NPA motif在水通道蛋白AQP1表达和转水功能中的重要性

水通道蛋白(AQP)序列中的两个天冬酰胺-脯氨酸-丙氨酸序列(NPA motif)是水通道蛋白家族中高度保守的特征性序列, 其晶体结构研究显示, 两个NPA motifs位于通道中心的狭窄部位, 直接参与水分子的结合和选择性通过. 为了进一步研究两个NPA motifs在水通道蛋白结构、功能和生源学(biogenesis)方面的重要性, 通过点突变方法分别获得单独缺失NPA1或NPA2 motif以及同时缺失两个NPA motifs的3种水通道AQP1基因突变型. 将3种AQP1突变cDNA分别亚克隆入真核表达载体pcDNA3.1, 建立稳定转染3种AQP1基因突变型的CHO细胞系. AQP1免疫荧光分析显示, 3种AQP1突变蛋白均能正常表达并定位于质膜, 显示AQP1蛋白质表达和细胞内加工过程未受NPA motifs缺失的影响. 分别对表达3种AQP1突变蛋白的CHO细胞进行质膜水通透性功能分析, 并与表达野生型AQP1的CHO细胞进行比较, 结果显示, 缺失NPA1或NPA2引起AQP1转水功能下降49.6%和 46.7%, 而同时缺失两个NPA motifs的AQP1转水功能与野生型AQP1相似. 上述结果显示, 水通道AQP1中的NPA motifs在AQP1转水功能中发挥重要作用, 但对于AQP1蛋白的表达、细胞内加工和通道基本结构的形成并不起关键作用.     

水通道蛋白AQP1的表达促进SMMC-7221人肝癌细胞的迁移

肿瘤细胞的迁移是肿瘤侵润和转移的关键步骤. 本研究发现水通道蛋白介导的细胞膜高水通透性促进肿瘤细胞迁移. 对高转移性SMMC-7221人肝癌细胞系进行RT-PCR, 免疫荧光和免疫印迹分析, 发现水通道蛋白AQP1表达. 进一步分析发现, SMMC-7221细胞系有细胞膜高水通透性(SMMC- 7221hPf)和低水通透性(SMMC-7221lPf)的两个亚群, 分别与细胞膜AQP1表达量相一致. SMMC- 7221hPf细胞的穿孔迁移速率和平面迁移率均显著高于SMMC-7221lPf, 而细胞的贴附和增殖能力没有显著差别. AQP1腺病毒感染SMMC-7221lPf细胞提高了AQP1表达量以及细胞膜水通透性和细胞迁移速率. 上述结果显示, 水通道蛋白AQP1介导的细胞膜高水通透性促进SMMC-7221人肝癌细胞的迁移, 并且可能参与肿瘤的侵润和转移过程.     

葡萄糖转运蛋白细菌同源体的晶体结构

葡萄糖代谢对于细胞维持正常生理功能有着至关重要的作用。然而,葡萄糖无法自由通过细胞膜,从微生物到人,各种生物摄入葡萄糖都需要借助细胞膜上的葡萄糖转运蛋白(glucose transporters,GLUT)来完成。在人的GLUT家族蛋白14个成员中,科     

纳米生物传感器

生物传感器(biosensor)是利用生物特异性识别过程来实现检测的传感器件.生物敏感元件包括生物体、组织、细胞、细胞器、细胞膜、酶、抗体、核酸等,而生物传感器是利用这些从微观到宏观多个层次相关物质的特异性识别能力的器件总称.     

发现细胞膜的通道:2003年诺贝尔化学奖简介

20 0 3年诺贝尔化学奖授予两位在细胞膜通道研究领域作出突出贡献的科学家 ,以表彰他们发现了细胞膜内的通道 .其中一半由彼特·阿格雷分享 ,因为他发现了且描述了第一个水通道蛋白质 ;另一半由罗德里克·麦金农分享 ,由于他发现并了阐述了离子通道功能的结构及机制的基础 .本文对细胞膜内的通道以及两位科学在该研究领域中所做的开创性贡献做了简要介绍 .     

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.     

结构I型氙水合物的分子动力学研究

采用分子动力学模拟研究了包含368个水分子内部有22个氙气分子的晶胞构成的氙水合物系统. 模拟中水分子和水分子之间采用TIP4P势, 氙-氙分子之间及水-氙分子之间采用Lennard-Jones势. 得到在势能曲线上75.0~100 K的范围内有一个平台和局部极小的特征. 通过分析异常热容、声子态密度和径向分布函数, 预测在该温度范围内存在一个二阶玻璃化相变.     

受限水的超流特性

超流是一种物质与其他物质界面不黏连、无阻力下的相对快速运动状态.譬如纳米通道中水的流速要比经典流体力学理论预测值高几个数量级.基于近期的实验和理论模拟结果,我们讨论了液态水在微纳通道内表现出超流的特性,并指出水在常温条件下的受限超流起源于水的低配位水分子间的氢键弛豫和因弛豫而引起的表皮超固态的高弹性和极化.     

金纳米通道用于免疫球蛋白测试的研究

以聚碳酸酯超滤膜为基膜, 采用化学镀的方法在膜孔壁沉积一定厚度的金, 制成金纳米通道阵列. 在一定电场下, 当电解质离子和生物大分子通过这种纳米通道时, 大分子产生的阻碍效应使电解质离子迁移电流发生变化. 基于此, 发展了纳米通道传感技术, 应用这种方法, 实现了对人IgG的检测, 检测限为0.34 ng/mL.     

膜蛋白研究的里程碑

2003年10月, 诺贝尔化学奖颁给了两位生物学家, 美国约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)医学院的Peter Agre和洛克菲勒大学(Rockefeller Uni-versity)休斯医学研究所(Howard Hughes Medical In-stitute)的Roderick Mackinnon, 以表彰他们“在膜通道研究领域上的一系列开创性的工作”. Agre的主要贡献是发现了细胞膜上水通道的存在; 而Mackinnon的主要贡献则是通过解析钾离子通道的三维空间结构阐明了该离子通道的机制.