哺乳动物精卵融合机制

最近基因打靶研究揭示出了参与精卵结合和融合的各种分子。精子中ADAMs因子（是含有裂解蛋白和金属蛋白酶结构域蛋白质家族）,包括繁殖因子α、繁殖因子β以及cyritestin,经过研究已经发现它们对精卵结合有重要作用,而对精卵的融合不重要。通过研究推测出其受体为卵母细胞整合蛋白,其对精卵交互作用是必需的。最近,一些研究表明CD9和卵母细胞上GPI锚定蛋白（glycosyl phosphatidyl inositol糖基磷脂酰肌醇）,以及精子上的附睾蛋白DE均是精卵融合过程中的侯选因子,如果缺乏这些蛋白质分子或其作用受到干扰将导致精卵融合机制紊乱。综述重点讨论了参与精卵交互作用的相关分子的最新研究进展。     

精卵细胞融合分子机制

精卵融合是有性生殖中最为关键的事件之一,因此对该过程分子机制的理解具有十分重要意义。已经发现多种蛋白质涉及到这个重要的过程,主要包括卵子表面的CD9、GPI锚定蛋白和整合素等,精子表面的附睾蛋白DE、Izumo和ADAM家族成员等,它们通过特异性的识别和结合而辅助完成了精卵融合。这些进展对开发新的用于生殖调节或不育诊断和治疗技术、药物提供了保证。     

精卵融合过程中关键蛋白的研究进展

受精作用是有性生殖过程中的终极事件,精子与卵子间的融合过程是其中最关键的步骤。单倍体的精子和卵子相互识别和融合形成一个双倍有机体。尽管其潜在的分子机制还不是很清楚,但是最近的基因敲除试验已经证实精卵融合过程中需要3个必不可少的因子:位于卵母细胞上的CD9蛋白,精子上的Izumo1蛋白及其在卵母细胞上的受体蛋白Juno。缺乏其中的任何一种蛋白分子将会导致精卵融合机制紊乱。综述重点介绍了这3种精卵融合关键蛋白的最新研究进展。     

哺乳动物精卵黏附和融合的分子基础

哺乳动物受精是一个多分子参与的多级过程,在精卵融合形成一个受精卵时达到顶点。新的研究已表明:精卵黏附后,精子膜从赤道区开始与卵膜融合;有精子膜上的去整合蛋白金属蛋白酶蛋白家族(ADAM)、Izumo、附睾蛋白DE、卵膜上的整合蛋白、四次跨膜蛋白CD9、CD81、糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白等多种分子参与精卵黏附和融合过程。     

Wistar大鼠CD9的cDNA克隆、原核表达及生殖腺中的检测

为了用Wistar大鼠研究CD9对精卵融合的影响和与其它精卵融合相关蛋白的作用,克隆了Wistar大鼠的CD9cDNA.测序结果显示,Wistar大鼠的CD9 cDNA编码区与GenBank中发布的SD( Sprague-Dawley)大鼠相同,但在3′非翻译区多一个T.用Western blotting方法检测Wistar大鼠睾丸和卵巢总蛋白发现睾丸和卵巢里均表达内源性CD9蛋白,分子量相同.此外,在大肠杆菌中表达了GST-CD9融合蛋白,并用GST标签纯化CD9蛋白,为体外研究CD9与其它精卵融合相关蛋白的作用提供参考.     

精子功能相关的蛋白质调控受精过程的研究进展

哺乳动物的受精过程涉及到精子一系列的功能活动,如精子在雌性生殖道的运行、精子的超活化与获能、顶体反应以及精卵融合等。在精子经历的这一系列过程中,精子功能相关的蛋白质发挥着不可或缺的作用,这些蛋白分子的正常与否与雄性个体的繁殖力高低密切相关,因此精子功能相关的蛋白质能够作为评定哺乳动物精液受精能力的生物标记。文章主要对哺乳动物精子功能相关的蛋白质进行了综述,以阐述相关蛋白分子对精子运动活力、精子获能、顶体反应、透明带穿入和精卵融合等方面的重要作用以及这些蛋白分子在家畜遗传改良上的潜在应用。     

分子伴娘

许多蛋白质的多肽单体在离体条件下能折叠、组装成具有生物学功能的聚合体,但在体内绝大多数新合成蛋白质三维结构的形成,需要一类称为分子伴娘(molecular chaperones)的辅助蛋白质的存在.分子伴娘不仅为细胞生长增殖过程所必需,而且在细胞的蛋白质合成和免疫系统抗原提呈(antigen presentation)作用等过程中也起着重要的调控作用.     

蛋白质功能基团的改变与其生物活力之间的定量关系

蛋白质(包括酶)分子结构与功能的关系一直是分子生物学的核心问题之一.用各种方法改变蛋白质分子中侧链基团的性质观察对其生物活力的影响是研究这一问题的主要方法.蛋白质化学修饰的研究,迄今已有约60年的历史.自20年代末到60年代初的30余年内,这一研究一直停留在定性描述阶段,大量的实验结果不能进行定量的数据处理.因为在蛋白质分子中某类侧链基团在功能上虽有必需与非必需之分,但是在与某试剂起反应上往往是相同的,即它们都能与某一试剂起反应.所以,虽然从实验上可以测得随侧链基团的被修饰导致其生物活力下降的关系,但是在所测得的被修饰的基团中,既有必需的,也有非必需的.由于长期以来人们没有找到生物活力与必需基团之间的定量关系,也就无     

Neddylation修饰与病毒感染调控研究进展

Nedd8是一类结构上与泛素相似的分子,广泛参与蛋白质翻译后修饰,这一过程被称为Neddylation。Neddylation修饰已经被证实参与几乎所有细胞内的调控过程,并在病毒感染过程有着重要的调控作用,但对于其具体的调控机制研究还十分匮乏。深入开展Neddylation修饰与病毒感染之间的分子调控机制研究将有助于阐明病毒的致病机理。     

Wistar大鼠Pdia3cDNA的克隆及原核表达

哺乳动物的精卵融合是一个多分子参与的复杂过程,目前只鉴定出几种影响精卵融合的蛋白因子,对其分子机制还知之甚少.其中位于精子上的Pdja3具有二硫键异构酶活性,可能催化其他精卵融合相关蛋白的二硫键变化而参与精卵膜融合.克隆了Wistar大鼠的Pdia3 cDNA片段,长度为1 620 bp,其中编码区为1 518 bp.测序结果显示,编码区内有两个碱基与GenBank公布的大鼠Pdia3cDNA不同,分别为第147个密码子GAG(Glu)的第1位碱基和第410个密码子AAG(Lys)的第3位碱基,前者造成氨基酸替换,后者仅为多态性.此外,还在大肠杆菌中成功地表达并纯化了GST-Pdia3融合蛋白,为下一步研究大鼠Pdia3在体外影响精卵融合和与其它蛋白的相互作用奠定了基础.