抗维拉帕米的多药抗性细胞系HL-60/VRP

癌细胞的药物抗性是癌症化疗的主要障碍之一,药物抗性的机制极为复杂.单一药物选择培养的哺乳动物肿瘤细胞,对多种不相关的抗肿瘤药物产生交叉抗性,这种多药抗性表型的主要特征是细胞内药物积累相对减少,和膜上表达150～170ku的糖蛋白(P-gp).P-gp能利用ATh水解释放的能量将进入细胞内的抗肿瘤药物泵出细胞外.1981年Tsuruol等发现钙离子通道阻断剂和钙调素桔抗剂能抑制抗癌药物外流.从此以后,出现了很多能克服抗药性的药物.现在认为这些药物一般都是与P-gp作用,抑制P-gp的外向运输功能.     

药用植物转录因子AP2/ERF研究与展望

药用植物作为中药和世界传统药物的主要来源,面临着资源稀缺和活性成分含量低等问题.通过转录水平调控发育相关基因及活性成分合成途径酶基因表达是实现定向、高效调节药用植物生长及活性成分合成的有效手段之一.因此,近年来转录因子调节药用植物发育及活性成分合成的研究备受关注.转录因子AP2/ERF家族是植物最大转录因子家族之一,家族成员均包含保守AP2结构域,根据结构域数量和识别序列不同,AP2/ERF家族被分为5个亚家族:AP2(APETALA2),ERF(ethylene-responsive factor),DREB(dehydration-responsive element binding proteins),RAV(related to ABI3/VP1)和Soloist.本文重点综述转录因子AP2/ERF调控药用植物活性成分生物合成、发育、胁迫响应的研究进展,阐述了转录因子AP2/ERF调控靶基因和自身受到调控的作用机制,同时总结转录因子AP2/ERF研究方法,提出组学和生物信息学方法成为分离、筛选转录因子,预测转录因子功能的强大工具,为分析、预测、验证药用植物AP2/ERF家族成员的功能和阐明AP2/ERF的调控机制提供理论基础和方法指导.转录因子AP2/ERF的功能研究及其作用机制的揭示将有助于利用代谢调控手段提高药用植物活性成分产量,有利于药用植物优良品种的培育,为满足人们对天然药物的需求奠定基础.     

果蝇3个新的小分子非编码RNA的鉴定

通过比较基因组和分子生物学方法分析了果蝇属中5种果蝇全基因组内含子区域的保守序列, 获得了3个新的非编码RNA基因. 其中一个为具有典型的box C/D家族保守元件及结构特征的核仁小分子RNA基因, 其功能序列可介导28S rRNA的C2673位点的核糖甲基化修饰. 另外两个为miRNA基因, 其转录序列可形成典型的miRNA前体茎环结构; 在果蝇发育的4个时期均可表达产生长度为23个核苷酸的成熟RNA分子. 结果还表明, 在长度为100~500 bp区间的黑腹果蝇基因内含子中存在396个多物种保守序列(MCIS), 这些序列除编码小分子RNA外, 还可能与影响基因转录或转录后加工的顺式元件有关.     

基于pathway谱对药物重定位的探讨

新药开发一直面临着高投入低产出的困境.药物重定位(drug repositioning)是解决这一问题的有效方法,因而成为现今药物研究的热点之一.目前流行的方法主要是基于药物小分子的相似性或关联性(化学结构、副作用、表达谱和小分子-蛋白作用关系等),预测药物的新功能.由于仅仅依赖药物-药物之间的关系,这些新功能限制在现有药物的功能空间之内.本研究中提出一种以疾病为导向,基于pathway谱的药物-疾病关联性评估方法来预测药物的新功能.考虑到药物在临床应用中除了作用于预先设定的主要治疗靶点以外,还能作用于其他一些额外的靶点,而这往往是产生副作用或是新的治疗功能的原因.该方法充分利用药物的已有靶点信息,认为药物通过作用于多条疾病相关蛋白影响的pathway,达到调节疾病的病理过程的目的.以2010年全球最热销的8个药做测试,美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration,FDA)批准的主治功能排在前10的位置,超过60%的预测功能可以得到文献的直接支持.它可以作为以往方法的有效补充,为药物的重定位以及毒副作用评估提供一种新的视角.     

揭示线粒体钙稳态调节新机制

正[本刊讯]中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所王以政研究组的最新研究成果"瞬时受体电位通道蛋白C3(TRPC3)参与调节线粒体摄取Ca~(2+)",揭示了线粒体摄取Ca~(2+)的新机制。论文在线发表于6月17日的Proceedings of the National Academyof Sciences of the United States of Americao线粒体是细胞的"能量工厂"。线粒体的钙稳态调节细胞的膜电势、ATP合成以及维持胞质中的钙离子水平。研究发现线粒体可从细胞质中摄取钙     

小分子蛋白酶抑制剂及多肽毒素的研究回顾

对以往小分子蛋白酶抑制剂及多肽毒素的研究成果作一历史性回顾, 重点介绍了Bowman-Birk家族的绿豆胰蛋白酶抑制剂, 对此抑制剂的Lys活性功能区作了解析. 它是双头抑制剂, 有两个功能区, 用蛋白与基因测序、基因表达、突变、肽段合成等手段证实, 其核心结构是一个由两个相连九元环组成的16肽, 与天然14环肽的向日葵抑制剂极类似. 另一深入研究的抑制剂是27肽的天花粉胰蛋白酶抑制剂, 属于南瓜族, 介绍了该家族的基因序列. 多肽毒素的研究包括蝎毒毒素及芋螺毒素. 本文介绍了多种东亚马氏钳蝎新的钾通道毒素, 有的是钙离子依赖的BK或SK钾通道毒素, 有的是电压门控毒素, 有的具有两个不同的功能区, 阐明了它们的构效关系. 表达的重组蝎氯毒素有望用于恶性胶质瘤的治疗. 芋螺毒素分子量小、序列多变、功能广泛, 有更好的应用前景. 从中国南海16种芋螺中纯化了50个结构新的芋螺毒素, 克隆了134个新基因; 确定了3个新超家族, 命名为V, Y, K超家族; 研究发现, 在某些芋螺毒素一级结构中有新的二硫键骨架和二硫键配对、独特的模板(motif)、氨基酸的D型化等; 分析了A超家族的基因组结构, 在内含子的3′端有一非常保守的序列, 可用作引物克隆更多新的芋螺毒素基因; 阐明了个别芋螺毒素的生理功能.     

植物NIP水通道蛋白的结构、功能和调控研究进展

类NOD26膜内在蛋白(nodulin 26-like intrinsic proteins, NIPs)又名根瘤素26-like内在蛋白、类根瘤菌26膜内在蛋白、类Nodulin26内在蛋白,是水通道蛋白(aquaporin protein, AQP)家族的亚家族之一. NIP由AqpN基因进化而来,广泛存在于植物体中,其对底物选择具有特异性,根据选择性过滤器(aromatic/arginine, ar/R区)的不同分为3个亚族. NIPs参与水分、尿素、甘油、硼、砷、硅等物质的吸收和转运,在维持植物生长过程中的水分平衡和渗透压及抵御逆境胁迫等方面发挥重要作用.近年来,有关NIPs对植物生长发育和逆境调控功能的研究越来越多.本文系统阐述了植物NIP家族的起源与进化、结构与分类、生物学功能及调控机制,并对目前NIP研究中存在的问题和未来的研究方向进行了讨论,为深入探究NIP家族在不同植物中的作用模式和遗传改良应用提供参考资料.     

细胞色素P450 配体通道的研究进展

细胞色素P450 (CYP)是一类含亚铁血红素的酶, 不但能催化内源性底物的生物合成和代谢, 而且对外源性化合物的代谢、激活以及降解毒性等起着重要作用. P450 也是人体内最主要的药物代谢酶, 能催化代谢约75%的临床药物. 已有的P450 酶晶体结构显示, 绝大多数酶呈现闭合的构象, 其催化活性位点位于血红素上方且深埋于蛋白质的中心, 没有明显的通道用于配体进出活性中心. 因此一个有趣而重要的问题是, 配体如何进出酶的活性中心达到被氧化或发生抑制作用? 近年来, 关于P450 酶配体通道的研究取得了显著进展. 本文重点综述了通道研究的实验方法及6 类P450 酶可能存在的通道和作用机制, 并对其未来的发展方向进行了展望.     

磷酸酰胺天然产物氮磷键的生物合成研究进展

磷酸酰胺天然产物是指生物体产生的含有氮磷键的小分子化合物.因其结构和细胞内磷酸化的生物小分子或羧酸小分子相似,它们竞争生物生命活动某些必需酶的功能,从而表现出各种各样的生物活性.目前已知的磷酸酰胺天然产物氮磷键生物合成机制可以分为3类:Mcc B蛋白催化类、APS腺苷酰基转移酶(adenylyl sulphate:ammonia adenylyltransferase,APSAT)催化类和丙酮酸磷酸二激酶(pyruvate phosphate dikinase,PPDK)同源蛋白催化类.本文就这3类氮磷键生物合成机制进行综述.     

G蛋白偶联受体的结构研究与药物研发

G蛋白偶联受体(G protein coupled receptors,GPCRs)是人体内最大的膜受体蛋白家族,具有保守的7次跨膜螺旋结构.GPCR可识别细胞外的各种信号分子,如激素、神经递质、离子、光、气味分子等,与之结合后发生构象改变,随后与细胞内的效应蛋白(包括G蛋白、GPCR激酶GRK和阻遏蛋白)相互作用,从而诱导各种细胞反应.作为分布最广泛的细胞表面蛋白,GPCR在所有重要的生理活动中发挥不可或缺的功能作用,是心血管疾病、神经系统疾病、炎症、代谢性疾病、癌症等多种疾病的重要药物靶点.美国食品药品监督管理局(FDA)批准的药物中约34%以GPCR为作用靶点,2011~2015年间,GPCR药物的销售份额占据全球上市药物的27%.近年来,GPCR的结构生物学研究取得了长足的发展,研究成果揭示了GPCR对配体识别和信号转导的分子机制,并为基于结构的药物研发提供了重要信息.本文详细介绍GPCR的结构研究与药物研发进展,并就GPCR结构和功能研究的未来发展方向提出建议.     

G蛋白偶联受体的共同激活机制

G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor, GPCR)构成人体中最庞大的膜蛋白家族，也是最重要的一类药物靶 标。随着GPCR结构解析技术的突破，目前已破解八十余个受体的400多个结构，揭示出GPCR复杂多样的配体结合模式和 跨膜信号转导机制。近年来，残基相互作用计算已实现对GPCR构象变化的精细描述，揭示出A家族GPCR存在共同的激活 机制。文章简要回顾GPCR激活机制研究的方法和创新点，并对A家族GPCR共同激活机制如何推动功能研究和药物研发进行展望。     

脑内LTCCs在药物成瘾形成过程中的调控机制

药物成瘾伴随中枢神经系统内钙离子通道数目及开放状态的适应性改变.大量证据表明,L型电压依赖性钙通道(LTCCs)可通过调节神经递质的释放、神经兴奋性、基因的转录及突触可塑性等过程调控成瘾行为.最新的研究还表明,LTCCs的不同亚型Ca_v1.2和Ca_v1.3对药物成瘾的调控分别依赖于D1及D2受体,且具有脑区及分子机制特异性.并且,Cav1.3的a亚基能够与内质网钙通道蛋白(Ry R2)的N末端氨基酸相互结合,促进胞内钙库Ca~(2+)的释放.此外,骨架蛋白激酶A锚定蛋白79/150(AKAP79/150)可将LTCCs锚定在突触膜上,从而调控成瘾药物诱导的突触可塑性改变.本文将重点讨论LTCCs在药物成瘾中发挥的调控作用及其潜在的细胞及分子机制.     

自噬在乙肝病毒引起的疾病中的功能

乙型肝炎病毒(hepatitis B virus, HBV)属于嗜肝DNA病毒科家族成员之一,全世界约有20亿人受到HBV感染,其中约3.5亿人是HBV携带者, HBV携带者中HBV长期低水平复制导致肝炎、肝硬化和肝细胞癌的发生.在这一过程中,越来越多的证据表明自噬扮演了重要角色.本文将从HBV在自噬不同阶段的作用,以及HBV引起的肝损伤和肝癌过程中自噬的功能这几个方面进行综述,以期为深入探索HBV病毒致病机制和筛选抗病毒的靶点、研发抗病毒药物提供有效的帮助.     

成蛋白: 一种新的细胞微丝骨架组装的调控因子

微丝骨架是真核细胞骨架的重要组成成分, 其动态结构在时空上受一系列肌动蛋白结合蛋白的调节. 近年来, 在众多的肌动蛋白结合蛋白中, 成蛋白(formin)家族蛋白受到了更多的关注, 因为它们可以利用细胞内普遍存在的、与前纤维蛋白结合的肌动蛋白库形成不分支的微丝骨架结构. 目前, 来源于不同生物的成蛋白家族成员已经得到大量报道, 对它们特性的认识亦愈加明确, 但是有一些问题尚待阐明. 本文综述了近年来关于成蛋白家族蛋白在结构、功能和成核机理方面的研究进展, 并且比较了该家族不同成员的理化特性, 以期为成蛋白的进一步深入研究提供更清晰的线索.     

转移消失蛋白研究进展

转移消失蛋白(missing in metastasis,MIM)是一种重要的胞内膜调控蛋白,属于inverse BAR(I-BAR)家族成员,能结合细胞膜并在细胞极化、运动和内吞作用等过程中发挥调节功能,其表达异常与多种疾病尤其是肿瘤发生或转移相关,在神经系统、循环系统和生殖泌尿系统中也有一定作用.MIM蛋白的生物学功能包括调节肌动蛋白细胞骨架、与皮动蛋白等其他蛋白相互作用、参与细胞信号通路调控、改变细胞膜形态并促进细胞极化等,在结构上表现出典型I-BAR家族成员特征,借助其N端的I-BAR区域自聚合形成二聚体,促使细胞膜形成伪足状突起,甚至可以调控人造磷脂囊泡,但二聚体的形成也可被靶向的多肽等抑制剂阻断.除作用于蛋白I-BAR,RPTP结合域的特异性多肽外,MIM也可被RNAi干涉,在肿瘤生物治疗领域具有开发潜力.本文回顾了MIM蛋白相关医学研究进展,综述了MIM蛋白已知的生物功能,分析了MIM蛋白靶向治疗及其他应用前景,并提出了可能的研究新方向、新思路.     

MFS超家族转运蛋白结构基础及转运机制

MFS(major facilitator superfamily)转运蛋白家族是目前已知的最大的膜转运蛋白家族之一.该家族膜转运蛋白广泛存在于整个生物界,其功能也与很多生命活动现象息息相关.作为膜转运蛋白,其基本功能是协助完成物质的跨膜转运.为了更好地理解MFS超家族蛋白如何实现物质的跨膜转运,科研人员致力于对其进行结构生物学研究.至今为止,总共有16个MFS超家族蛋白成员的结构得到解析.有限的结构信息可以提供一些线索,帮助我们理解跨膜物质转运的机制.本文除了介绍MFS超家族蛋白结构生物学和转运机制的研究进展外,还通过对已有结构和转运机制的介绍,实现对将来研究的展望.     

基于DNA G-四链体识别的抗肿瘤分子筛选及结构设计研究进展

以生物靶分子为基础进行抗肿瘤药物先导化合物的筛选是抗肿瘤药物研究的热点之一. DNA G-四链体结构的发现和现代分子生物学技术对其与癌症关系的揭示, 为目前抗肿瘤药物研发提供了一个新的契机. 能够诱导DNA形成G-四链体结构或者与G-四链体特异性结合并使之稳定的化合物有望抑制肿瘤细胞的生长, 从而达到抗癌的作用. 以G-四链体为抗癌药物作用靶点对化合物进行筛选和结构设计是目前化学家和生物学家的关注点. 本文旨在针对靶向G-四链体的抗肿瘤分子筛选、结构设计以及抗肿瘤药物开发三个方面的最新研究进展进行综述. 首先, 介绍两种基于G-四链体对其配体结构特异性识别而对化合物进行结构筛选的研究方法: 基于核磁共振进行抗肿瘤化合物筛选方法以及计算机虚拟筛选. 其次, 从化合物与G-四链体之间静电相互作用方面来进行G-四链体配体的结构设计, 主要包括以下4种类型: (1) 原位胺的质子化; (2) 通过杂环芳香族化合物上的N-甲基化; (3) 中心金属离子的存在; (4) 不带电荷的化合物. 最后, 对目前基于G-四链体为抗肿瘤作用靶点、已经走向临床实验的CX-3543, AS1411两个抗肿瘤药物的开发与作用机制进行介绍.     

对中药双向调节作用机制的认识

笔者曾对中药双向调节的药物因素(拮抗性成份、配伍、剂量、炮炙)作了探讨,并提出了“趋中型双向调节”和“偏离型双向调节”两个概念。本文在此基础上探讨了中药双向作用的机体因素,认为机体自身的双向功能结构是中药双向作用的根本机制。生理上的两极波动和病理性偏盛偏衰是中药双向作用的前提。根据药物对靶器官生理功能和病理改变趋势的影响,提出“顺势双向调节”“逆势双向调节”“顺逆混合势双向调节”三个概念。