慢病毒介导的重组TM9SF1蛋白通过诱导自噬和内质网应激抑制293T细胞生长

九次跨膜超家族蛋白成员1（transmembrane 9 superfamily protein member 1,TM9SF1）在进化过程中高度保守,在人体组织和多种细胞系广泛表达。目前,关于该蛋白质的功能研究十分有限和初步。本研究采用慢病毒介导的TM9SF1表达系统,研究了重组TM9SF1蛋白的生化特点及其对细胞生长的调控作用。慢病毒感染的293T全细胞裂解液的蛋白质免疫印迹结果揭示,TM9SF1蛋白具有表观分子质量约为70 kD的单体及寡聚体两种主要形式;在室温及加热37℃时蛋白质相对稳定,随变性温度升高（56 ℃以上）逐渐失去其稳定性。CCK8法显示,与慢病毒空载体感染的293T细胞比较,TM9SF1慢病毒表达载体感染的293T细胞在感染2 d后增殖明显减缓（P<0.001）。Western印迹结果证明,过表达TM9SF1引起LC3Ⅱ表达明显上调,LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比例升高,说明TM9SF1可引起293T细胞发生自噬。荧光实时定量PCR结果显示,过表达TM9SF1的293T细胞内质网应激标志分子CHOP、GADD34和XBP1（S）表达水平是对照细胞的3～4倍,提示发生了内质网应激反应。以上结果提示,TM9SF1具有抑制293T细胞生长的功能,该功能可能与其引起的内质网应激和自噬有关。这一结论将进一步加深对TM9SF1在细胞生长调控中的功能的认识。     

四跨膜蛋白超家族tetraspanins的免疫功能研究进展

Tetraspanins属于四跨膜蛋白超家族（transmembrane 4 superfamily,TM4SF）,能跨膜连接蛋白,促进细胞间及细胞内信号转导,参与某些病毒的细胞识别和侵染．Tetraspanins成员之间相互关联,并与其他蛋白质形成一个巨大的tetmspanins网络,在免疫反应中发挥着重要作用．作为一大类进化上保守的细胞膜蛋白,它们在无脊椎动物中也行使复杂多样的功能．将重点阐述在tetraspanins的结构、识别病毒的机制、在免疫系统中的作用研究方面取得的进展,并对无脊椎动物tetraspanins在先天性免疫系统中的重要意义进行讨论．     

四次跨膜蛋白超家族成员与肿瘤的研究进展

Tetraspanins又称四次跨膜蛋白超家族(transmembrane 4 superfamily,TM4SF),包含33个家族成员,通过形成二聚体或异二聚体,或与其他蛋白质分子如整合素、黏附分子、主要组织相容性复合体II类抗原(major histocompatibility complex class II,MHC II)、T细胞受体等相互作用,调控细胞黏附、增殖、组织分化、免疫反应等生物学过程。越来越多研究表明,一些TM4SF分子也与肿瘤发生发展密切相关,参与迁移、上皮?间质转化、血栓形成、肿瘤干细胞及外泌体信号转导等多阶段过程。对能够促进或抑制肿瘤发生发展的TM4SF功能和调控机制的深入了解,将为未来有针对性的靶向干预提供新的策略。     

应用跨膜区置换的血凝素蛋白建立H7N9禽流感病毒抗体间接ELISA检测方法

【目的】由于H7N9禽流感病毒能够感染鸡,并且已经变异成了高致病性毒株,因此,鸡群中H7N9禽流感疫苗的免疫是一个趋势,而鸡群免疫后抗体检测方法的建立也十分必要。本研究旨在建立一种灵敏、高效、高通量的鸡群H7N9亚型禽流感病毒抗体间接酶联免疫吸附试验(ELISA)检测方法。【方法】通过昆虫杆状病毒表达系统分别表达属于W1、W2-A和W2-B分支H7N9流感病毒的3种野生型血凝素(HA)蛋白,以及跨膜区(TM)置换为H3 HA TM的W2-B分支HA蛋白(H7-53TM)。4种HA蛋白经过离子交换层析纯化后作为抗原,通过ELISA检测H7N9禽流感病毒抗体。【结果】ELISA特异性、敏感性和重复性试验结果显示,跨膜区置换主要影响HA蛋白ELISA检测的重复性,以H7-53TM为抗原的ELISA方法具有较好的重复性,其批内和批间变异系数小于10%,然而3种野生型HA蛋白与部分血清反应批内和批间变异系数大于10%,重复性较差,因此选择H7-53TM蛋白作为ELISA包被抗原。通过受试者工作特征曲线(ROC曲线)分析,以H7-53TM为抗原的ELISA能够精准地区分H7N9亚型流感病毒抗体阳性和阴性血清。通过相关性分析,该ELISA方法与134份鸡血清HI试验结果具有显著强相关性(r=0.854 6,P0.000 1),并且与3个分支疫苗株免疫血清的HI试验结果也具有显著相关性(r0.5,P0.05)。【结论】跨膜区置换能够提高HA蛋白抗原检测H7N9禽流感病毒抗体的重复性,并应用跨膜区置换的HA蛋白建立了一种能够检测不同分支疫苗株免疫的H7N9亚型禽流感病毒抗体间接ELISA检测方法。     

四跨膜超家族蛋白CD151促血管生成的研究进展

利用促血管生成因子促进血管生成已成为当前治疗缺血性疾病研究的一个热点。CD151蛋白作为四跨膜超家族蛋白(transmembrane-4 superfamily proteins,TM4SF)的重要成员之一,其在促血管生成方面起着重要的作用。CD151在体外能促进血管内皮细胞的增值、迁移及管状结构的形成,在体内能增加大鼠缺血后肢和缺血心肌区域的微血管数量,促进血管生成。CD151蛋白作为一个新的促血管生成因子日益受到大家的关注。本文就CD151促血管生成的研究进展进行综述。     

大肠杆菌MG1655三个膜蛋白的生物信息学分析

从NCBI数据库中检索大肠杆菌MG1655膜蛋白pspD、yiaW和yeeE的氨基酸序列,采用生物信息学在线分析软件对三种膜蛋白的理化性质、保守结构域、跨膜区、信号肽、磷酸化位点、糖基化位点及相互作用蛋白拓扑网络进行了预测分析。实验表明psp D为亲水性蛋白,分子中不存在跨膜结构,yiaW和yeeE为疏水性蛋白,分子中分别有2个和9个跨膜区;3个蛋白分子中均不存在信号肽序列,也没有磷酸化位点,pspD中有1个糖基化位点,yiaW和yeeE中分别有2个和7个糖基化位点。3个蛋白二级结构中组成最多的是α-螺旋分别占56.16%、57.94%和42.61%。三级结构的预测结果与二级结构预测一致。对其相互作用蛋白的拓扑网络预测发现,pspD属于噬菌体休克蛋白操纵子家族成员,与pspA、pspB和pspC蛋白关系最为密切,推测其可能在特殊环境中对于维持膜功能有极其重要的作用;yiaW与yiaV蛋白为膜融合蛋白(外排泵组件,信号锚,与物质外排有关),和ycdZ (DUF1097家族内膜蛋白)、nrfA (亚硝酸还原酶)、nrfD (甲酸依赖亚硝酸盐还原酶)蛋白相互作用关系最为密切。yeeE蛋白与保守蛋白yeeD和yedF为同源蛋白,关系最为密切。此外,yeeE蛋白与cysJ、Cysp、cysN、cysD等硫酸盐跨膜运输蛋白关系密切,根据前面的预测其有9个跨膜区,推测其可能与物质的跨膜转运相关。     

鹅掌楸DHHC型锌指蛋白家族基因的克隆及表达分析

棕榈酰化修饰是一种最普遍且唯一可逆的翻译后脂质修饰方式,赋予蛋白质多样化的生理功能。DHHC( Asp-His-His-Cys)蛋白家族是一类与棕榈酰化修饰相关的蛋白,多数DHHC蛋白家族成员具有蛋白质酰基转移酶( protein S-acyltransferase,PAT)活性。该研究以鹅掌楸叶芽为材料,采用RT-PCR和RACE技术,克隆获得了3个鹅掌楸DHHC蛋白家族基因cDNA全长,命名为LcPAT7、LcPAT22、LcPAT23。序列分析结果表明：LcPAT7、LcPAT22、LcPAT23基因全长分别为1933、2592、2217 bp,各包含1332、1839、1662 bp的开放阅读框( Open Reading Frame,ORF),编码433、612、533个氨基酸,预测蛋白分子量分别为40.04、67.3、60.57 kDa,理论等电点为9.15、9.03、7.29。3个基因编码的蛋白均有4个跨膜区,并且都在跨膜域( transmembrane domain, TM) TM2和 TM3之间存在一个 DHHC 蛋白家族典型的 DHHC-CRD 结构域。同源性分析表明：鹅掌楸LcPAT7、LcPAT22、LcPAT23编码的氨基酸序列与其他植物中预测的PAT具有较高的相似性。利用荧光定量PCR技术检测3个基因在鹅掌楸不同组织中的表达特性,发现3个基因在不同组织中均有表达,但表达量具有明显区别。同一家族基因表达模式的变化表明其功能非冗余。该研究结果将为鹅掌楸生长发育与形态建成,以及逆境响应信号传导等相关基因的调控研究提供了参考。     

GST-SOD1-R9融合蛋白的表达、纯化、稳定性与跨膜效应

穿膜肽TAT介导的双效抗氧化酶GST(谷胱甘肽巯基转移酶)-TAT-SOD1(Cu,Zn超氧化物歧化酶),可有效清除胞内自由基,其预防氧化损伤的效果强于SOD1-TAT,但前者的跨膜能力不如后者。为增强双效抗氧化酶的跨膜效率,本研究融合了SOD1和穿膜肽R9,合成SOD1-R9全基因序列,并将其插入带有GST的原核表达载体pGEX-4T-1中,成功构建了GST-SOD1-R9融合蛋白表达质粒。然后,将重组质粒pGEX-4T-1-SOD1-R9转化大肠杆菌BL21(DE3),用IPTG诱导表达融合蛋白,通过改变诱导温度和诱导时间,确定了融合蛋白在25℃下表达11 h,可得到高表达量的可溶性GST-SOD1-R9融合蛋白。利用80%硫酸铵沉淀和GST琼脂糖树脂纯化得到纯蛋白,应用SDS-PAGE和酶活性鉴定纯化的蛋白为正确表达的目标蛋白。GST-SOD1-R9融合蛋白的温度和pH稳定性实验结果证实,该蛋白在生理条件下具有良好的SOD和GST活性。细胞跨膜实验结果证明其跨膜能力与GST-TAT-SOD1融合蛋白相比显著增强(P0.05)。这些工作为深入研究GST-SOD1-R9的抗氧化损伤效应建立了基础。     

血栓调节蛋白在疾病中的作用

血栓调节蛋白(thrombomodulin,TM)是一种单链的跨膜糖蛋白质,主要存在于血管内皮细胞中,也可以在造血祖细胞、单核细胞和巨噬细胞中表达.血栓调节蛋白主要由5个结构域组成:发挥抗炎作用的N-端凝集素样结构域、发挥凝血和纤溶作用的6个表皮生长因子样重复序列、富含丝氨酸苏氨酸的区域、跨膜结构域和胞质结构域.血栓调...     

大麦黄花叶病毒属成员UTR系统进化树分析及编码蛋白跨膜结构推测

对大麦黄花叶病毒属成员的同源性和系统进化树分析表明 ,同一病毒RNA1和 2基因组 5′ UTR区域在进化上的相关性高于不同病毒同一RNA组分间的关系 ,而 3′ UTR则相反。蛋白质二级结构分析显示RNA1编码的P3和 14K蛋白存在跨膜结构。BaMMVALS1分离物P3蛋白跨膜结构在大肠杆菌中原核表达时有致死作用。类比Potyviridae科其它属成员功能 ,此 2个蛋白可能与膜附着功能相关。RNA2编码的P2蛋白存在两个结构保守的跨膜区域 ,一些摩擦接种保存的大麦和性花叶病毒 (BaMMV)分离物和燕麦花叶病毒 (OMV)P2蛋白此两个结构(或一个 )缺失后 ,不能由介体禾谷多粘菌 (P .graminis)传播 ,揭示P2蛋白跨膜结构与禾谷多粘菌传播能力相关     

大麦黄花叶病毒属成员UTR系统进化树分析及编码蛋白跨膜结构推测

对大麦黄花叶病毒属成员的同源性和系统进化树分析表明,同一病毒RNA1和2基因组5′-UTR区域在进化上的相关性高于不同病毒同一RNA组分间的关系,而3′-UTR则相反.蛋白质二级结构分析显示RNA1编码的P3和14K蛋白存在跨膜结构.BaMMV ALS1分离物P3蛋白跨膜结构在大肠杆菌中原核表达时有致死作用.类比Potyviridae科其它属成员功能,此2个蛋白可能与膜附着功能相关.RNA2编码的P2蛋白存在两个结构保守的跨膜区域,一些摩擦接种保存的大麦和性花叶病毒(BaMMV)分离物和燕麦花叶病毒(OMV) P2蛋白此两个结构(或一个)缺失后,不能由介体禾谷多粘菌(P. graminis)传播,揭示P2蛋白跨膜结构与禾谷多粘菌传播能力相关.     

甜瓜PIN基因家族的鉴定及高温胁迫表达分析

生长素输出载体蛋白PIN(PIN-formed)是调控植物生长素极性运输的重要载体，在植物生长发育过程中发挥重要作用，但PIN蛋白在甜瓜基因组中的成员、性质、染色体分布、系统进化、启动子，以及家族成员在高温胁迫中的表达特性尚不明确。本研究利用生物信息学方法在甜瓜（Cucumis melo）全基因组数据库中筛选鉴定到18个CmPIN成员，编码氨基酸数量在51-642之间，分子量介于5.19-70.30 kD之间，不稳定指数在24.33-48.87之间；主要定位于细胞质膜上，除CmPIN6和CmPIN8无跨膜结构外，其他16个PIN蛋白均具有2-11个跨膜结构域；分布在9条染色体上，均含有1-9个Motif,CmPIN家族成员基因含有1-10个外显子，二级结构主要为α-螺旋和无规则卷曲结构。构建了CmPIN家族成员与拟南芥（Arabidopsis thaliana）、水稻（Oryza sativa）、番茄（Solanum lycopersicum）、玉米（Zea mays）的PIN蛋白进化树，将18个Cm PINs聚类为7个亚族，其中亚族Ⅵ中数量最多。启动子顺式作用元件分析显示，甜瓜CmP...     

普通烟草CESA基因家族成员的鉴定、亚细胞定位及表达分析

纤维素合成酶蛋白(cellulose-synthase proteins, CESA)是一类质膜定位蛋白,以蛋白复合体的形式存在于质膜上合成纤维素,在细胞壁建成和植物生长发育过程中起着非常重要的作用。本研究利用CESA蛋白保守域序列PF03552检索普通烟草(Nicotiana tabacum L.)蛋白序列,并通过拟南芥(Arabidopsis thaliana)10个CESA蛋白序列在普通烟草基因组数据库中利用TBLASTN程序进行比对,共获得21条NtCESA基因候选序列,对这些序列进行蛋白序列理化性质分析、系统进化树构建、基因结构分析、保守结构域及跨膜区分析和组织表达模式分析,并对NtCESA9和NtCESA14两个蛋白进行了亚细胞定位实验。结果表明：获得的21条NtCESA蛋白序列的理化性质相似;系统进化分析将21个NtCESA基因和10个AtCESA基因分成5个分支,每一个分支各成员之间的进化相对保守,基因结构类似,不同分支之间的基因结构差异也较小;NtCESA蛋白结构域相对保守,都含有CESA蛋白典型的N端锌指结构、C端跨膜区和DDD-QXXRW保守功能域;组织表达分析结果表明,大部分NtCESA基因在幼苗和成熟期烟草的根、叶、胚芽和愈伤组织中都有表达,同一个分支中的基因表达模式基本一致,并且NtCESA基因参与初/次生细胞壁纤维素的合成与该基因编码蛋白的跨膜区数目存在关联,表明NtCESA基因家族成员功能上的复杂性;亚细胞定位结果证实NtCESA9和NtCESA14为质膜定位蛋白。本研究为烟草CESA基因家族功能的深入研究奠定了基础。     

基质金属蛋白酶-2/9敏感型可跨膜融合抗氧化酶的表达、纯化和表征北大核心CSCD

融合了跨膜肽的抗氧化酶可进入细胞,保护细胞免受放射损伤。然而跨膜肽的跨膜能力没有靶向性,其也可把抗氧化酶带入肿瘤细胞进而保护肿瘤细胞,降低放疗的效果。为此,根据多数肿瘤细胞微环境中存在活性基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)-2或MMP-9的特点,在细胞跨膜肽R9与人铜、锌超氧化物歧化酶(superoxide dismutase 1,SOD1)和谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)之间融合MMP-2/9的底物肽X,设计了融合蛋白GST-SOD1-X-R9。该蛋白在肿瘤微环境中可因MMP-2/9酶切底物肽X而失去跨膜肽,从而无法进入肿瘤细胞,进而只能进入正常细胞。全基因合成SOD1-X-R9序列,并将其插入原核表达载体pGEX-4T-1中,得到表达质粒,并实现了GST-SOD1-X-R9融合蛋白的可溶表达。GST-SOD1-X-R9经硫酸铵沉淀和GST亲和层析纯化,分子量约为47 kDa,与理论值一致。纯化的融合蛋白的SOD活性和GST活性分别为2954 U/mg和328 U/mg。GST-SOD1-X-R9的SOD活性或GST活性在生理条件下几乎没有变化。该融合蛋白在溶液中可被胶原酶Ⅳ部分水解。分别建立了2D和3D培养的HepG2细胞模型来检验肿瘤微环境中的MMP-2活力对该蛋白跨膜能力的影响。在2D培养模型中,HepG2的MMP-2活力极低,但在3D培养模型中,随着培养时间的增加,HepG2肿瘤球的体积变大,其胞外MMP-2活力也随之增强。GST-SOD1-X-R9在2D培养的HepG2细胞中具有和GST-SOD1-R9蛋白一样的跨膜效率,但在3D培养的HepG2细胞球中的跨膜能力大大降低。本研究为后续深入研究GST-SOD1-X-R9靶向防护正常细胞的氧化损伤效应奠定了基础。     

菜用大豆液泡膜内在蛋白(TIPs)基因鉴定及表达分析

TIPs(tonoplast intrinsic proteins)是一类定位于液泡膜或液泡形成体上的水通道蛋白,在植物响应逆境胁迫中发挥重要作用。本研究利用大豆基因组数据库,在全基因组水平鉴定到23个GmTIPs基因。染色体定位分析发现GmTIPs基因分布在大豆17条染色体上。蛋白多序列比对分析发现所有GmTIPs含有典型的6个保守的跨膜螺旋(TM1 to TM6)和2个保守的氨基酸元件NPA盒(Asp-Pro-Ala box)。蛋白特性分析发现GmTIPs的氨基酸数目在237~255之间,分子量在24.08~27.11k D之间,等电点在5.08~10.01之间。进化关系分析显示,大豆GmTIPs可划分为5个分支(TIP1,TIP2,TIP3,TIP4和TIP5),与拟南芥分类一致,且每个分支均含有这两个物种中的TIPs成员,暗示同一分支TIPs基因成员可能具有相似的基因功能。进一步利用q RT-PCR技术分析了5个GmTIPs候选基因对逆境胁迫(干旱和高盐)及激素信号(脱落酸ABA、乙烯前体ACC)的响应情况。结果显示,这些环境胁迫及外源激素均可以诱导GmTIPs基因在根和叶这两种组织中的上调或下调表达。其中,干旱和高盐两种胁迫诱导GmTIP2;6在根中上调表达最为明显。然而,干旱胁迫分别诱导GmTIP2;1、GmTIP2;2和GmTIP4;1在叶中显著上调表达。激素ACC处理诱导GmTIP2;2在根中明显上调表达。以上结果为进一步探讨GmTIPs基因的抗逆功能、分子机制及其在菜用大豆分子育种中的应用提供重要依据。     

大叶藻基因组铵根转运蛋白AMT的生物信息学特征

本研究利用生物信息学方法,对大叶藻基因组中8个铵根转运蛋白(ZmAMTs)基因特征、氨基酸组成成分、理化性质以及二级结构进行预测和分析,同时还分析了大叶藻与拟南芥、水稻、烟草及百脉根的AMT基因家族之间的联系。大叶藻基因组中8个AMT基因分为AMT1 (5个成员)和AMT2 (3个成员)两个子家族,所编码的蛋白质含有9～11个跨膜区,且均为疏水性蛋白质,二级结构均由α螺旋、直链延伸和无规卷曲三种形式构成。除此之外,大叶藻AMT家族蛋白具有相似的三维结构,多数成员定位于细胞质、质膜和叶绿体膜上。本研究对大叶藻铵根转运蛋白进行了详细的生物信息学分析,可为今后深入研究该家族基因的结构特征和功能提供参考。     

SMR蛋白:一种跨膜蛋白演化研究的模式蛋白

多药抗性小蛋白(small multidrug resistance protein,SMR)是一类由4个跨膜螺旋束组成的跨膜质子梯度驱动的内膜转运蛋白,一般由100~140个氨基酸残基组成,结构相对简单,在特定去垢剂中相对稳定并具有功能活性,是研究细菌的耐药机制、跨膜转运蛋白的结构功能以及膜蛋白演化的一类很好的模式蛋白家族。同时,由于其灵活多变的拓扑学分布以及在膜转运蛋白演化中节点的位置,成为研究和追寻膜蛋白演化路径的理想的模式蛋白。现分别从SMR蛋白家族的系统发生分布与进化、SMR蛋白的耐药性与转运机制、SMR蛋白的结构等3个方面对本领域的研究近况进行分析和总结。     

PAQR 膜蛋白家族研究进展

孕激素和脂联素分子受体家族(PAQRs)是一类不同于G蛋白耦联受体家族的7次跨膜蛋白家族,目前发现该家族在人类具有11个成员。这类蛋白的结构类似于细菌的溶血素蛋白III,跨膜区域完全由一个高度保守的PFAM-UPF0073结构域构成。对该家族成员的生理功能研究发现,PAQR1,PAQR2具有维持代谢稳态和参与炎症反应的作用。PAQR5,PAQR7,PAQR8对于精子顶体反应,卵细胞的成熟和细胞凋亡有着重要的调节作用。随着对该家族成员分子的深入研究,一方面将更新对其现有生理病理过程的认识,另一方面将更加明确该类蛋白介导的信号转导通路,为相关疾病的治疗提供新的靶点和新的策略。     

跨膜丝氨酸蛋白酶研究进展

跨膜丝氨酸蛋白酶(TMPRSSs),又名II型跨膜丝氨酸蛋白酶(TTSPs)是一类定位于细胞膜上具有保守丝氨酸蛋白酶结构域的蛋白家族,哺乳动物中已发现二十多个成员.TMPRSSs 基本结构类似,C端蛋白酶结构域在胞外,N端位于胞内,还拥有单跨膜结构域,差异之处在于主干区.TMPRSSs具有多种重要生理功能,功能异常可造成耳聋、癌症、贫血和高血压等多种疾病.本文对TMPRSSs基本特征、结构、生理功能及相关疾病进行综述.     

T细胞免疫球蛋白及黏蛋白域蛋白3在多种疾病中的作用机制

T细胞免疫球蛋白及黏蛋白域蛋白基因编码的蛋白是一类具有共同基序的跨膜糖蛋白,其基本结构包括一个信号肽区、免疫球蛋白样区、黏蛋白样区、跨膜区和有磷酸化位点的胞内区。人类的TIM基因家族包括3个成员(Tim-1,Tim-3,Tim-4),定位于与哮喘、过敏和自身免疫性疾病等有关的染色体5q33.2区域。研究表明,TIM-3与其配体Gal-9相互作用调节T细胞凋亡和免疫耐受,并在过敏性疾病、自身免疫性疾病、肿瘤、感染及母胎界面方面发挥重要作用。虽然,Tim-3在调节机体的天然免疫和特异性免疫应答方面起着重要作用,但是其还有很多作用机制需要进一步研究,为疾病的临床治疗提供理论指导。