血红素氧合酶与动脉粥样硬化

血红素氧合酶(HO)通过降解血红素产生一氧化碳(CO)、胆绿素和铁离子。CO是继一氧化氮(NO)之后发现的另一种具有重要生理作用的气体分子,具有调节血管张力、抑制血管平滑肌细胞增殖、抑制血小板聚集等效应;胆绿素和铁蛋白具有抗氧化和细胞保护作用。具有可诱导性的HO-1在心血管疾病尤其是在动脉粥样硬化及血管成形术后再狭窄中有重要的病理生理意义。HO-1的调控可能成为动脉粥样硬化防治的新手段。     

血红素是红细胞中必要辅基及关键调控者

血红素不但能作为血红素蛋白的重要辅基参与细胞电子传递、送氧、酶作用等重要生理活动,而且是红细胞稳态及分化的关键调控者.本综述主要从3个方面小结了红细胞中血红素的研究进展.首先,在血红素生物合成方面,介绍了血红素生物合成过程、其起始及中间产物的跨膜运输及调控机制的研究现状.其次,重点阐述了血红素作为红细胞稳态及分化的调控者对红系特异基因的转录调控、mRNA稳定性及翻译、蛋白稳定性、miRNA加工合成等过程的调控机制.最后,简单总结了血红素的合成异常导致的疾病及可能的治疗策略.总之,红细胞稳态的维持需要协调平衡血红素合成,蛋白(尤其是珠蛋白)产生以及铁代谢等生物过程,对它们调控关系的阐明有助于深入了解红细胞分化的调控机制,同时也对红细胞相关疾病的研究及治疗有指导意义.     

醌血红素蛋白的电子传递

醌蛋白是以吡咯喹啉醌（PQQ）及其结构类似物为辅酶的一类氧化还原酶。醌血红素蛋白是以PQQ和一个或多个血红素作为辅助因子的醌蛋白,包括醌血红素蛋白醇脱氢酶和醌血红素蛋白胺脱氢酶。简要综述了醌血红素蛋白的结构特点,在分子内从PQQ到血红素的电子传递,以及醌血红素蛋白与蛋白之间的分子间的电子传递。     

碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)相关结合蛋白

有四种不同类型的细胞表面或细胞外基质中的蛋白质分子在结合碱性成纤维细胞生长因子 (bFGF)、辅助其发挥生物功能活性方面起着重要的作用。它们是 :(1)细胞膜上的具有酪氨酸激酶活性的FGF受体家族 (FGFRs) ;(2 )细胞外基质中的硫酸乙酰肝素蛋白多糖家族 (HSPGs) ;(3)细胞内富含半胱氨酸的FGF受体 (CFR) ;(4)分泌型的FGF结合蛋白 (FGF BP)。本文试图从它们在bFGF生物功能发挥中可能起到的作用对它们进行简单综述。     

研发动态

正上海生科院揭示青蒿素抑制癌细胞生长的分子机制中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所近日在ACS Chemical Biology(《美国化学会化学生物学杂志》)在线发表研究论文,揭示了青蒿素独特的过氧桥键结构被亚铁血红素激活并共价修饰相关蛋白的分子机制。从药用植物黄花蒿中分离得到的青蒿素以其独特的分子结构不仅长期     

葛仙米血红素氧合酶基因Ns-HO1异源表达及其蛋白结构模拟

为明确葛仙米(Nostoc sphaeroides)中血红素氧合酶(Heme oxygenase, HO)基因编码蛋白的分子进化地位和高级结构, 克隆该基因并进行原核细胞表达, 氨基酸序列比对与分子进化分析和Swiss-model高级结构模拟。结果显示: 葛仙米血红素氧合酶基因Ns-HO1密码区全长为678 bp, 预编码一含225个氨基酸的蛋白质; Ns-HO1与同源蛋白氨基酸相似性达90.3%, 存在少部分位点替换突变, 但底物血红素的预结合位点(如Arg10和Tyr125)及金属离子结合位点(His17)等关键位点的氨基酸保持稳定。 构建表达载体, 葛仙米Ns-HO1在大肠杆菌中成功诱导表达, SDS-PAGE检测目的蛋白大小近26.0 kD; 分子进化树分析显示Ns-HO1与普通念珠藻、发状念珠藻中同源蛋白聚类于同一分支, 并与点状念珠藻中同源蛋白具有共同祖先。Ns-HO1蛋白多肽链形成8个主要α-螺旋,其中N和C末端的两个α-螺旋与第四螺旋共同为Ns-HO1高级结构提供底面支撑, 其他螺旋围绕该底面进一步延展并充填其中, 形成Ns-HO1分子的类夹心式结构。在高级结构中, 含血红素预结合位点氨基酸的几个螺旋(第一、 五和七螺旋)位于Ns-HO1分子外围, 这些分支螺旋为形成Ns-HO1夹心空间以利于底物血红素锚定和产物及时释放提供了条件。总之, 研究为深入了解与运用葛仙米血红素氧合酶基因的生物学功能和资源提供了基础。     

瘦蛋白调控小型哺乳动物产热的分子机制

瘦蛋白(leptin)是由脂肪细胞分泌的、肥胖基因编码的蛋白类激素,其在哺乳动物的体重调节和适应性产热中有重要作用。解偶联蛋白(uncoupling protein,UCP)是动物体内具有解偶联作用的一类蛋白质。UCP-1是分布于褐色脂肪组织(brown adipose tissue,BAT)线粒体内膜上的标志蛋白,其在冷适应和食物资源缺乏等条件下的产热作用已得到印证。UCP-2和UCP-3的生物学功能仍存在争论。瘦蛋白可以通过诱导UCP的表达来促进产热．瘦蛋白诱导UCP表达的机制有二：(1)瘦蛋白通过与下丘脑神经肽Y的拮抗作用诱导UCP的表达;(2)瘦蛋白以交感神经系统为媒介诱导UCP的表达。瘦蛋白诱导UCP-1的表达是调节BAT产热的主要途径。了解瘦蛋白与UCP在产热中的作用对于我们了解动物产热的分子机制和其对低温、营养缺乏等条件下的生理生态适应机制具有重要意义。     

醌蛋白研究进展

醌蛋白又称醌酶,是一类以吡咯喹啉醌(PQQ)或其结构类似物(TTQ、TPQ或LTQ)为辅助因子的氧化还原酶。以PQQ为辅酶的醌蛋白是其中最重要的一类醌蛋白。按其在氧化还原反应过程中包含辅酶的种类和数量可以分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型等3种型别。Ⅰ型醌蛋白是一类简单的醌蛋白,只含有1分子的PQQ作为辅酶;而Ⅱ型和Ⅲ型醌蛋白含有PQQ和血红素c作为辅酶。Ⅱ型醌蛋白包含1分子PQQ和1分子血红素c,广泛存在于假单胞菌属、丛毛单胞菌属细菌的胞外周质中,参与催化反应过程。Ⅲ型醌蛋白仅存在于醋酸菌属细菌的细胞膜上,由3个亚基组成,即含有1个PQQ/血红素的催化亚单位、1个含有3个血红素c的亚单位和1个不含辅酶的功能未知的亚单位。综述了几种主要醌蛋白的结构、催化机制、电子传递,以及它们的应用情况。     

细胞色素P450基因的命名及其基因表达的调控

<正> 作者于1990年对细胞色素P450的分子特征和光谱特征、P450的多样性、诱导性及其分子机理、以及P450在昆虫的适应性和抗药性中的作用作了介绍。如前二文所述,在动物、植物、微生物等生物体内都存在着许多种不同的细胞色素P450(以下简称P450)。这些含血红素的蛋白能催化许多种不同亲脂底物的加单氧反应,其氧化产物可能成为无毒物质,     

细菌血红素降解蛋白结构特点及作用机制

铁离子是几乎所有生物包括细菌生存必需的营养元素. 在宿主体内,绝大多数的铁离子均以血红素的形式存在于各种血红素结合蛋白,如血红蛋白、肌红蛋白等. 当致病菌感染宿主后,血红素将成为某些致病菌主要的铁离子来源. 致病菌编码血红素转运系统,并利用该系统将血红素转运至胞浆,在胞浆血红素被细菌的血红素降解蛋白降解,释放铁离子供细菌利用. 在致病菌中,目前至少有两种血红素降解酶被发现和鉴定. 第一种为经典的血红素氧化酶(heme oxygenase, HO),它催化血红素氧化形成胆绿素、一氧化碳(CO)和Fe2+;第二种非经典降解酶,包括金黄色葡萄球菌的IsdG/IsdI蛋白及其同系物MhuD蛋白,催化血红素分别产生staphylobilin和mycobilin. 另外,部分细菌内存在其它血红素降解因子,其与前两种血红素降解酶无结构同源性,但在血红素降解实验中可产生胆绿素(biliverdin)或CO,因而被鉴定为“血红素降解蛋白”. 对细菌血红素降解蛋白分子结构解析及作用机制的深入理解,将有助于新的血红素降解蛋白的发现和鉴定.     

植物体内Ca2+,pH,ROS活体荧光探针成像研究进展

细胞内信号分子Ca2+与活性氧(ROS)以及细胞pH,是参与细胞多种生理和发育过程调节的关键因子。这些信号分子或细胞化学势之所以在如此众多方面起作用,是因为它们在生物体内从细胞到器官水平上、从数秒到数小时一直是在时空动态变化着的。恰到好处的是,荧光素感受器可以稳定地对细胞内Ca2+,pH与活性氧(ROS)活体原位实时定量。可视化的荧光细胞探针可分为两类:(a)直接染色;(b)基于绿色荧光蛋由基因编码的感受器。绿色荧光蛋白探针可在亚细胞水平上对目标蛋白准确定位,为得到细胞信号高分辨图提供可能。     

肌红蛋白与H2S反应的结构功能学研究

近年来,内源性H_2S作为第3种被发现的新型气体信号分子,其生理学作用逐渐受到研究者的重视.在哺乳动物体内,H_2S与血红素蛋白的结合有两种方式,一种是H_2S直接键合血红素中心Fe形成Fe-H_2S复合物;另一种则是H_2S修饰血红素卟啉环,形成硫代血红素结构.我们选用肌红蛋白(myoglobin,Mb)作为研究对象,通过点突变技术改变了血红素活性中心结构,结合紫外-可见光谱学以及X-射线晶体学,研究了H_2S与不同突变型Mb反应后的光谱和结构变化.结果显示:血红素中心近、远端腔微环境的变化,如腔体极性、氢键数目、氢键位置等因素直接影响蛋白质与H_2S的结合,以及硫代血红素(sulfheme)的形成.这些结果为研究血红素蛋白参与内源性H_2S代谢机理提供了重要的实验数据.     

第三届国际消化道激素会议情况报道

第三届国际消化道激素会议于1980年9月14日至18日在英国著名的大学城——剑桥召开。参加会议的代表来自世界许多国家约500余人。会议以评选委员会对论文评分采取的方式共接受论文248篇,其中67篇在大会上宣读,其余则以墙报形式张贴在会议厅中。全部论文均已以摘要形式刊登在《调节肽》(Regu-latory Peptides)杂志1980年9月的增刊中。这次会议的特点之一是规模大,内容广泛。包括消化道内20多种新老激素的形态、机能、化学及临床等方面的研究成果,反映了目前国际上在这一领域内研究工作的动态。内容主要有以下几个方面:(1)胃肠道内分泌细胞的胚胎发生、亚细胞定位;(2)同一种激素在体内存在的不同分子形式及其生理意义。如胃泌素,现已知至少以6种大小不同的分子形式存在于血液与组织中。在不同的病理情况下含量的比例有所不同;(3)激素或肽类的生理作用,特别是那些既存在于消化道,又存在于神经组织中的肽类的生理意义,以及它们在神经系统中传递的通路;(4)各种激素之间的相互作用;(5)肽类激素的受体,如 CCK 和     

革兰氏阴性菌血红素载体蛋白Hemophore的结构及作用机制

血红素作为宿主体内最丰富的铁离子来源,是致病菌营养竞争的主要目标,尤其对于血红素自身合成途径部分丧失的细菌。革兰氏阴性菌血红素转运系统由血红素载体蛋白(Hemophore)、外膜血红素受体、TonB-ExbB-ExbD复合物、ABC转运体等组成。Hemophore是存在于细菌细胞膜上或分泌到胞外环境中的一种蛋白。它能从宿主血红素结合蛋白中捕获血红素并将其传递给外膜受体。目前,在不同革兰氏阴性菌中已发现3种类型的Hemophore,分别是HasA、HxuA和HmuY型。本文将详细描述这3种Hemophore捕获血红素及与外膜受体相互作用的机制,以期为进一步研究其他细菌血红素载体蛋白的功能及作用机制奠定基础。     

血红素加氧酶同工酶的结构与功能

血红素加氧酶(Hemeoxygenase,HO)是一种膜结合蛋白,哺乳动物体内共发现3种同工酶,HO 1、HO 2和HO 3.HO能催化血红素降解生成α 胆绿素,铁离子和CO.这些产物都有着重要的生理作用.对HO的结构和功能研究有助于人们正确认识其催化机理和生理意义.因此从HO的催化作用、HO同工酶、HO同工酶的活性部位及HO催化的区域选择性方面作一综述.     

细胞红蛋白在缺氧性脑损伤中的研究进展

细胞红蛋白(CYGB)是2002年德国科学家Burmester在小鼠和人体内发现的第四种携氧球蛋白,与肌红蛋白(MB),血红蛋白(HB),脑红蛋白(NGB)属于同一家族,是血红素蛋白家族的新成员.它广泛分布于各个组织器官,跟其他携氧蛋白一样具有携氧,贮氧,氧感受器的功能.研究发现其在脑特定区域神经细胞的细胞质和细胞核都有分布,能够受脑缺氧的诱导,体内、外实验均表明其在缺氧情况下表达上调,能增加脑组织对缺氧的耐受能力,抵抗氧化应激所致损伤.缺氧所导致的脑损伤发生率很高,而且此类脑损伤严重影响了人类的健康和生活.所以,对细胞红蛋白进行深入的研究和探讨对于缺氧缺血性脑病,脑卒中,脑肿瘤等缺氧性脑疾病的预防和治疗有重大意义.此综述,通过概括细胞红蛋白的结构,脑内的分布,对缺氧的反应等说明其对缺氧性脑损伤潜在的保护作用.     

紫色非硫光合细菌Rhodopseudomonas capsulata铁氧还蛋白的分离纯化

采用超声破碎,Triton X-100处理,30％丙酮提取,经三次DEAE-52纤维素离子交换柱层析分离纯化,我们第一次从紫色非硫光合细菌Rps.capsulata N-3菌株中,获得聚丙烯酰胺凝胶电泳纯的铁氧还蛋白(Ferredoxin)及其结晶。吸收光谱的峰值位于275舳,375nm;在450 nm、480 nm处各有较小的吸收峰。特征吸收峰比A375nm/A275nm=0.74。凝胶过滤测定它的分子量为9,000道尔顿;每分子含有8个非血红素铁和等数量的酸性不稳定硫。铁氧还蛋白能被连二亚硫酸钠化学还原,氢气和氢酶构成的酶体系还原,亦能作为电子传递载体参与菠菜叶绿体催化的DCPIPH_2→铁氧还蛋白→NADP~ 光还原。     

分子氢在鱼腥蓝藻Anabaena 7120固氮活性受氧损伤中的保护作用

分子氢在一定程度上可以消除氧对蓝藻固氮活性的损伤而起一种保护作用。氧对蓝藻固氮活性的损伤主要在固氮反应初期,且是不可逆的。分子氢的保护作用也在反应初期,分子氢过迟加入,其保护作用就会受到削弱或消失,其最大保护作用是在与氧同时加入之时。分子氢的保护作用和生理条件有一定联系。年老的蓝藻中,分子氢支持的固氮活性对氧敏感小些。温度、CO_2、氮气和一系列抑制剂都只影响固氮活性的高低,并不改变分子氢的有益行为。蓝藻经乙炔预处理导致氢酶受抑时,分子氢对固氮活性受氧损伤时的保护作用即受到削弱或消失。     

生物体内卟啉化合物的结构特点与功能

卟啉化合物在生物体的多种生理机能中起着非常重要的作用,它们种类繁多,功能各异,同时由于分子结构都具有相同的卟啉环,故此在物理、化学属性方面又有一定的共性。文章对卟啉化合物的共性以及血红素、叶绿素的生物化学和生物物理学特性,存在形式和生理功能进行了概述。     

细胞色素c_3——生物体内的电子载体

五十年代初人们才认识到c型细胞色素不仅存在于好氧生物体内,也存在于光合细菌中。1954年Posgate和Ishimoto几乎同时在各自的实验室内,从硫酸盐还原细菌中(Desulfo-vibrio)获得一类新型细胞色素c,称之为细胞色素c_3,它与线粒体细胞色素c相比,具有以下显著特征:1)有较低的标准氧化还原电位,通常在-210mV左右;2)每分子细胞色素c_3至少含有两个血红素。随着研究的深入,人们相继在光合细菌和蓝绿细菌中也发现细胞色素c_3的存在,它的结构与细胞色素c有很大不同,在生理电子传递链上也行使不同的功能,特