水蕨精子发生过程中中心体蛋白和微管蛋白的免疫荧光定位

采用透射电镜技术和免疫荧光标记技术对水蕨精子发生的超微结构以及中心体蛋白和微管蛋白在精子发生过程中的动态表达进行了观察。研究发现：（1）生毛体分化早期周围有放射状微管分布,这与线粒体向生毛体的聚集有关。（2）免疫荧光观察表明,中心体蛋白仅定位于生毛体、基体和鞭毛带上,自生毛体至基体阶段呈现明亮的荧光标记,在核塑形、鞭毛形成至精子成熟阶段,中心体蛋白荧光标记随着鞭毛的发生而逐渐减弱,至游动精子阶段中心体蛋白荧光标记信号几乎消失。（3）微管蛋白早期荧光标记与中心体蛋白标记形相同,在生毛体、鞭毛带、基体等运动细胞器上呈现明亮荧光标记,但微管蛋白随着鞭毛的发生其荧光标记越来越强。从二者的时空表达特征可以推断,中心体蛋白主要是运动细胞器的组织者,而非这些运动细胞器的结构成分,其功能是参与或负责中心粒、基体和鞭毛的发生。     

驱动蛋白

驱动蛋白(Kinesin)来源于希腊语Kinein,意思是运动。它是细胞胞浆中的一种动力蛋白。 1981年美国的Allen发现离体的细胞器或小玻璃珠当表面吸附了枪乌贼的神经轴浆后,可以被主动转运。这个现象引起了     

秋水仙碱对微管蛋白的作用机制及其细胞效应研究进展

秋水仙碱诱导染色体同源加倍的生物学机理与构成纺锤体微管蛋白密切相关. 秋水仙碱作用于细胞的根本效应是改变细胞微管的状态,使微管解聚或停止组装;秋水仙碱作用于微管的方式是其分子结构中的 A 环与β微管蛋白354半胱氨酸结合、C环结合在239半胱氨酸和N末端氨基酸;不同植物种类微管蛋白的处理效应有明显的差异.秋水仙碱的处理效应影响到细胞一切与微管活动有关的功能,具体表现为改变细胞的发育进程、阻断染色体的分裂及细胞器不能正常运动,除此之外,秋水仙碱还可以诱导染色体结构变异.本文主要综述了秋水仙碱作用于微管蛋白的机制及秋水仙碱处理的细胞效应等研究进展,为该领域的研究提供信息资料.     

驱动蛋白结构与运动机制

驱动蛋白是一类能够利用ATP水解释放的化学能驱动其所携带的“货物”分子沿着微管（microtubule,MT）定向运动的分子马达,在细胞器运输、有丝分裂、轴突运输等方面有着重要的生理作用。随着驱动蛋白结合ADP、ATP和未结合核苷酸（APO）三种特征状态的晶体结构的解析,驱动蛋白构象变化的研究得到了进一步发展,而在力产生机制和运动模型方面仍然存在较大争议。本文以kinesin-1家族为例,分析了驱动蛋白三种特征状态结构的特点、状态结构间的构象转变,论述了驱动蛋白的力产生机制和整个迈步过程。并探讨了驱动蛋白的运动模型,同时采用分子动力学模拟比较了驱动蛋白的两种迈步方式,为深入研究驱动蛋白提供了一定的理论计算。最后,基于本课题组对复杂体系的研究,对驱动蛋白体系的控制机制提出了新的假设,并对未来的研究方向进行了展望。     

多头绒泡菌中动蛋白的免疫化学鉴定

动蛋白(kinesin)是一种微管系统的运动蛋白(motor protein),它能通过水解ATP将化学能转化为机械能,推动微管产生运动.微管系统作为一种主要的细胞骨架存在于所有真核细胞中,它们对于维持细胞形态,细胞的分裂,染色体的运动及细胞内的物质运输起着重要作用.细胞质力蛋白(dynein)和动蛋白是公认的推动这类运动的运动蛋白.自从1985年Vole首次在鱿鱼大轴突(squidgiant axon)中发现动蛋白以来,人们先后在许多种动物细胞中发现有动蛋白存在,甚至在低等真核生物棘状变形虫,盘基网柄茵和高等植物烟草花粉管中发现有动蛋白的存在.研究结果表明,动蛋白参与了真核细胞中的许多重要生命活动,如细胞中的细胞器及囊泡的运动,染色体排裂和分离等运动.动蛋白很可能是普通存在于所有真核细胞中的一种运动蛋白.多头绒泡菌(Physarum poly-cephalum)属于粘菌纲(Myxomycetes)的一种低等真核生物,它表现出许多显著的细胞运动特征如原生质团迁移,细胞质的穿梭运动(shuttle streaming)等,是研究非肌细胞运动和收缩蛋白的经典材料.在多头绒泡菌胞质中也具有微管系统,它们构成其纺锤丝等,参与染色体的运动及其它胞质运动,但至今国内外尚无人证明其中有与微管作用的运动蛋白——动蛋白的存在,作者利用抗牛脑动蛋白的单克隆抗体,     

驱动蛋白的结构与功能

驱动蛋白是一类蛋白质超家族的总称,其中驱动蛋白-1(以下简称驱动蛋白)是目前已知的有机体内最小的马达蛋白.驱动蛋白能够催化三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)分子的水解反应,将贮藏在ATP中的化学能转变为自身机械运动所需的机械能.驱动蛋白能够沿着微管连续定向运动,在细胞的有丝分裂和胞内物质运输中发挥重要作用.在真核细胞中,驱动蛋白主要以二聚体的形式存在,其结构主要包括4个部分,即马达头部、茎部、连接头部与茎部的颈链以及与"货物"相结合的尾部.驱动蛋白二聚体独特的结构特征以及各个组成部分协调的构象变化,保证了其沿微管的连续行走.目前,驱动蛋白的结构与功能之间的关系的研究取得了重要的进展.随着实验和计算水平的不断提高,彻底了解驱动蛋白的运动机理已经为期不远了.     

囊泡运输的功能与调控机制

真核细胞通过区隔化形成各种细胞器,这些膜状结构和细胞质膜共同构成了复杂的生物膜系统。细胞质膜和细胞器之间以及细胞器之间大量的物质和信息交流构成了细胞生命活动的基础。由马达蛋白驱动的囊泡运输是细胞内物质运输的主要形式,囊泡运输的调控机制是细胞生物学领域的重大科学问题。该文重点总结了近年来基于微管轨道的囊泡运输领域中关于马达蛋白kinesin和cytoplasmic dynein的货物识别机制、货物卸载机制的研究进展,并对马达蛋白对于微管轨道的识别机制进行了初步探讨。此外,该文还总结了囊泡运输与人类疾病之间的关系。     

微管解聚型驱动蛋白的结构与功能

Kin-I 驱动蛋白(Kin-I kinesins)是一类重要的微管调节蛋白,具有依赖ATP的微管解聚活性.这类驱动蛋白在神经元的发育、纺锤体的组装和染色体的分离过程中起着重要的作用.自被发现以来的十几年里,人们对Kin-I驱动蛋白做了大量的研究工作.现对Kin-I驱动蛋白的结构、微管解聚活性及生理功能等方面进行简要综述.     

γ-微管蛋白与细胞内微管的分子组装

微管是真核细胞的骨架系统之一,它对于支持细胞形态、参与细胞的各种运动、细胞内大分子物质的运输及细胞器的位移有重要作用。微管还是构成动物细胞中心体、纤毛和鞭毛、有丝分裂纺锤体等结构的主要元件。微管是中空的圆柱状结构,直径（外径）约２５ｎｍ。组成微管的主要化学成分是球状的ａ－和Ｂ－微管蛋白,分子量大约均为５５ｋＤ。在体外,球状的ａ－、Ｂ－微管蛋白聚合成圆柱状微管已有比较明确的实验模式［１］,在离体实验中,有足够的ａ－和Ｂ－微管蛋白及适量的ＧＴＰ和Ｍｇ２＋。在３７°Ｃ、ｐＨ６．８的条件下,微管蛋白能自…     

论活细胞内的分子涨落

提出活细胞内部分子涨落的观点,用这个观点对活细胞内细胞器非匀速运动、神经轴浆转运小泡跳跃式运动、有丝分裂中期染色体振荡、有丝分裂后期染色子体运动中停顿等表观上不同的许多实验现象进行统一的解释.还提出一种实验确定连接的马达蛋白分子平均数目的方法.     

鼠脑驱动蛋白ATP水解机制的晶体学分析

鼠脑驱动蛋白是一类利用ATP水解释放的能量在微管系统上高连续性运动的常规驱动蛋白。了解ATP水解的化学能如何转化为机械动能是驱动蛋白研究中的重大课题。为此,鼠脑驱动蛋白单体(rK354)的晶体通过浸泡的方式引入ATP的结构类似物AMPPNP。rK354-AMPPNP复合物和rK354-ADP复合物结构的比较,揭示了开关区域Ⅱ的Glu237起连接ATP的γ-磷酸和驱动蛋白微管结合区的枢纽作用。     

Rab蛋白在葡萄糖转运中的作用

在脂肪和骨骼肌细胞中,胰岛素可迅速刺激葡萄糖转运,即通常所说的GLUT4转运。 GLUT4转运是指Rabs与GTP结合时,促进囊泡与微管和微丝蛋白结合,并通过锚定和融合作用使GLUT4囊泡与目标膜结构融合。多数 Rab 家族成员广泛表达于各种组织细胞中,且在细胞内定位十分广泛,几乎存在于真核细胞所有的膜相关的细胞器的胞浆侧。 Rab 蛋白作为囊泡运输的分子开关,通过调节运输小泡的停泊和融合,在囊泡的形成、转运、粘附、锚定、融合等过程中起着重要的作用。 Rab蛋白受到多种上游调节蛋白的调节,同时调控着下游的多种效应蛋白,构成了复杂的调控网络：任何一个环节改变都可能会导致蛋白质转运的异常,进而引发疾病。本文系统阐述了Rab蛋白在葡萄糖转运过程中的作用及该领域的最新进展。     

甲型流感病毒蛋白和遗传物质在宿主细胞质内顺向转运过程及其机制

流感病毒的蛋白和基因组在宿主细胞内能否正确地转运到相关部位,直接影响到病毒颗粒的形态发生。流感病毒跨膜蛋白(HA、NA和M2)主要通过宿主细胞的运输膜泡实现转运,而宿主细胞的蛋白转运机器参与了这一过程。新合成的流感病毒核糖核蛋白复合物(vRNPs)出核后,通过与活化的Rab11相结合,聚集于邻近微管组织中心(MTOC)的胞内体。然后以运输小膜泡的形式,沿着MTOC的微管网络向细胞膜方向转运。跨膜蛋白和基因组在细胞质内的转运受一些宿主因子的调控,如ARHGAP21和小G蛋白Cdc42能够调节NA蛋白向细胞膜转运,Rab11协助vRNPs从MTOC向细胞膜转运。文中主要讨论新合成的流感病毒跨膜蛋白和遗传物质在宿主细胞质内的顺向转运(Anterograde transport)过程与调控。     

微管与微管蛋白概述及其研究进展

本文综合了近年来有关微管、微管蛋白的研究进展,介绍了 MT 与微管蛋白的形态构造和生化特征;着重讨论了体内和离体条件下MT 的聚合过程,以及影响聚合的各种因素,如 MAP 和 Tau 蛋白等。最后简单地归纳了一下 MT 与其他细胞器的关系,以及 MT 的功能。MT 是如何由微管蛋白聚合成的,是目前MT 研究的关键。     

镉离子对微管、管蛋白巯基和在体轴浆转运的作用

大鼠腹角注入~3H亮氨酸,3h后坐骨神经内注射 Cd~(2 )30μl,50mM Cd~(2 )轻度减小标记蛋白的轴浆转运距离,75或 100mM 阻断转运在注射点。巯基抑制剂马来酰胺与 50mM Cd~(2 )伍用的效应相加,使转运也阻断在注射点。巯基供应剂二巯基丁二钠则完全抵消100mMCd~(2 )对转运的阻断作用。Cd~(2 )还使坐骨神经匀浆上清液的巯基含量减少,马来酰胺与Cd~(2 )伍用则巯基进一步降低。自兔脑提取了微管的亚基管蛋白,Cd~(2 )降低管蛋白巯基的程度与其浓度呈线性关系。电镜的验证证明,Cd~(2 )使在体神经的微管解聚、微管减少或基本消失。由于巯基、微管和转运的变化程度均与Cd~(2 )的浓度大小有关,并且同一浓度的Cd~(2 )使微管和转运的受累程度相互对应,因此Cd~(2 )可能借络合管蛋白的巯基使微管解聚而阻断转运。实验进一步证明以前的论断,微管解聚可能是Cd~(2 )等药物阻断转运的一个中间环节,微管可能参与在体轴浆转运的机制。     

神经退变和再生过程中郎氏结构筑的变化

将夹伤的大鼠坐骨神经分离成单根纤维,在光镜、扫描和透射电镜下观察伤后９８天内郎氏结的构筑变化。发现损伤使细胞器的轴浆转运阻断,积累的退变细胞器使结区的轴突外凸,郎氏结构构筑变形,髓鞘板层失序,轴膜崩解,积累的细胞器逸出,并看到仅残存的郎氏结近心端构筑、由近心端的母体神经和远心端的再生神经共同构筑的新生郎氏结,以及新生郎氏结构的发育过程等特征性图象。再生轴突中转运的微管等细胞器和施旺细胞中富含的线粒     

Rab蛋白在神经退行性疾病中作用的研究进展

Rab蛋白是Ras超家族成员,是一类小分子GTP结合蛋白.在大分子物质进入细胞的内吞途径和细胞器间的物质转运过程中,Rab蛋白通过招募其效应蛋白可作用于囊泡形成、转运、黏附和融合,是囊泡运输过程中的关键调节因素.Rab蛋白及其效应蛋白定位和功能的改变与多种疾病相关.本文就Rab蛋白的主要功能及其在帕金森病、阿尔茨海默病...     

细胞纤毛在信号转导与器官发育中的作用与机制

纤毛(cilia)是细胞表面的突起状细胞器,几乎存在于所有细胞表面,且广泛分布于组织和器官的上皮.纤毛由外部的纤毛膜和内部的轴丝组成,结构在进化上十分保守.根据微管组成和排列方式的不同,纤毛可分为9+2型运动纤毛与9+0型基本纤毛或非运动纤毛.作为一种特殊的感受器,纤毛通过影响细胞信号通路参与胚胎形成、心脏等内脏器官发育及人体重要生理活动.本课题组在国际上首次把前列腺素信号通路与纤毛生长及心脏发育相联系.研究发现,ABCC4/LKT前列腺素转运蛋白从细胞内运输前列腺素E2(PGE2)至细胞外,并通过结合位于纤毛膜上的G蛋白偶联受体EP4影响细胞内c AMP浓度,调节纤毛内运输蛋白的正向速率,进而调控纤毛生长与心脏等器官的左右不对称性发育.纤毛生长或功能缺陷会引发先天性心脏病、多囊肾、视网膜变性等多种疾病.本文主要介绍纤毛参与调控细胞内信号转导与器官发育及相关纤毛疾病.     

花粉管中的微丝和微管

对花粉管中的微丝和微管研究的几个问题的进展进行了综述,包括微丝和微管在花粉管中的分布;微丝和微管在花粉管胞质流动、细胞器运动以及花粉管生长中的作用等几个方面,并对今后这些方面研究的重要总是进行了论述。     

植物驱动蛋白: 从微管阵列到生理活动调控

驱动蛋白(kinesin)是以微管为轨道的分子马达, 其催化ATP水解为ADP, 将贮藏在ATP分子中的化学能高效地转化为机械能, 在细胞形态建成、细胞分裂、细胞运动、胞内物质运输和信号转导等多种生命活动中发挥重要作用。对植物驱动蛋白的研究落后于动物和真菌, 其原因不仅由于植物进化出独有的驱动蛋白家族, 而且其家族成员数量远多于动物驱动蛋白。该文主要总结了驱动蛋白在微管阵列动态组织, 包括周质微管和有丝分裂早前期微管带、纺锤体及成膜体中的角色和功能, 以及其对植物生理活动的调控作用。同时对重要经济作物大豆(Glycine max)中的驱动蛋白进行了系统分析、分类及功能预测, 发现大豆驱动蛋白数量庞大。结合公共数据库中大豆转录组数据, 对部分大豆驱动蛋白进行功能预测, 以期对大豆及其它作物驱动蛋白功能研究提供线索和启示。