植物表达分泌蛋白的运输及定位

分泌途径主要由内膜系统构成,内质网和高尔基体对于分泌蛋白的运输及定位具有重要作用。分泌蛋白的运输包括顺行途径和逆行途径。蛋白质通过质流和受体介导的途径运输到小泡中。在植物中,分泌蛋白的运输主要通过小泡和相连的小管来完成。分子伴侣和质量控制不仅能优化新合成蛋白的折叠和组装,而且去除了有折叠缺陷的蛋白。分泌蛋白的定位需要特定的信号肽,而高尔基体固有蛋白以依赖跨膜长度的方式,沿着分泌途径的细胞器分布。本文对植物表达分泌蛋白的分泌途径及定位、相关的分子伴侣和质量控制进行了综述。     

非经典的蛋白质分泌途径

蛋白质分泌是细胞间进行信息传递的重要方式之一。一般的分泌蛋白在其N端都具有信号肽序列,可以通过经典的内质网-高尔基体途径进行运输,并最终分泌到细胞外。近来发现细胞内存在另一类分泌蛋白,它们能够分泌到细胞外发挥功能,但却没有典型的信号肽序列,被称为非经典分泌蛋白。越来越多的证据表明,这类蛋白质的分泌有其独特的机制。本综述了这类蛋白质的各种分泌机制及可能的生理意义。     

Caspase-1介导的蛋白质分泌机制新进展

此前多数观点认为内质网一高尔基体运输是经典的分泌型蛋白质分泌出胞的途径。它们要先翻译出一段信号肽,这段信号肽将mRNA连同核糖体转移到内质网上并使合成的蛋白质保存于内质网内,而后通过高尔基体分泌出胞。     

非经典蛋白分泌研究进展

蛋白分泌是细胞间信息交流的重要途径。通常所指的蛋白分泌是经典分泌,即有信号肽的分泌蛋白会进入内质网,通过内质网-高尔基体运输释放。没有信号肽的胞质蛋白可以通过非经典的途径分泌,统称为非经典蛋白分泌。这些分泌蛋白在多个生物学过程中发挥作用,包括发育、代谢和炎症反应等,并且与人类重大疾病相关,如神经退行性疾病和癌症等。虽然对经典蛋白分泌途径已经有较深的了解,且主要内容已列入教科书,但是对非经典蛋白分泌的认识还处于初级阶段。本文就非经典蛋白分泌的研究进展作简要总结。     

哺乳动物非经典分泌信号肽介导重组EGFP蛋白向毕赤酵母细胞壁转运

为探索哺乳动物非经典分泌信号肽在毕赤酵母表达系统中引导重组蛋白分泌的作用,本研究将一段来源于小鼠同源异型框蛋白(En2)的分泌信号序列(SS)融合至EGFP蛋白的N端,在毕赤酵母中表达。实验结果显示SS信号肽能通过一种不同于经典的内质网-高尔基体分泌通路的方式将EGFP蛋白分泌至细胞膜表面,与α交配因子前导肽相比,显著降低了细胞的内质网压力。本研究提示哺乳动物非经典分泌信号肽可作为递送重组蛋白至酵母膜表面的一项工具。     

包被蛋白COPI在ER/Golgi小泡运输中的作用

COPI包被小泡在早期分泌途径中介导蛋白质和脂类的正确运输,COPI包被小泡还被认为介导胞吐途径中多种不同的运输和细胞内加工过程。本文就COPI包被小泡的作用及小泡出芽、货物包装、小泡释放的机理作一综述。     

荇菜腺毛的发育及其分泌过程的超微结构研究

荇菜 (Nymphoides peltatum (Gmel.) O.Kuntz)腺毛由具分泌功能的单列圆筒状细胞组成。它们起源于苗端倒数第二叶原基近轴面 ,由原表皮细胞发育而来。处于分泌期的腺毛细胞其胞质浓厚 ,液泡化程度小。细胞内具丰富的线粒体、高尔基体和内质网等细胞器 ,还具发达的胞间连丝。粘液物质由高尔基体分泌小泡、内质网分泌小泡及多膜体共同携带至细胞边缘 ,经胞吐和渗透相结合的方式分泌至细胞外。腺毛细胞侧壁因积有大量分泌物而呈膨胀状态。经检测 ,粘液由多糖和蛋白质组成 ,对营养芽的生长发育起保护作用。     

内质网-高尔基体中间体功能研究进展

内质网-高尔基体中间体(ERGIC)的发现来自于对病毒蛋白胞内转运的研究.最初认为ERGIC是内质网和高尔基体之间的膜泡运输分选站,主要调控早期分泌途径中的货物分选及双向运输.随着研究的深入,发现ER-GIC在细胞应激条件下发挥其他重要细胞学功能,包括在自噬过程中调控早期自噬体膜的形成,以及在非经典蛋白分泌途径中扮演蛋...     

真核细胞非经典蛋白分泌途径

在生物体中, 细胞间的信息传递是细胞生长、分化、发育、增殖、凋亡等生命活动的基本保证, 而蛋白分泌是细胞间信息传递的重要方式。大多数分泌蛋白都是通过内质网-高尔基体(ER-Golgi)途径分泌的。然而越来越多的研究表明, 存在着一类无信号肽的分泌蛋白, 这类蛋白不依赖ER-Golgi途径就能分泌到细胞外发挥功能, 被称为非经典分泌蛋白。非经典蛋白的分泌有其特有的机制, 它对ER-Golgi分泌途径是一种必要和有益的补充。非经典分泌与细胞增殖、免疫反应、肿瘤形成、传染病病理学等密切相关。文章旨在对非经典分泌蛋白的特点、分泌机制及生物学意义进行概述。     

COPII各组分在蛋白质分泌途径中的功能

细胞质被膜复合体II(COPII)介导蛋白质从内质网(ER)运向高尔基体(Golgi)。它是真核生物蛋白质分泌途径中的重要组分,在保持细胞内各个细胞器动态平衡中发挥重要功能。COPII小泡由5种高度保守的细胞质蛋白组成:胞质GTP酶Ras相关蛋白1(Sar1)、内衣被组分Sec23和Sec24、外衣被组分Sec13和Sec31。对COPII的形成过程、COPII各个亚单位的功能研究进展以及各物种间COPII组分的冗余问题进行了讨论。     

荞麦水合花粉和花粉管中的被膜小泡

荞麦水合花粉粒和生长中的花粉管中内质网潴泡形成的囊袋状结构较少见,但内质网囊袋中含有丰富的被膜小泡,直径约为100－150nm。刚刚形成的花粉管中,被膜小泡主要来自于花粉粒营养细胞的细胞质。生长中的花粉管的被膜小泡可由高尔基体分泌形成。另外还观察到内质网的碎裂也是荞麦花粉管中产生被膜小泡的一种机制。花粉管的被膜小泡中含有花粉管壁的前体物质,与花粉管的壁融合参与花粉管的生长。被膜小泡可能含有与脂体和造粉质体水解有关的酶,参与此类物质的降解。荞麦花柱和柱头细胞内含物的解体物质参与花粉管的生长。     

COPI相关蛋白在病毒复制中作用的研究进展

COPI主要负责从高尔基体到内质网的蛋白囊泡运输。许多病毒包括RNA病毒和DNA病毒以及反转录病毒会劫持或借助COPI通路和(或)COPI相关蛋白如coatomer,ARF1和GBF1以利于其自身生命活动。本文就COPI相关蛋白在病毒复制中的作用的最新进展进行综述。     

贯叶金丝桃叶中分泌细胞团的超微结构

随着贯叶金丝桃( Hypericum perforatum L.)叶中分泌细胞团的发育,其细胞中质体的数量和体积逐渐增大,但一些质体局部出现解体,大量的深色管状结构和小泡出现在退化质体的周围,有些小泡与液泡融合,并将其内容物释放至液泡中,导致液泡中出现大量的多泡结构、多膜结构和嗜锇滴.同时,高尔基体分泌小泡进入液泡.然而,当分泌细胞团发育成熟后,分泌细胞被含有灰色均匀的分泌物(金丝桃素)的大液泡所占据,嗜锇滴消失.表明嗜锇滴可能是金丝桃素的前体物,来源于退化的质体.出现于质体和嗜锇滴之间的内质网和高尔基体可能也参与了金丝桃素前体物的合成和细胞内的转运.     

贯叶金丝桃叶中分泌细胞团的超微结构

随着贯叶金丝桃（Hypericum perforatum L.)叶中分泌细胞团的发育,其细胞中质体的数量和体积逐渐增大,但一些质体局部出现解体,大量的深色管状结构和小泡出现在退化质体的周围,有些小泡与液泡融合,并将其内容物释放至液泡中,导致液泡中出现大量的多泡结构,多膜结构和嗜锇滴。同时,高尔基体分泌小泡进入液泡。然而,当分泌细胞团发育成熟后,分泌细胞被含有灰色均匀的分泌物（金丝桃素）的大液泡所占据,嗜锇滴消失。表明嗜锇滴可能是金丝桃素的前体物,来源于退化的质体。出现于质体和嗜锇滴之间的内质网和高尔基体可能也参与了金丝桃素前体物的合成和细胞内的转运。     

肝细胞生成素——一种非经典分泌蛋白

肝细胞生成素(hepatopoietin ,HPO)是一种分泌蛋白.为了研究肝细胞生成素的分泌途径,利用SignalP软件分析了HPO的氨基酸序列,但HPO序列中没有经典分泌蛋白的信号肽.Western印迹实验证明,HPO能以双体形式从细胞中分泌出来.特异性体外阻断实验表明,布雷菲尔德菌素A(brefeldinA)和莫能菌素(monensin)都不能阻断HPO的分泌,说明HPO并不通过经典的内质网 高尔基体(ER -Golgi)途径分泌;优降糖(glyburide)对HPO的分泌没有抑制作用,说明HPO的分泌并不是由ABC1(ATP bindingcassette)转运子介导的;DNP和NH4Cl也不能刺激HPO的分泌,说明内体 溶酶体系统不参与HPO的分泌.上述结果表明,HPO是一种非经典分泌蛋白(non classicalsecretoryprotein) ,能以双体形式从细胞中分泌出来.但和已知的非经典分泌蛋白IL -1β不同,HPO的分泌并不是通过ABC1转运子介导的,内体 溶酶体系统也不参与其分泌.     

生物膜的分泌功能

膜蛋白能协助很多种小分子通过细胞膜。但不能转运多糖、蛋白质和核酸等生物大分子。膜转运生物大分子的机制与质膜上的载体蛋白转运小分子物质。例如葡萄糖、氨基酸的机制不同。各种分泌细胞的分泌过程一般是这样:首先在细胞内合成分泌物质,经过必要的修饰之后。分装到悬浮在细胞质的分泌小泡中,随后是分泌小泡向原生质膜移动,与原生质膜融合将分泌物释放出去,或者是停留在原生质中,直到膜上的受体接受了某种信号后再释放出来。分泌小泡膜与原生质膜融合将分泌物释放出来的过程称为外排作用(图1)。     

膜泡运输蛋白VdSec22参与大丽轮枝菌胞外蛋白的分泌和致病性

摘要:【目的】验证大丽轮枝菌分泌途径中一个膜泡运输蛋白VdSec22的功能,为防治棉花黄萎病提供潜在的生物靶点。【方法】利用“正负双向筛选法”的方法,构建大丽轮枝菌VdSec22蛋白编码基因缺失的突变体菌株ΔQF。通过农杆菌介导的转化,将其编码基因VdSec22重新导入ΔQF构建了功能回补菌株CΔQF。以野生型菌株为对照,检测上述菌株分泌胞外蛋白(果胶酶、纤维素酶和毒素蛋白)的能力;采用蘸根接种的方法,检测上述菌株对棉花致病性的差异。同时通过定量PCR检测内质网分子伴侣表达量的方法,推断突变体菌株ΔQF中是否发生了内质网应激反应。【结果】成功构建了基因敲除突变体ΔQF和功能回补菌株CΔQF。突变体菌株ΔQF的果胶酶、纤维素酶、毒素蛋白的分泌能力和对棉花的致病性均较野生型减弱,并且产生了内质网应激反应。重新导入VdSec22基因可弥补突变体菌株ΔQF的上述缺陷。【结论】VdSec22是大丽轮枝菌的一个重要分泌途径蛋白,在大丽轮枝菌诸多胞外致病蛋白的分泌和棉花致病性中起重要作用。VdSec22可作为防治棉花黄萎病的潜在生物靶点。     

莼菜根不同发育区细胞中高尔基体的发育与结构变化

在莼菜根分生区细胞中,部分粗糙内质网片断转化成单个潴泡,游离于细胞基质中的单个潴泡相互叠加后形成具6—8个潴泡组成的高尔基体。高尔基体在伸长区进入分泌高峰期,由于其成熟面的潴泡溢出大量分泌泡后消失或潴泡游离出去,使高尔基体潴泡数目减少,部分高尔基体形成面有内质网溢出的小泡互相融合后形成新的潴泡补充,另一些高尔基体由于得不到潴泡补充而逐渐消失;这可能是成熟区细胞内高尔基体数目减少的重要原因之一。     

布雷菲德菌素A对蕨类植物卵发育的影响

以蕨类模式植物水蕨（Ceratopteris thalictroides L. Brongn.）为供试材料,设置不同质量浓度布雷菲德菌素A（BFA）分别处理10、20、30 h,采用光学显微镜和电镜对其树脂切片进行了观察;在此基础上,进行高碘-酸锡夫反应（PAS）和苏丹黑B反应。结果显示：对照组（未经BFA处理）发育卵中期的水蕨卵细胞较大,核仁呈圆形,细胞内高尔基体、内质网等细胞器完整;卵细胞和腹沟细胞间的受精孔清晰可见,二者间的分离腔内仅有极少量的泡状分泌物;卵膜较厚,有明显的层次。而处理组卵细胞的受精孔和卵膜不典型,由数量较多、大小不一的囊泡组成;受精孔下方有较多的线粒体和少量的高尔基体分布;高尔基体、内质网等膜性细胞器已断裂;细胞核上方和卵膜下方均分布着大量的嗜锇性囊泡,分离腔中充满了絮状物质。组织定位显示：对照组的分离腔较空,而处理组分离腔内充满着多糖类物质。综上所述,BFA会对卵细胞中的内质网和高尔基体等膜性细胞器造成破坏,影响分泌系统的正常功能,进而影响卵膜及受精孔的形成。本研究结果为进一步探索受精孔形成的机制以及蕨类植物生殖生物学的研究奠定了基础。     

囊泡运输的分子细胞机制

内膜系统构成了细胞及细胞器之间的天然屏障,保证重要的生命活动在相对独立的空间内进行。细胞内膜性细胞器之间的物质(如蛋白质、脂类)的运输主要是通过囊泡完成的。囊泡运输需要货物分子、运输复合体、动力蛋白和微管等的参与以及多种分子的调节,包括出芽、锚定和融合等过程。从上世纪60年代开始,人们认识到细胞分泌的蛋白需要先进入内质网,再到高尔基体,然后分泌到其作用部位。之后,信号肽假说被提出和证明。随后的研究完善了囊泡运输的过程,包括经内质网到高尔基体的蛋白质分泌运输过程中关键的调控基因及其作用环节、蛋白质复合物SNARE(可溶性N-乙基马来酰亚胺敏感的融合蛋白附着蛋白受体)在囊泡锚定和融合中的作用机制等。在囊泡运输中的具有代表性的神经细胞突触囊泡中,触发突触囊泡融合的钙感受器(synaptotagmin)能快速准确地将钙信号传递到突触囊泡,通过与SNARE复合体等作用,实现与细胞膜融合并释放神经递质,最终完成神经信息的传递。该文从囊泡运输的研究历史回顾、已有研究成果以及未来展望等三个方面对囊泡运输分子细胞机制进行了阐述。