G蛋白偶联受体研究进展

G蛋白偶联受体(Gprotein-coupled receptors,GPCRs)是具有7个跨膜螺旋的蛋白质受体,是人体内最大的蛋白质家族。按GPCRs一级结构的同源性,主要分为A、B、C三族;按氨基酸序列的相似性以及与配基的结合情况GPCRs可以分为5个亚家族。本文就GPCRs的结构、分类、GPCRs的二聚化以及其固有活性等方面做了一些介绍。     

解析蛋白质结构,助力新药研发 以艾滋病、心脏病、糖尿病等重要疾病为目标

<正>G蛋白偶联受体(GPCR)是人体内最大的受体蛋白家族,在细胞的信号传导中发挥着关键作用,与多种疾病息息相关。很多药物正是通过与G蛋白偶联受体相互作用而发挥功能的。在短短的6年时间里,中国科学院上海药物研究所吴蓓丽研究员与团队成员成功解析了8种与传染性疾病、心血管疾病、代谢性疾病相关的G蛋白偶联受体的结构,发现了多个药物结合位点,推动了新药的研发,并因此获得了陈嘉庚青年科学奖。     

GPR50生物学功能研究进展

G蛋白偶联受体50(G protein-coupled receptor, GPR50)是属于G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors, GPCRs)超级家族的一类跨膜蛋白,与Mel1c受体同源,介导跨膜转运和信号传递,在神经系统发育、能量代谢调节及糖皮质激素受体信号等多种生理活动中发挥重要作用,同时也是阿尔茨海默病、肝癌等疾病的潜在生物学标志物,阐明GPR50的生理功能有助于为相关疾病治疗的进展、预后和发展提供可能方向.近年来,随着GPR50潜在作用不断被发现,其涉及的生理功能也不断被拓宽.详细介绍了GPR50的分子结构特征,总结了近年来GPR50的生物学功能研究进展,为GPR50的进一步研究提供参考.     

HMM用于G蛋白偶联受体超家族的识别

采用了一种HMM(隐马尔可夫模型 )的方法用于G蛋白偶联受体超家族层次各类别之间进行识别 ,具体考虑了ACDE与B类超家族 ,以及BCDE与A类超家族的分辨 ,取得了不错的效果 ,类之间的识别准确率可以达到10 0 % .研究过程中 ,考虑了G蛋白偶联受体一级结构信息和数据自身特性 ,合理地利用了G蛋白偶联受体一级结构序列的不等长特性 ,同时在模型的预测方面采用了双模型的预测机制 .     

FZD蛋白家族的起源与演化分析

FZD(Frizzled)蛋白家族是Wnt信号通路的跨膜受体,在动物发育过程中起着非常关键的作用.通过对不同物种(从单细胞动物到哺乳动物)基因组中FZD家族基因的检索,发现FZD蛋白家族起源于早期的、与海绵动物具有共同祖先的后生动物.进化分析结果表明,FZD蛋白家族分为4个亚家族:FZD1/2/3/4/6/7亚家族、FZD5/8亚家族、FZD4亚家族和FZD9/10亚家族;不同亚家族之间的motif组成不同,但在C端都含有一个保守的KTXXXW motif.进化速率分析结果表明,尽管FZD蛋白家族成员在演化过程中受到较强的纯化选择,但是在其基因发生复制或motif组成变化的分支上仍有正选择的作用.该结果可为进一步理解FZD蛋白家族的起源与演化动态提供一定的参考.     

凋亡抑制蛋白XIAP研究进展

X连锁凋亡抑制蛋白(XIAP)是哺乳动物中具有抑制细胞凋亡作用的蛋白,是IAPs家族的一员.XIAP通过杆状病毒IAP重复序列(BIR)直接与起始以及效应caspases结合,抑制了细胞凋亡的线粒体途径,也可以通过NF-κB途径抑制细胞表面受体介导的凋亡.XIAP具有不同于Bcl-2的作用机制,是IAPs家族中最具有抑制活性的一个.XIAP的作用受到线粒体释放的蛋白Smac的拮抗,以及受到自身具有泛素连接酶E3活性的RING指结构域的调节.阐述XIAP抑制caspase以及Smac等拮抗XIAP的机理对于治疗肿瘤以及过度凋亡疾病具有重要的意义.     

昆虫周缘神经系统感受化学信息的分子机制研究进展

自20世纪80年代以来,昆虫感受化学信息的机制研究进展十分迅速.气味分子结合蛋白和嗅觉受体蛋白两大类家族蛋白的发现,是昆虫感受化学信息分子机制研究的里程碑.近年来在这两大类蛋白的类型、多态性、结合特征、蛋白晶体结构、表达特点、基因缺失与电生理和行为的关系等不同方面进行了大量的工作,从而为明确这两类蛋白的生理功能及其在气味分子编码机制中的作用奠定了基础.目前已基本明确了气味分子结合蛋白主要具有接受化学信息的功能,课题组经过大量的研究发现该类蛋白还有将信号放大的功能.而嗅觉受体蛋白可以与气味分子发生作用,激活G蛋白,再作用于效应器,使得离子通道打开,产生相应电位,而将信号传出.昆虫对化学信息的分子编码机制问题的研究突破将为包括人类在内的脊椎动物感受化学信息的分子机制的研究提供有益的参考.     

植物小G蛋白研究进展

小G蛋白是和异三聚体G蛋白α亚基偶联的单体鸟苷酸结合蛋白,所有的小G蛋白从属于Ras超家族．植物小G蛋白超家族尤其是ROP家族在信号转导及生长发育中起了重要的“分子开关”作用,它们参与调控花粉管的伸长、根毛的发育及激素信号转导等过程．主要介绍了小G蛋白的种类、调节机制、ROP家族的功能及靶物,旨在揭示植物小G蛋白功能的多样性．     

真菌Rab蛋白功能的研究进展

Rab家族蛋白是小G蛋白Ras超家族最大的亚家族,不同Rab家族蛋白定位在特定的细胞内膜上.研究结果表明,作为真核生物细胞中各细胞器之间囊泡运输的分子开关,Rab蛋白通过其上游的调节子蛋白和下游的效应子蛋白调控着细胞内囊泡的形成和运输,调节生物体内各种蛋白在细胞内外的运输和分配,在真菌的生长发育和致病过程中起到关键作用.     

酵母双杂交泛素系统分析CLV1/2/3间的相互作用

CLAVATA(CLV)家族在拟南芥茎顶端分生区干细胞增殖与分化平衡的调节中发挥至关重要的作用.CLV基因家族编码受体蛋白激酶CLV1、受体样蛋白CLV2和细胞外多肽信号配基CLV3,前期研究表明,CLV1和CLV2可能以复合体形式接收并向胞内传递CLV3的信号,而受体激酶CORYNE(CRN)参与CLV3信号转导途径,可能和CLV2相互作用组成二聚体与CLV1形成平行独立的通路来应答CLV3信号.采用酵母双杂交泛素分裂系统研究了CLV家族蛋白之间的相互作用,研究结果表明CLV1的胞外域与CLV3和CLV2分别存在相互作用,这进一步为CLV家族受体-配体复合体的形成提供了证据.     

G蛋白与细胞信号转导

该文主要阐述了G蛋白结构、偶联受体、下游效应器以及蛋白信号转导的有效途径,并且说明了在进行植物细胞信号转导的过程中,植物细胞G蛋白具有非常重要的作用。     

百日咳毒素与霍乱毒素对乙酰胆碱诱导气孔运动的影响

在动物细胞中神经递质乙酰胆碱与其受体结合后,通过G蛋白的偶联传递信号.在植物中,乙酰胆碱也普遍存在并参与调节许多生理过程.乙酰胆碱及其受体参与了气孔运动的调节,G蛋白的激活剂霍乱毒素与抑制剂百日咳毒素影响乙酰胆碱诱导的气孔开放,而且仅在含Ca 2+ 的介质中才能起作用;同时用Ca 2+ 荧光探针Fluo-3检测保卫细胞胞质Ca 2+ 动态变化,表明乙酰胆碱的胞内信号转导中有Ca 2+ 的参与.由此推测在毒蕈碱型乙酰胆碱受体介导乙酰胆碱诱导的气孔运动中,可能存在与G蛋白偶联的信号转导.     

禾谷炭疽菌中候选G蛋白偶联受体蛋白的找寻

G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor,GPCR)是生物中一类具有典型七跨膜结构域的重要细胞表面受体,对细胞信号转导过程具有重要作用.禾谷炭疽菌严重危害着玉米、高粱等禾本科植物的产业发展,然而,对于该菌中GPCR蛋白数量及功能尚未有系统性报道.基于典型GPCR蛋白序列所具有的七跨膜保守结构...     

小鼠大脑皮层中ADAM17表达的降低对神经元前体细胞外向迁移的抑制作用

在发育过程中神经元前体细胞的外向迁移对于大脑皮层的多层结构建立有着重要作用.金属蛋白酶家族的成员ADAM17（A Disintegrin And Metalloprotease 17）对于多种膜蛋白的成熟释放有着重要作用,包括多个表皮生长因子受体的配体以及Notch等蛋白.这些底物中有多个对神经干细胞的增殖、分化、迁移...     

SUN-domain蛋白家族在植物中的研究进展

SUN-domain蛋白家族是植物细胞膜上核骨架与细胞骨架连接复合体(LINC)的重要组成成分,在细胞核的形态、定位和迁移以及染色体移动和配对的过程中均发挥着重要作用.由于功能域在编码基因中所在位置不同,SUN-domain蛋白家族可以分为羧基端SUN-domain蛋白(Cter-SUN)亚家族和中间SUN-domain蛋白(Mid-SUN)亚家族. Cter-SUN蛋白定位于内核膜上,而Mid-SUN蛋白在核周质、内质网上均有出现.受基因复制事件和选择性剪切事件的影响,SUN-domain蛋白家族在不同植物中的成员数目和功能作用也存在一定的差异.从系统进化上来看,SUN-domain蛋白家族的起源古老,可能出现在单细胞生物进化为多细胞生物之前.根据目前对植物SUN-domain蛋白的理解,文章阶段性总结了该蛋白家族在植物各主要类群中的成员组成、编码基因的特点和表达模式以及各蛋白的功能特性等方面的研究进展,为深入理解该蛋白家族在植物进化中的作用奠定了基础.     

水稻DUF642家族基因的鉴定及在非生物逆境中的表达分析

DUF(domain of unknown function)家族,是指含有未知功能域的蛋白质家族,在植物生命活动中发挥着重要的调控作用. DUF642是其中一个高度保守的植物特异性的未知细胞壁相关蛋白家族,参与调控植物的生长发育以及逆境响应.在水稻全基因组内对DUF642家族成员进行了鉴定,并对其染色体定位、进化关系、基因结构、蛋白结构和启动子顺式作用元件等进行了系统的分析.结果显示,水稻DUF642基因家族有6个成员,分布在1号、3号、4号、7号染色体上.系统发育进化树分析可将6个水稻DUF642蛋白分为3个亚组,基因结构和蛋白结构保守基序分析都表明水稻DUF642家族成员在进化上具有较高的保守性.启动子顺式作用元件预测以及非生物逆境诱导表达模式分析表明,OsDUF642家族基因在水稻响应非生物逆境胁迫中具有重要作用.以上结果加深了对植物DUF642基因家族的认识,并为进一步阐明OsDUF642基因家族成员在水稻抵御非生物逆境中的生物学功能提供了参考依据.     

NSD家族组蛋白赖氨酸转移酶分子机制研究的新进展

人源NSD家族蛋白由NSD1、NSD2和NSD3等3个成员组成,都是组蛋白H3第36位赖氨酸(H3K36)的二甲基转移酶.NSD家族蛋白在真核生物中非常保守,参与多种重要的生理功能,例如NSD3调控神经嵴细胞的基因表达[1].NSD家族蛋白被人们关注的另一个重要原因是该家族蛋白与人类的多种癌症密切相关,例如NSD2又被称为MMSET,与多发性骨髓瘤相关[1].但是,目前尚未研发出靶向NSD家族蛋白的特效药.NSD家族蛋白的催化结构域在没有底物的时候形成一种自抑制的构象[2],即自身的一段序列结合在底物相应结合的位置而抑制了酶的催化活性.此外,合成的小肽底物并不能激活NSD家族蛋白的催化活性,只有核小体底物存在时,NSD蛋白才能被激活,并特异催化核小体H3K36位点的二甲基化修饰[3].但是NSD蛋白对核小体底物的倾向性以及激活的分子机制并不清楚.     

杨树LEA基因家族全基因组鉴定及表达分析

从杨树基因组中鉴定LEA蛋白家族成员,并分析基因在杨树各组织以及在种子形成、吸涨及萌发过程中的表达情况.从NCBI下载拟南芥、水稻以及大豆等植物的LEA蛋白家族成员,通过blastP程序从杨树基因组中鉴定出候选基因,并采用pfam程序进行进一步筛选获得杨树LEA蛋白基因,最后通过芯片以及EST数据分析基因的表达量.通过对杨树LEA蛋白基因家族在全基因组水平上的搜索,确定了杨树LEA蛋白家族8个亚家族,共87个成员,发现在花中有16个基因高量表达,且其中8个基因具有很高的组织特异性.在吸涨种子中,PtLEA1.1和PtLEA3.1有高量的表达,LEAⅣ,LEAⅤ,LEAⅥ及SMP亚家族成员都具有特异的表达.12个基因在萌发种子中有高量的表达,其中4个基因特异表达,5个基因在种子萌发过程中可能受到光照的影响.此外,3个基因在成熟叶片中出现了下调表达,8个基因在根中具有高量表达,3个基因的高量表达在木质部中被发现.杨树LEA蛋白不同亚家族成员可能参与了植物种子的生长发育、种子的萌发及对胁迫的响应等多种生理功能.     

sFcγRⅡb蛋白结合肽的筛选与鉴定

FcγRⅡb是免疫球蛋白G受体( FcγR)中唯一的抑制型受体,在免疫反应的负性调节方面发挥重要作用.为了筛选sFcγRⅡb的蛋白结合肽,以重组sFcγRⅡb蛋白为靶分子,采用噬菌体肽库展示技术对sFcγRⅡb结合肽进行筛选.利用ELISA鉴定每轮洗脱噬菌体与sFcγRⅡb蛋白亲和力,经过4轮筛选,挑取40个噬菌体克隆进行序列测定,获得28种不同的12肽序列.经ELISA法鉴定噬菌体与sFcγRⅡb蛋白结合活性,得到sFcγRⅡb蛋白高特异性、高亲和力结合肽FHKMPWYMSMYY,为进一步研究FcγRⅡb的作用机制和探索结合肽的功能提供实验基础.