells by targeting the PI3K/AKT pathway

Helicobacter pylori (H. pylori) infection can promote the development of gastric cancer (GC); however, the underlying mechanism is not clear. FAM60A has been found showing high levels in some cancer cells, including lung cancer (A549), and pancreatic cancer (Capan-2) cell lines. Data in oncomine showed that FAM60A overexpression was an critical prognostic factor in GC. In this study, we showed that knockdown of FAM60A could revert the increase of proliferation and the decrease of apoptosis caused by H.pylori infection in HGC-27 and AGS cells. Conversely, FAM60A upregulation promoted proliferation and inhibited apoptosis in HGC-27 and AGS cells. We also found that the PI3K/AKT pathway inhibitor LY294002 could revert the changes caused by FAM60A upregulation in HGC-27 and AGS cells. Thus, our study provides evidence that FAM60A act as a carcinogen and suggests that H. pylori-induced upregulation of FAM60A may contribute to the development of gastric cancer.     

心脏特异表达人源FAM55A转基因小鼠的建立

目的建立心脏特异表达的人源FAM55A转基因小鼠,为研究该基因在心肌病发病中的作用提供模型。方法 Western blot检测FAM55A在野生型小鼠与cTnTR141W转基因小鼠心脏组织中的表达变化及其在野生小鼠的组织表达谱。克隆人源FAM55A基因入α-MHC启动子下游构建a-MHC-FAM55A表达载体,显微注射法建立FAM55A转基因小鼠。PCR鉴定转基因首建鼠的基因型。Western blot鉴定人源FAM55A在转基因小鼠心脏中的表达,超声检测转基因小鼠心脏的几何构型和功能。HE染色检测转基因小鼠心脏的病理改变。结果 FAM55A在野生型小鼠心脏中有少量表达,在扩张型心肌病小鼠的心脏中表达增加。建立了1个心脏组织特异表达人源FAM55A转基因小鼠品系。与野生型小鼠相比,FAM55A转基因小鼠的心脏收缩期和舒张期左室前壁从1月龄到5月龄持续增厚,3月龄转基因小鼠心脏射血分数和短轴缩短率稍有增强,1月龄和5月龄转基因小鼠心脏功能则与同龄野生型小鼠相比无变化。组织学检测显示,转基因小鼠心脏左室心肌细胞不均匀肥大,但不发生紊乱。结论 FAM55A在扩张型心肌病小鼠的心脏中表达上调,建立了心脏特异表达的人源FAM55A转基因小鼠,为进一步和心肌病小鼠模型杂交,研究该基因在心肌病发病中的作用提供了工具。