抗增殖蛋白与糖代谢和脂肪代谢关系的研究进展

抗增殖蛋白(又称Prohibitin,PHB)作为一种在进化上高度保守的蛋白,广泛分布于细菌、酵母、果蝇、原虫及哺乳类多种生物细胞中。抗增殖蛋白具有功能多样性,主要由核基因编码,定位于线粒体内膜、细胞核、细胞膜和基质中。由于其在线粒体上的特殊定位、结构和功能,已引起广泛关注。近年来,在与线粒体功能相关的研究中开始逐渐成为新的热点,包括维持线粒体形态功能,参与调解线粒体能量代谢等。针对抗增殖蛋白与线粒体的相关研究,阐述其在线粒体糖代谢和脂肪代谢中的重要作用,进一步说明抗增殖蛋白与能量代谢的关系。     

抗增殖蛋白在线粒体中生物学功能的研究进展

抗增殖蛋白(又称Prohibitin,PHB)是一种在进化上高度保守的蛋白,广泛分布于细菌、酵母、果蝇、原虫及哺乳类动物的多种生物细胞中,主要定位于细胞膜、线粒体内膜、细胞核中。由于其在线粒体上的特殊定位、结构和功能,近年来在线粒体中与功能相关的研究中逐渐成为热点,包括调控线粒体形态学变化、细胞能量代谢等。基于抗增殖蛋白在线粒体中的生物学意义,通过对基因结构、定位和功能的分析,系统阐述了其在线粒体中的重要作用,并对应用前景做出了展望。     

抗增殖蛋白的生物学功能及在线粒体疾病发病中的作用机制

抗增殖蛋白是一种在进化过程中高度保守的蛋白,其广泛分布于细菌、果蝇、酵母、原虫及哺乳类动物的多种生物细胞中,具有明显的抗增殖作用。抗增殖蛋白具有多种生物学功能,是细胞核内重要的转录调控因子,起到负调节细胞周期的作用,主要定位于细胞膜、线粒体内膜和细胞核中。鉴于抗增殖蛋白在线粒体中的特殊生物学功能研究,通过对线粒体疾病发病原理的科学分析,系统阐述了其生物学功能和在一些线粒体疾病中起到的重要作用。     

粟酒裂殖酵母Atp10在线粒体中的功能研究

线粒体是真核细胞中的动力工厂,细胞生命活动所需能量大多来自于线粒体氧化磷酸化.粟酒裂殖酵母是真核生物研究的模式生物.本研究借助基因敲除方法获得atp10基因缺失菌株Δatp10,在以甘油和半乳糖为唯一碳源的非发酵型培养基中,Δatp10的生长出现缺陷.利用生物信息学分析,Atp10在N端含有32个氨基酸残基组成的线粒体定位序列,GFP绿色荧光观察Atp10蛋白定位在线粒体中;Western blotting检测显示,Atp10缺失导致线粒体相关蛋白的表达几乎丧失,影响线粒体呼吸链复合体的组装.综上所述,Atp10是一个与线粒体功能密切相关的蛋白,是线粒体呼吸链正常发挥功能所必须的蛋白.     

真核生物DNA连接酶Ⅲ的功能演化

DNA连接酶Ⅲ被认为只存在于脊椎动物,并在细胞核DNA的修复和线粒体DNA的复制和修复过程中发挥功能.虽然近来有关于无脊椎动物中存在着DNA连接酶Ⅲ的报道,但其功能演化及在无脊椎动物中的分布仍不清楚.为进一步探讨DNA连接酶Ⅲ的功能演化,进行了数据库搜索、线粒体定位信号(MLS)预测和功能位点保守性分析等.研究结果显示:DNA连接酶Ⅲ在变形虫、动物界和领鞭毛虫中广泛存在,但其在真菌界等发生整个蛋白或部分结构域的丢失;很多物种的DNA连接酶Ⅲ不含线粒体定位信号,因此,它们不太可能在线粒体中发挥作用,而参与细胞核DNA的修复是DNA连接酶Ⅲ较为古老和保守的功能.     

Era蛋白(E.coli ras-like protein)——一个可能参与真、原核细胞信号调控的新分子开关

充足的证据表明:G蛋白作为真核细胞的重要分子开关参与细胞的增殖调控以及部分代谢调控过程。而近年来在大肠杆菌中新发现的Era蛋白(E.coli ras-like protein)则是与已知的三聚体G蛋白和小分子G蛋白不同的一种新的GTP结合蛋白。进一步的研究发现该类GTP结合蛋白不仅存在于原核的大肠杆菌中,而且在高等植物、人类细胞中均含有该蛋白的同源蛋白。大肠杆菌的Era蛋白主要位于细胞膜的内侧,在细胞质中也有一定的分布;真核细胞ERA(ERG)蛋白来源于原核细胞,定位于线粒体或叶绿体上。ERA或ERG蛋白有可能担负着与其它两类G蛋白同样重要的分子开关功能。已有的研究表明,Era蛋白参与调节原核生物的细胞分裂、细胞周期以及部分细胞代谢过程;在哺乳动物细胞中,ERA的同源蛋白可能与细胞周期的G1期调控以及细胞凋亡有关;真核植物中相关研究报道尚少,推测该蛋白可能与种子的正常发育有关。     

线粒体外膜通道蛋白VDAC与靶向肿瘤细胞凋亡

VDAC(Voltage-dependent anion channel)是位于线粒体外膜上的一种主要通道蛋白,参与线粒体内外物质和能量的运输,在线粒体与细胞其它部位的通讯中起重要调节作用.近年来研究发现,VDAC也是线粒体与其它蛋白质相互作用的功能结合位点,可与多种凋亡调节蛋白(如HK-Ⅰ/Ⅱ、Bcl-2家族蛋白、tubulin、MAP2/4等)以及非蛋白调节因子相互作用,参与调控细胞凋亡.因此,VDAC成为线粒体凋亡通路中一种关键的靶蛋白.本文对近年来VDAC在肿瘤细胞凋亡中的作用机制进行简要综述.     

转录组和蛋白质组整合分析揭示组蛋白H2A去泛素化酶USP16的功能调控网络

作为主要的H2AK119ub去泛素化酶,USP16与造血功能异常、神经发育、癌症发生等病理过程密切相关。它能够调控染色质的动态性和可及性进而调控转录,也调控细胞周期。尽管USP16在细胞核内发挥功能,但它主要定位于细胞质中。迄今对USP16下游具体的功能网络和信号途径缺乏深入研究。在本研究中,我们通过对来自HeLa细胞和两株usp16稳定敲低细胞系的转录组和蛋白质组数据进行对比整合分析,发现usp16敲低后上调的基因和蛋白主要与细胞骨架形成、细胞形态构建等相关的生物学过程有关,usp16敲低后下调的基因和蛋白与线粒体中的蛋白翻译和代谢过程有关。     

精子鞭毛蛋白以及精子表面蛋白17的研究进展

精子鞭毛蛋白(Spef)以及精子表面蛋白17(Sp17)均是与精子结构的形成及功能相关的蛋白。大量研究表明它们在动物的生殖过程中发挥着非常重要的作用。本文对采用基因克隆、表达定位、基因敲除等手段对其基因结构、蛋白结构以及生物学功能研究进行了综述,将为进一步揭示精子相关蛋白的生理功能及作用机理提供重要的理论基础和借鉴。     

基于BODIPY的低细胞毒性及高光稳定性的金属配合物的制备及其在线粒体定位中的应用

<正>作为细胞内最关键的细胞器之一,线粒体在许多重要的细胞过程中起到不可取代的作用。线粒体功能障碍可能导致多种疾病,包括神经退行性疾病(如帕金森病,阿尔茨海默病)、代谢型疾病(如糖尿病)、心血管疾病及癌症等~([1-5])。因此对线粒体活动进行的观测研究,对于了解线粒体的各种细胞功能以及相关病理治疗都至关重要。目前市场上有许多线粒体定位荧光探针,但实际使用时都存在各种各样的限制条件。自Rosenberg发现顺铂的抗癌特性后,人们合成了多种金属配合物     

水稻MRG701互作蛋白的筛选和鉴定

水稻MRG蛋白MRG702作为组蛋白H3K4/H3K36甲基化的识别蛋白,影响了水稻油菜素内酯BR通路和开花过程中特异的基因表达.MRG蛋白家族的另外一个成员MRG701在序列上与MRG702高度同源,它们的共同缺失突变体表现出矮小、直立、晚花等多种表型.以MRG701为饵,筛选了水稻全长均一化酵母文库,得到了26个可能与MRG701结合的蛋白质,通过定位分析,这些蛋白主要定位于细胞核和线粒体中,在二者中的分布比例分别为46.2%和23.1%.通过酵母双杂交实验和双分子免疫荧光实验,对全部得到的26个蛋白和其中4个蛋白与MRG701蛋白的相互作用进行了验证,发现Os10g0410600,Os05g0215800,Os04g0687100和MRG701在烟草中存在相互作用,为进一步研究甲基化识别蛋白的作用机制及作用网络提供了基础.     

生物信息方法分析灰霉菌衰退相关病毒蛋白的功能

利用Blast在GenBank数据库对BcDRV病毒相关基因进行简单定位和同源性检索分析,并对BcDRV病毒编码蛋白的结构进行分析和预测,同时在蛋白数据库中检索该蛋白所属家族蛋白线粒体病毒的RNA聚合酶信息,利用所得的结果以多序列比对的方式确立蛋白家族的进化关系, 建立进化树,并使用Interpro数据库详细的分析蛋白功能.     

人类干细胞线粒体外膜蛋白PPI网络构建与分析

线粒体上多种膜蛋白既在细胞能量代谢中起关键作用,同时也参与细胞凋亡的调节,其功能障碍将直接或间接引起多种疾病.本研究从公共数据库MitoMiner,SwissProt和MitoP2中的线粒体外膜蛋白数据,同时获取了15个人类干细胞不同条件下的转录组数据集,利用生物信息学方法筛选并除去冗余数据,获得具有文献支持的高可信度的干细胞线粒体外膜蛋白清单.进一步利用BioGRID数据库找出对应PPI关系数据,采用Cytoscape绘制出直观的PPI网络图.分析结果表明,hub节点蛋白ATF2、DDX3X和BCL2的链接数均超过90,半数以上的外膜蛋白链接数超过10.GO和KEGG分析结果表明,与线粒体外膜蛋白相关的蛋白富集的功能为细胞凋亡和代谢途径.分析结果提示了线粒体外膜蛋白相关蛋白参与的主要生物学途径,为后续线粒体的深入研究提供有价值信息.     

意大利蜜蜂转铁蛋白基因AmTsf在吡虫啉胁迫下的表达分析

【目的】通过生物信息学方法鉴定意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica)转铁蛋白(AmTsf)，分析该蛋白在该蜂种耐受杀虫剂吡虫啉毒性过程中发挥的作用。【方法】通过多重序列比对分析AmTsf的氨基酸序列特征和结构域组成；利用在线工具预测该蛋白的结构、细胞定位、互作蛋白网络和生物学功能，构建系统进化树分析该蛋白的系统分类和进化关系；采用实时荧光定量PCR结合铁稳态测定分析该蛋白的编码基因AmTsf在意大利蜜蜂耐受杀虫剂吡虫啉毒性过程中的应答特征和功能。【结果】AmTsf蛋白为疏水性蛋白，由712个氨基酸残基组成，相对分子质量为78.7 kDa，pI为6.77，具有信号肽和转铁蛋白家族保守的氨基酸残基，主要定位于细胞核和线粒体。环境剂量的吡虫啉暴露导致供试蜜蜂大量死亡；与对照组相比，吡虫啉暴露24 h后导致供试蜜蜂头部、胸部和中肠的Fe2+过剩，与铁稳态调节紧密相关的AmTsf在上述各组织中的表达均有统计学意义上的上调(p<0.05)。【结论】AmTsf可能通过调节铁稳态来参与意大利蜜蜂对吡虫啉毒性的耐受。     

蛋白体外结合实验联合质谱分析鉴定 Num1 的互作蛋白

目的: 为了解析芽殖酵母 Num1 蛋白在纺锤体定位和线粒体中的调节机制．方法: 利用大肠杆菌原核表达 并纯化了在 Num1 功能中起核心作用的补丁组装(PA) 结构域的重组蛋白, 通过蛋白体外结合实验(Pull-down) 分 离了酵母细胞中与 PA 结构域相结合的蛋白复合物,并对其进行了质谱分析．结果: 鉴定了一系列新的 Num1 互作蛋 白,包括核糖体蛋白,参与蛋白折叠、分配及转运的内质网和高尔基复合体蛋白, 参与基因转录和翻译的核酸酶和 蛋白酶,及其他功能的蛋白．结论: Num1 的互作蛋白的鉴定为进一步研究 Num1 的作用机制奠定了基础.     

MTMR14稳定敲减细胞株的建立及表型分析

目的: 为了解析芽殖酵母 Num1 蛋白在纺锤体定位和线粒体中的调节机制．方法: 利用大肠杆菌原核表达 并纯化了在 Num1 功能中起核心作用的补丁组装(PA) 结构域的重组蛋白, 通过蛋白体外结合实验(Pull-down) 分 离了酵母细胞中与 PA 结构域相结合的蛋白复合物,并对其进行了质谱分析．结果: 鉴定了一系列新的 Num1 互作蛋 白,包括核糖体蛋白,参与蛋白折叠、分配及转运的内质网和高尔基复合体蛋白, 参与基因转录和翻译的核酸酶和 蛋白酶,及其他功能的蛋白．结论: Num1 的互作蛋白的鉴定为进一步研究 Num1 的作用机制奠定了基础．     

七鳃鳗PHB2的真核表达与亚细胞定位

以东北七鳃鳗心肌总RNA 反转录得到的cDNA为模板,PCR扩增 PHB2基因全长CDS区,并将其定向克隆至真核表达载体 pEGFP‐N1上,构建真核重组载体pEGFP‐N1‐Lm‐PHB2．提取重组质粒,去除内毒素,利用脂质体介导的方法转染CHL、HeLa和MCF‐7细胞,通过Western Blot检测转染后 Lm‐PHB2是否表达,Confocal观察EGFP融合蛋白在细胞中的表达及亚细胞定位．结果表明：PCR扩增片段与预期结果相符,双酶切和测序证明真核表达载体构建成功;Western Blot检测到Lm‐PHB2蛋白条带,Confocal观察到绿色荧光蛋白GFP ,证明真核重组载体成功表达;Lm‐PHB2蛋白主要定位在CHL细胞的细胞核,少量存在于基质和线粒体中,而在 HeLa和MCF‐7细胞中,Lm‐PHB2蛋白集中定位在细胞核中．本研究为七鳃鳗Lm‐PHB2的功能研究奠定了重要基础．     

拟南芥CAS基因的生物信息学分析及超表达载体构建

对拟南芥氰丙氨酸合酶(cyanoalanine synthase,CAS)基因进行了生物信息学分析,并构建了CAS合酶基因的超表达载体,以期为其后续功能研究奠定基础。生物信息学分析结果表明,编码拟南芥CAS合酶的CYS-C1和CYS-D1基因均含有10个外显子和9个内含子,定位于3号染色体,而CYS-D2基因有9个外显子和8个内含子,定位于5号染色体;3个基因编码的蛋白氨基酸序列相似度较高,CYS-C1蛋白偏碱性且主要在线粒体中起作用,而CYS-D1和CYS-D2蛋白偏酸性,主要在细胞质中起作用。通过RT-PCR扩增了拟南芥CYS-C1、CYS-D1和CYS-D2基因片段,并构建了超表达载体p BI121-35S-CYS-C1、p BI121-35S-CYS-D1和p BI121-35S-CYS-D2,经检测重组质粒已转化到农杆菌GV3101中。     

SPINK6蛋白在人乳腺癌细胞MCF-7中的表达与定位研究

为探讨Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂6(SPINK6)蛋白的表达定位与其抗肿瘤作用之间的关系,本文通过免疫荧光的方法研究SPINK6蛋白在不同细胞系中的表达与定位,并构建产生pEGFPN1-SPINK6载体转染至乳腺癌细胞系MCF-7中,使用ER-Tracker标记内质网、lyso-Tracker标记溶酶体、Dil标记细胞膜,共聚焦显微镜观察SPINK6-GFP融合蛋白的定位.结果表明,天然状态的SPINK6蛋白主要分布在细胞质和细胞膜上,并在细胞质中有一定的聚集.对照载体pEGFP-N1转染的细胞表达的绿色荧光主要分布在细胞核中,细胞质中也有均匀分布,而SPINK6-GFP融合蛋白聚集于内质网和细胞膜上.说明SPINK6蛋白在合成后被分泌到细胞膜外发挥其作用,可能与抗炎症与抗肿瘤转移相关.     

PHB2(Prohibitin 2)在线粒体中的研究进展

PHB2是真核细胞的一种在进化过程中高度保守的蛋白质,参与细胞的多种生命活动。有研究表明PHB2参与细胞周期的调节、转录调节、细胞增殖和凋亡、线粒体嵴形态的发生、信号转导等多种细胞过程。它广泛表达,分布于酵母、植物、蠕虫、苍蝇、哺乳动物等物种中,并且PHB2蛋白质是以复合物的形式定位于线粒体上。PHB2主要作为线粒体内膜的自噬受体,参与靶向线粒体的自噬和降解。研究综合了国内外的文献,对PHB2的功能,结构及表达进行阐述,为进一步研究PHB2蛋白质的功能提供了基础。