Synaptotagmin在神经递质释放过程中的作用

神经突触间递质的释放是神经系统完成其生理功能最重要的生物现象之一。在贮存递质的突触囊泡上存在一些神经细胞所特有的囊泡蛋白,如突触素（synapsin）、synaptobrevin和synaptotagmin等。其中synaptotagmins是膜转运蛋白中的一个家族,它们的特征是含有两个钙结合区：C2A和C2B。到目前为止,在哺乳动物中已经发现了15种synaptotagmin同形物（isoforms）。神经递质释放是由Ca^2＋内流以诱导突触囊泡发生胞吐而引起的,Ca^2＋需与细胞内部的Ca^2＋感受器相结合来协同控制囊泡胞吐释放,SynaptotagminⅠ可能作为快速同步释放的Ca^2＋感受器而发挥作用。现在已知synaptotagminⅠ在胞吐和胞吞两个过程中都扮演重要角色。     

脱血红素细胞色素c与膜结合及插膜时的构象研究

应用特殊的单分子层样品制备技术,分别制备了与中性、酸性磷脂膜结合的和完全插膜的鸡心脱血红素细胞色素c样品,并运用圆二色谱(CD)、表面衰减全反射Fourier变换红外光谱(ATR-FTIR)对膜上蛋白的构象进行了鉴定.研究结果表明,蛋白在与膜结合及插入阶段的构象是不同的,膜界面性质的不同也会对蛋白的构象产生不同的诱导,在酸性磷脂DSPG膜表面,该蛋白是以α螺旋和β折叠混合的构象形式结合;而在中性磷脂DSPC膜表面是以β折叠为主的构象形式结合.插入 DOPG单分子层内时则是 α螺旋为主的构象形式.     

HIV-1 gp41N端融合肽与脂膜作用的荧光及单分子层膜研究

我们以前的实验证明ＨＩＶ－１ｇｐ４１Ｎ端２３肽即融合肽ＨＩＶｗｔ能促融合,但它的突变体ＨＩＶＧｌｕ（２位Ｖ→Ｅ）却不能诱发融合。为了进一步研究多肽结构与功能的关系,我们用荧光及单分子层膜技术研究ＨＩＶｗｔ及ＨＩＶＧｌｕ与脂的相互作用。荧光淬灭实验表明ＨＩＶｗｔ插入带负电磷脂并插入较深;而ＨＩＶＧｌｕ虽然能与带负电脂结合但并不插膜。单层膜实验进一步证实了上述结果：ＨＩＶｗｔ对带负电磷脂ＰＯＰＧ的临界插膜压达到４３ｍＮ／ｍ,而ＨＩＶＧｌｕ的临界插膜压只有３１ｍＮ／ｍ。这提示ＨＩＶｗｔ与单层膜不仅存在静电作用还有较强的疏水作用。结合上述实验结果推测ＨＩＶｗｔ能插入脂膜的酰基链因而容易促发融合;而ＨＩＶＧｌｕ插膜很浅或根本不能入膜从而不能促融合     

牛胰多肽与脂作用时插膜状态的研究

利用单层膜和荧光技术,研究牛胰多肽（ＢＰＰ）和磷脂单分子层及脂质体的相互作用。ＢＰＰ与磷脂单分子层作用的动力学曲线以及临界插膜压表明它和磷脂,尤其是酸性磷脂有较强的相互作用;荧光研究表明,与脂作用后多肽内源性荧光光谱峰位蓝移,说明发荧光的酪氨酸残基存在由亲水环境向疏水环境的转变。荧光猝灭实验表明多肽与脂作用后,其内源性酪氨酸残基荧光更不容易被碘盐所猝灭,提示酪氨酸残基受到了脂双层的屏蔽作用;自旋标记磷脂的猝灭实验计算结果表明ＢＰＰ插膜深度在磷脂头部与脂酰链交界处稍内侧     

毒素蛋白Colicin E1与磷脂膜的相互作用

多肽及蛋白质的插膜机制是目前分子生物学、细胞生物学研究中十分活跃的领域之一。本文通过荧光、圆二色等波谱学技术,深入地探讨了处于不同构象状态的毒素蛋白分子与磷脂膜作用后的构象变化。结果表明：带负电荷的磷脂膜对处于不同构象状态的ＣｏｌｉｃｉｎＥ１分子的二级结构有较强的诱导作用;这种作用是电荷依赖性的。处于不同构象状态的毒素蛋白分子在磷脂膜的诱导下均可不同程度恢复其天然状态下插膜时的构象。不同磷脂对ＣｏｌｉｃｉｎＥ１分子诱导的强弱依次为ＤＭＰＧ＞ＤＭＰＥ＞ＤＭＰＣ。ＣｏｌｉｃｉｎＥ１分子与磷脂膜的结合是紧密的,结合后的蛋白质有较强的抗变性能力。     

天花粉蛋白可以插入含有天然细胞膜非胞质侧组分的磷脂膜

天花粉蛋白发挥细胞毒性需要跨过脂膜双分子层进入细胞质,但是这一过程的机制尚不清楚。在内吞过程中,膜的拓扑方向始终保持不变,天花粉蛋白首先接触磷脂膜双分子层的非胞质一侧。利用混合磷脂制备的磷脂单分子层和磷脂双分子膜来模拟天然细胞膜的非胞质侧,检验了天花粉蛋白与该混合磷脂膜问的相互作用。结果表明,在37℃、酸性pH下,天花粉蛋白对含有天然细胞膜非胞质侧组分的磷脂膜有较强的插膜能力;但在低温,如25℃、中性pH下,天花粉蛋白的插膜能力明显减弱。天花粉蛋白可以较深地插入混合磷脂膜双分子层中,使其色氨酸内源荧光被磷脂疏水尾链上的自旋基团淬灭。天花粉蛋白的插膜行为可以对磷脂膜产生瞬间的扰动,引起包裹的荧光染料泄漏。增加天花粉蛋白的浓度,可以促进天花粉蛋白与脂膜的相互作用。     

菌紫质、磷脂与水的相互作用:红外光谱与吸附重量研究

应用紫膜等温吸附及红外差光谱技术研究细菌紫膜中水与蛋白、磷脂的相互作用.观察到酰胺Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ带在R<0.05及0.08相似文献   

PAMP和脂双层相互作用的荧光光谱和付立叶变换红外光谱研究

本文用荧光光谱技术和付立叶变换红外光谱研究了ＰＡＭＰ和脂质体的相互作用。ＰＡＭＰ与带负电磷脂作用后,其内源性荧光光谱峰位兰移,其荧光强度更不易被碘离子猝灭,提示ＰＡＭＰ和脂作用后其发荧光的色氨酸可能由水相移至疏水相。我们用自旋标记磷脂的猝灭实验测量了ＰＡＭＰ的插膜深度。ＦＴＩＲ实验表明,ＰＡＭＰ和带负电磷脂双层作用后将诱导ＰＡＭＰ的结构改变。     

脱脂蛋白A—I模型多肽与脂质体的相互作用

根据脱脂蛋白的脂结合序列合成了２个两新性多肽Ａｍｐ１和Ａｍｐ２,Ａｍｐ２以缬氨酸残基取代了Ａｍｐ１第４位的赖氨酸残基。内源荧光光谱包埋钙氯黄素的脂质体的渗漏、磺化物和丙烯酰胺对多肽色氨酸残基的淬灭、圆二色谱以及用自旋标记的磷脂测定 多肽色氨酸残基的插膜深度等研究均表明。     

不同寡聚形式的Aβ42与细胞膜作用显示毒性差异

β-淀粉样蛋白（β-amyloid peptide, Aβ）与神经细胞膜的相互作用是阿尔茨海默症（Alzheimer’s disease, AD）发病的重要事件,但不同寡聚形式的Aβ与细胞膜相互作用的差异仍缺乏直接比较。本文通过膜天平、透射电子显微镜、Thioflavin T(ThT)和细胞毒性实验等方法,检测Aβ42单体、ADDL、原纤维等形式的β-淀粉样蛋白与磷脂膜的作用方式,分析不同形式淀粉样蛋白对细胞的毒性作用。结果显示,（1）单层膜的实验数据可以判断Aβ42单体和寡聚体插膜能力存在差异,Aβ42单体能插入磷脂单层膜内,而Aβ42 ADDL不具备插膜能力;（2）透射电镜和ThT荧光检测,定性定量地分析出不同聚集形式的Aβ42具有不同的纤维化能力,Aβ42单体纤维化能力最强,而Aβ42原纤维的纤维化能力次之,Aβ42ADDL很难形成纤维;（3）Aβ42单体细胞毒性较弱,而Aβ42 ADDL和原纤维的细胞毒性较强。由以上结果可以得出结论：在磷脂膜存在的条件下,Aβ42单体可以插入膜内并迅速形成无毒性的Aβ42纤维,因此,细胞毒性较弱。而ADDL及原纤维不能插入膜内,纤维化能力较弱,从而以寡聚体的形式发挥细胞毒性。将单体、ADDL及原纤维形式的Aβ42与细胞膜相互作用进行分析,将为Aβ42在AD中的毒性机制研究提供一定的参考。但各种寡聚体入胞的方式及毒性机制仍需要进一步研究。     

钙调蛋白及其结合蛋白对神经递质释放的调控作用

钙离子（Ca2+）是调节突触前神经递质的胞吐释放的关键离子信号.作为胞内最普遍存在的钙离子感受器的钙调蛋白（CaM）被发现能通过与多种蛋白的相互作用,调控着突触小泡的生发、运输及再填充,从而传递胞内Ca2+浓度变化的信号,对神经递质的释放及突触电生理活动起到至关重要的调控作用.本文综述了CaM及其结合蛋白是如何参与对突触小泡的胞吐释放和胞吞恢复的调控,并探讨了其中可能的分子机制.     

山茛菪碱与酸性磷脂脂质体相互作用的激光拉曼光谱的研究

 <正> 山茛菪碱是一种中药有效成份,属抗胆碱药物。它能够改善微循环,治疗中毒性休克,缓解有机磷中毒等。对于该药作用机制的研究目前已深入到分子水平。药物与细胞的相互作用多始于同细胞膜的相互作用。山茛菪碱主要是作用于神经细胞,Rober等人对鼠脑神经突触膜上二磷脂成份分析指出,少量酸性磷脂可以表现重要的生理功能。我们采用对分子结构变化敏成的激光拉曼光谱为手段,研究了山茛菪碱与酸性磷脂二棕榈酰磷脂酸(DppA)脂质体的相互作用,以期获得山茛菪碱与膜脂相互作用引起的结构上变化的信息。     

细胞色素C和含心磷脂的人工脂膜相互作用

 本文报告以芘为荧光探剂,研究细胞色素C和含心磷脂的人工脂膜的相互作用。1.由于芘和细胞色素C的血红素团之间的能量转移,细胞色素C与心磷脂结合引起芘的单体荧光发射峰(395nm)强度下降。这种淬灭效应受脂膜的相行为影响,在液晶相时淬灭效应小于凝胶相;2.氧化态细胞色素C与还原态相比,对心磷脂结合的视和度稍高;3.在以芘的激发二聚体荧光峰(475nm)强度与单体荧光峰强度之比做为脂膜流动性的指标,发现还原态细胞色素C与含心磷脂脂膜结合后引起流动性增加的效应高于氧化态的结合。     

膜表面电荷学说及唾液酸对Na+、K+通道门控特性的影响

Ca2 等二价及三价阳离子可使Na 、K 通道的电压依赖性激活及失活特性移向去极化方向。Frankenhaeuser及Hodgkin认为阳离子是通过结合或覆盖了通道表面或膜磷脂上的固定负电荷而发挥作用的 ,即膜表面电荷学说。后来的研究排除了膜磷脂的作用 ,将其定位在通道蛋白上靠近电压感受器的带负电的唾液酸上。以唾液酸酶或分子生物学的方法减少某些Na 、K 通道表面的唾液酸水平 ,通道门控特性参数同样移向去极化方向 ,同时通道对Ca2 的敏感性降低。通道唾液酸含量的改变可能与可兴奋组织兴奋性变化有关的疾病如心律失常、心衰的发生有一定关系     

酰化对紫膜结构的影响

在很宽波长和ＰＨ范围内用紫外及可见区光吸收、圆二色及共振拉曼测定了酰化诱导的紫膜溶液的光谱变化。结构表明：酰化引起的表面电位的改变诱导了蛋白局部构象的改变。这种改变在很大程度上离域到整个蛋白分子中而影响了视黄醛结合位点的性质及生色团的结构,从而导致可观察的光谱变化。与未酰化紫膜比较,紫膜对ＰＨ的稳定性减小了。     

牛胰多肽(Bovine Pancreatic Polypeptide)和DMPC脂质体相互作用的荧光研究

本文用多种荧光探剂标记脂质体,通过荧光光谱、荧光强度以及荧光偏振的变化,阐明牛胰多肽与磷脂之间存在较强的结合,这种结合主要是静电相互作用与疏水相互作用.牛胰多肽与磷脂结合后,使膜结构稳定,这可能是牛胰多肽具有细胞保护作用的原因之一.     

大鼠心肌线粒体内、外膜磷脂动态结构的研究

我们以DPH为荧光探针.用毫微秒荧光分光光度计测定了大鼠心肌线粒体及线粒体内、外膜的动态微细结构;用HPLC分析了磷脂组成.实验结果提示.完整线粒体膜流动性主要反映了线粒体外膜的运动状态.线粒体内膜微粘度及磷脂分子摇动角大于外膜,扩散速率小于外膜.除去了蛋白质的线粒体内、外膜磷脂脂质体膜流动性无明显差异.提示线粒体内膜的高微粘度与膜中所含有的多量蛋白有关.     

大肠杆菌葡糖醇通透酶信号肽及其类似物与脂质体的相互作用

合成了大肠杆菌葡糖醇通透酶的N端信号肽(Gut22)和它的一个类似物(Gut22Ana),原第7位组氨酸残基在类似物中为脯氨酸残基所替换,且第10位谷氨酸残基为缬氨酸残基所替换.信号肽及其类似物的内源荧光光谱表明Gut22结合脂双层的能力远强于Gut22Ana,包埋钙氯黄素的脂质体的渗漏实验表明Gut22能强烈扰动脂双层而Gut22Ana不能扰动脂双层.也测定了Gut22与磷脂酰胆碱/磷脂酰丝氨酸脂双层的表观分配常数,研究了膜电位于Gut22与脂双层相互作用的影响,并利用圆二色谱分析研究了Gut22和Gut22Ana在加入脂质体后的构象变化.     

电压门控钙通道钙依赖性易化和失活的分子机制

电压门控钙通道受钙依赖性易化和失活两种相互对立的反馈机制调节.不同浓度的钙离子,通过作为钙感受器的钙调蛋白的介导,主要与钙通道α1亚基羧基端的多个不连续片段发生复杂的相互作用,分别引发钙依赖性易化和失活.钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ及其它钙结合蛋白等也参与此调节过程.新近研究表明,钙通道的钙依赖性调节机制失衡与心律失常等的发病机制密切相关.     

PICK1蛋白C端酸性区域对其功能的调节

蛋白激酶C相互作用蛋白1(protein interacting with Ckinase1,PICK1)是调节AMPA(alpha-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid)受体在细胞膜上的数量与分布,引起LTP与LTD现象的重要蛋白.本文利用基因克隆、荧光光谱以及免疫分析等方法,分析了PICK1蛋白C末端酸性区对BAR结构域与膜脂结合能力以及PICK1分子内BAR(Bin/amphiphysin/RVS)结构域与PDZ结构域相互作用的影响,研究了钙离子结合C末端酸性区后对上述相互作用的调节.结果显示,C末端酸性区的存在使BAR结构域与膜脂的结合能力减弱大约10倍,但PICK1分子内的BAR与PDZ结构域的相互作用与不含C末端的酸性区相比增强了大约4倍.另一方面,C末端酸性区的存在,伴随钙离子浓度的提高,有助于增强BAR与膜脂的结合,却削弱了PDZ和BAR结构域的作用.当钙离子浓度增加到500μmol/L时,BARC的脂质结合能力以及和PDZ的亲和力与不含酸性区相当.