COPⅠ囊泡形成与结构研究进展

真核细胞内物质的转运主要通过运输囊泡的出芽、融合所介导。外被体蛋白Ⅰ(coat proteinⅠ,COPⅠ)是一种由α、β、β'、γ、δ、ε、ζ亚基组成的异七聚体蛋白质复合物(即coatomer)。细胞内具有小GTP酶活性的ADP-核糖化因子1(ADP-ribosylation factor 1, Arf1)调节COPⅠ囊泡(COPⅠ-coated vesicle)的形成。在鸟苷酸交换因子的作用下,活化的Arf1-GTP结合至高尔基复合体(Golgiapparatus,Golgi)膜上,将胞质中的COPⅠ募集到膜上。COPⅠ在膜表面结合、分选货物、聚合装配,使膜弯曲产生包被的出芽,出芽逐渐增长最终与膜分离形成囊泡。COPⅠ囊泡进一步脱壳、与靶膜融合,进而完成对细胞内物质的转运。COPⅠ囊泡可携带蛋白质和脂质等货物分子从Golgi逆向转运至内质网(endoplasmic reticulum, ER),并介导Golgi膜囊间物质的逆向和正向运输过程,维持Golgi结构的极性与膜囊的成熟。     

GARP复合体结构和功能的研究进展

真核细胞中的物质交流是通过膜泡运输完成的。膜泡运输主要包括运输囊泡的出芽、定向移动、拴留、锚定和膜融合过程。其中,拴留过程是运输囊泡和靶膜最初的接触。在此过程中,有许多因子参与调控,如拴留因子、小GTPase、SNARE蛋白等。GARP(golgi-associated retrograde protein)复合体是内涵体到高尔基体反面网状结构(TGN)逆行运输过程中的拴留因子。目前,关于GARP复合体的组成和功能已经有了一定的了解,本文将对GARP复合体的最新研究进展进行概述。     

Exocyst复合体的结构与功能研究进展

囊泡运输是真核细胞内细胞器间物质交流的重要手段,主要包括出芽、转运、拴系及膜融合四个环节.拴系因子调控运输囊泡与靶膜的初始接触,建立两者间的连接,并能够促进SNARE介导的膜融合过程.Exocyst是一个保守的八亚基拴系复合体,主要在胞吐过程中介导囊泡与细胞质膜的拴系过程.本文主要介绍exocyst复合体的结构和组装机...     

细胞囊泡运输的发现者——鲁斯曼

细胞合成的分泌蛋白需运输到特定位置才可发挥重要的生物学功能,而此过程需要细胞囊泡介导完成。合成的蛋白首先进入细胞器,经过加工组装后通过出芽方式形成囊泡,然后运输到特定位置再和靶膜特异性融合而实现正确定位。囊泡运输生化机制是由鲁斯曼等科学家经过30多年研究得以阐明,拓展了对生命问题理解的同时还有望临床上得到广泛应用。     

生物膜的动态结构和功能——从二维到三维

生物膜上蛋白质的运动不都是随机性的,经常受到细胞骨架等因素的限制。二维膜上的事件不断通过内吞、分泌等过程和整体细胞的功能联系起来。病毒感染细胞、细胞内囊泡和物质的定向运输等都和细胞内分子的识别、膜的融合和膜的分裂等过程紧密相关。     

植物R-SNARE蛋白研究进展

真核细胞中囊泡膜与靶膜的融合是囊泡运输的关键环节,由进化保守的SNARE(soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor)蛋白家族介导完成。SNARE蛋白可被分为定位于囊泡的R-SNARE(v-SNARE)和定位于靶膜的Q-SNARE(t-SNARE)两大类。R-SNARE与QSNARE的特异性配对形成“SNARE复合物”,该复合物可介导囊泡膜与靶膜融合。与酵母和动物相比,植物R-SNARE基因在进化过程中经历了大量扩增,推测其与植物细胞特有的胞内转运途径有关。该文综述了R-SNARE参与植物发育和胁迫响应的研究进展,结合其亚细胞定位信息探讨了不同RSNARE的作用靶位和调控特点,并对该领域研究前景进行了展望。     

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。     

囊泡转运蛋白SM蛋白家族的研究进展

真核细胞中含有多种不同功能的转运囊泡。虽然转运途径和携带物质各异,但细胞转运的基本分子机制却呈现出高度相似性和保守性。大多数转运途径都需要一种SNARE（Soluble NSF Attachment Protein Receptor）蛋白质复合体介导转运膜泡与靶膜的融合。同时,另一个蛋白家族,Secl／Muncl8蛋白（SM蛋白）也在囊泡运输中发挥重要作用。但是相比于对SNARE蛋白的认识的一致性,在不同的研究中SM蛋白的功能及其与SNARE复合体的相互作用方式却不尽相同。以下综述近年来有关SM蛋白结构和功能的研究进展,并归纳SM蛋白分子的作用机制、功能以及应用。     

多囊体生物发生和蛋白质分拣——ESCRT、Vps4、Ubiquitination一个都不能少

多囊体(multivesicular body,MVB)是由晚期内吞体的限制膜内陷出芽而形成的动态的亚细胞结构,是真核细胞重要的膜和蛋白质运输与分拣中心,并与信号转导、胞质分裂、基因沉默、自噬、蛋白质的质量控制、病毒出芽等密切相关.多囊体生物发生涉及20多种囊泡分拣蛋白(Vps),最重要的是在内吞体膜上形成的4种内吞体运输分拣复合物(ESCRT 0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)和Vps4.ESCRT 0与包涵素在内吞体膜上形成微域并富集泛素化的货物蛋白.ESCRTⅠ和Ⅱ诱导MVB囊泡出芽、促进囊泡形成并分拣货物蛋白到囊泡中.ESCRTⅢ收缩及剪切芽颈,完成最后的膜脱落过程.Vps4解离ESCRT以循环利用.泛素化及泛素化蛋白也能修饰或调控ESCRT的定位及功能.这些研究表明,泛素化蛋白、ESCRT和Vps4在内吞体膜上的相继协同作用是驱动紧密偶联的多囊体生物发生及蛋白质分拣的主要力量.本文以蛋白质-蛋白质相互作用为主,综述了ESCRT复合物及Vps4多聚体的组装机制、相互作用、生理功能以及泛素化蛋白和泛素化对ESCRT的调控,并对下一步研究进行了展望.     

囊泡转运中的Rab小G蛋白与马达分子

Rab是小分子GTP结合蛋白Ras超家族中最大的亚家族,在囊泡运输的不同阶段发挥着调节作用.在与GTP结合后,Rab可募集特异的效应蛋白到膜上.近来发现,许多Rab可募集与微管和肌动蛋白相关的马达分子到靶膜,从而调节相应囊泡的转运.Rab所具有的分子开关特性,使其可在空间和时间上对囊泡转运进行调控.     

转运蛋白颗粒复合体在囊泡拴系中的作用与相关疾病(英文)

在真核细胞中,囊泡介导的蛋白质转运是一个高度可控的多步骤过程。在囊泡与靶细胞器膜成分融合之前,许多因子参与了它们之间的特异性识别和拴系。其中大部分由多亚基复合体或卷曲螺旋蛋白构成的拴系因子,在小G蛋白的协助下,介导了囊泡与靶细胞器膜成分之间最初的结合。转运蛋白颗粒(transport protein particle,TRAPP)复合体就是一种广泛参与囊泡在细胞内转运的多亚基拴系因子。本文将就TRAPP复合体结构与功能的最新研究进展及与TRAPP复合体基因突变相关疾病做一简单综述和总结。     

植物Qa-SNARE蛋白研究进展

高等植物细胞通过其特有的内膜系统和膜泡运输机制完成细胞内外的物质与信息交流。SNARE是膜泡运输过程中运输囊泡与靶膜之间融合的重要调节因子。根据氨基酸序列特性,SNARE分为Q-SNARE和R-SNARE两类。Q-SNARE又分为Qa-、Qb-和Qc-SNARE三类。其中,Qa-SNARE在SNARE复合体形成乃至整个膜融合过程中发挥着至关重要的作用。本文对Qa-SNARE在植物生长发育和响应环境变化的最新研究进展进行概述。     

植物囊泡运输与抗病性

细胞内的囊泡运输是生命活动中一个极其复杂的动态生物学过程,参与各种植物发育过程和对环境的响应,包括植物组织细胞特异性和防御响应。该文从蛋白质分选、分泌蛋白的合成和囊泡运输的特异性对植物囊泡运输与植物的先天性免疫的关系进行了详细阐述。     

植物囊泡运输与抗病性

细胞内的囊泡运输是生命活动中一个极其复杂的动态生物学过程,参与各种植物发育过程和对环境的响应,包括植物组织细胞特异性和防御响应。该文从蛋白质分选、分泌蛋白的合成和囊泡运输的特异性对植物囊泡运输与植物的先天性免疫的关系进行了详细阐述。     

综述: 胞外囊泡表面糖缀合物研究进展

胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs)是一类由细胞分泌到胞外的能够被受体细胞摄取的膜性囊泡小体,直径在20～ 1 000 nm．近年来,越来越多的研究者发现胞外囊泡在疾病诊断、预后评估以及药物递送等方面具有重要的生物学作用．胞外囊泡可以直接参与细胞间信息的传递以及物质的运输,其携带的核酸(mRNA,microRNA和lncRNA)和蛋白质可以影响受体细胞的生理状态．大量研究表明,胞外囊泡是被糖基化修饰的,胞外囊泡表面覆盖了大量的聚糖以及糖结合蛋白,而已知聚糖类物质在调控细胞黏附、细胞-细胞之间的信息传递、细胞和细胞外基质相互作用、免疫调节和肿瘤转移等方面发挥重要的作用．本文综述了近年来细胞外囊泡表面糖缀合物修饰的前沿研究,以期更好地理解聚糖在胞外囊泡的合成、释放以及运输过程及其生物学功能中的作用．     

胞外囊泡表面糖缀合物研究进展

胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs)是一类由细胞分泌到胞外的能够被受体细胞摄取的膜性囊泡小体,直径在20~1 000 nm.近年来,越来越多的研究者发现胞外囊泡在疾病诊断、预后评估以及药物递送等方面具有重要的生物学作用.胞外囊泡可以直接参与细胞间信息的传递以及物质的运输,其携带的核酸(m RNA,micro RNA和lnc RNA)和蛋白质可以影响受体细胞的生理状态.大量研究表明,胞外囊泡是被糖基化修饰的,胞外囊泡表面覆盖了大量的聚糖以及糖结合蛋白,而已知聚糖类物质在调控细胞黏附、细胞-细胞之间的信息传递、细胞和细胞外基质相互作用、免疫调节和肿瘤转移等方面发挥重要的作用.本文综述了近年来细胞外囊泡表面糖缀合物修饰的前沿研究,以期更好地理解聚糖在胞外囊泡的合成、释放以及运输过程及其生物学功能中的作用.     

溶酶体相关细胞器生物发生复合体相互作用组构成胞内体运输网络

随着高等生物中十几个新的参与囊泡运输的 Hermansky-Pudlak 综合征(HPS)蛋白质的发现, 认为可能存在一类新的囊泡运输通路。该通路主要由新近鉴定的 3 个被称为溶酶体相关细胞器生物发生复合体(BLOC)所组成, 被分别命名为BLOC-1、BLOC-2 和 BLOC-3。越来越多的证据表明这些复合体与以前认识较清楚的 AP3 和 HOPS 复合体共同在胞内体运输中起重要作用。这些复合体之间的相互作用构成了以胞内体和细胞骨架为连接纽带的参与蛋白质运输的复杂网络。该网络中的每个节点的相互作用可区分为复合体内和复合体外相互作用两大类。复合体之间的联系可以是来自不同复合体亚基间的直接相互作用, 也可以通过耦联的节点联结不同的复合体。解析这一复杂网络有助于进一步了解参与蛋白质和膜运输这一动态而精细网络的结构与功能。一旦该网络结构得到破坏, 则可能导致如 HPS 这类囊泡运输或细胞器发生障碍性疾病。     

Rab蛋白在囊泡转运中的作用及影响

Rab蛋白是真核生物中保守的小GTP酶家族. Rab蛋白在细胞中普遍表达,它的活性在细胞内受到严格的调控:在活性形式Rab-GTP和无活性形式Rab-GDP之间转换,这是由鸟嘌呤核苷酸交换因子(GEFs)和GTP酶活化蛋白(GAPs)调控的,并在囊泡转运的调控中起分子开关的作用.在囊泡运输中, Rab蛋白与不同的下游效应分子相互作用,参与从供体膜选择货物、出芽形成囊泡、调控囊泡沿细胞骨架运动、囊泡与受体膜锚定融合.当Rab蛋白功能受损导致囊泡转运途径障碍时,则会表现出不同的疾病,包括神经退行性疾病、癌症等.本文将对近年来Rab的蛋白结构和功能、参与囊泡运输的分子机制、Rab蛋白的循环调控以及其异常导致的疾病进行综述.     

酵母Dop1及其同源蛋白DOPEY对细胞糖基化和囊泡运输影响的研究

蛋白质糖基化是一种保守的翻译后修饰,对多种细胞现象至关重要。在酵母或动物细胞高尔基体中的糖链处理由结构相似的糖基转移酶或糖苷酶催化。囊泡运输等多种因素会影响糖基转移酶在高尔基体中的稳态定位,进而影响糖基化。该研究探讨高尔基外周蛋白Dop1对细胞糖基化和囊泡运输的影响。共聚焦荧光显微镜活细胞成像显示,Dop1主要定位于晚期高尔基体。Dop1及其相互作用蛋白Neo1(P4 ATPase)均参与高尔基体后期的囊泡运输。此外,Dop1介导糖基转移酶Och1的逆向运输而影响糖基化。进一步,哺乳动物DOPEY1和DOPEY2是酵母Dop1的同源蛋白。DOPEY1或DOPEY2的缺失导致高尔基体结构的改变,轻微地影响细胞糖基化。综上,酵母Dop1和哺乳动物DOPEY都参与了细胞后期的蛋白质囊泡运输,并影响高尔基体形态或糖基化。     

拟南芥SNARE因子在膜泡运输中的功能

高等植物细胞含有复杂的内膜系统,通过其特有的膜泡运输机制来完成细胞内和细胞间的物质交流。膜泡运输主要包括运输囊泡的出芽、定向移动、拴留和膜融合4个过程。这4个过程受到许多因子的调控,如Coat、SM、Tether、SNARE和Rab蛋白等,其中SNARE因子在膜融合过程中发挥重要功能。SNARE因子是小分子跨膜蛋白,分为定位于运输囊泡上的v-SNARE和定位于靶位膜上的t-SNARE,两类SNARE结合形成SNARE复合体,促进膜融合的发生。SNARE蛋白在调控植物体生长发育以及对外界环境响应等生理过程中起重要作用。该文对模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana）SNARE因子的最新细胞内定位和功能分析等研究进展进行了概述。