小鼠膀胱上皮细胞膜蛋白拓扑学结构的电镜显示

膜蛋白在质膜上的不对称分布是生物膜的普遍特征,也是各种膜蛋白赖以完成多种复杂的生物学功能的结构基础.膜蛋白自粗面内质网合成后,经高尔基体加工、分选直至输送到特定部位的全部过程中,其拓扑学性质始终保持不变.因此,了解膜蛋白的拓扑学结构对研究膜蛋白的发生与功能都具有重要意义.对已知一级结构的膜蛋白,常常可以通过对其氨基酸疏水性的分析来预测它的跨膜结构域和非跨膜结构域在脂双层膜上的分布,即它的拓扑学结构.然而对于不同的膜蛋白,预测结果的可靠性可能各不相同.因此有必要用其它方     

植物重要膜蛋白的扩散与胞吞机制

膜蛋白作为细胞膜的重要组成部分,通常会发生胞吞循环以调控其在细胞膜上的数量平衡,或响应外界环境的刺激.单分子成像技术是近年来发展起来的,可用于在活细胞条件下对单个分子进行观测和研究的新技术,具有较高的时空分辨率,实现了在纳米和微秒水平上对单个分子的快速实时成像和精确分析.本文结合作者所在实验室取得的研究成果,介绍了利用单分子技术,包括全内反射荧光显微术、荧光相关光谱、荧光互相关光谱分析等方法,对植物几种重要膜蛋白在质膜上的运动特征以及胞吞途径的研究工作,总结了植物中脂筏微区分布及脂筏参与的胞吞途径对膜蛋白功能的调控机制,展望了植物质膜微区的精确划分以及膜蛋白胞吞之后的去向等方面所面临的难题.     

Mg~(2+)对猪肾外髓质Na~+,K~+-ATP酶在脂质体重建的影响

近年来,重建技术被广泛应用于研究膜蛋白的结构与功能及其与膜脂的相互关系。前曾报道,Mg~(2+)等二价金属离子对猪心线粒体H~+-ATP酶、细胞色素氧化酶等膜蛋白在脂质体的重建具有明显的促进作用。本文对Mg~(2+)影响猪肾外髓质Na~+,K~+-ATP酶在脂质体的重建初步进行了探索。     

线粒体H~+—ATP酶复合体中脂对F_1结构和功能的作用

线粒体内膜上脂质对于膜结合蛋白在结构和功能上的影响已引起人们的高度重视。已有许多在人工膜系统中研究脂对H~ -ATP酶蛋白作用的报道,但对天然H~ -ATP酶复合体(简称复合体)的膜脂与膜蛋白的关系研究极少。提纯的复合体包括可溶性蛋白F_1-ATP酶(简称F_1)与膜相嵌的疏水蛋白F_o以及膜脂组成.F_1是复合体中执行水解和合成ATP的催     

酸性磷脂(PA、DPG)与H~+-ATP酶复合体片段作用对Mg~(2+)激活复合体水解ATP的影响

前曾报道在猪心线粒体内膜H~+-ATP酶复合体(简称复合体)中膜脂对于膜蛋白的构象和功能起很大的作用。Mg~(2+)对于复合体ATP水解活力的激活作用明显不同于其对可溶性F_1-ATP酶的抑制作用,且酸性磷脂PA从膜上丢失会引起Mg~(2+)对复合体水解活力激活作用的丧失。这说明膜脂的作用不仅可使一些受损的膜蛋白恢复活力和行使功能,而且     

聚乙二醇引发对冷敏感大豆种子蛋白质合成的影响

许多重要经济作物存在吸胀冷害,引起发芽率降低、出苗不齐、幼苗活力下降和减产。植物冷害的原因被认为是由于膜脂由流动相变为固相。然而,关于种子吸胀冷害对蛋白质合成,尤其是对膜蛋白合成的研究甚少。     

硬脂酰化的IgG对磷脂酰乙醇胺脂双层的稳定作用

生物膜中的某些磷脂(如phosphatidylethanolamine,PE;cardiolipin,CL等)具有多态性,即在一定条件下可从双层相转变成非双层相(如六角形Ⅱ相,Hexagonal H_Ⅱ phase)。这种性质在膜融合、物质跨膜转运及蛋白质嵌入膜等过程中可能具有重要意义。研究蛋白质对膜脂多态性的影响,对于深入理解膜脂-膜蛋白的相互作用及生物膜结构与功能的关系,显     

磷脂单层膜对蜂毒素二级结构变化的诱导

蜂毒素(Melittin)是一种欧洲蜜蜂(Apis mellifera)毒汁的主要成分,由26个氨基酸组成,分子量2840,多肽链中含有6个正电荷。蜂毒素是一种高度水溶性的膜多肽(>250mg/ml),执行功能时通过水相到达细胞膜。大量实验已经证明,蜂毒素直接与红细胞的膜脂相互作用,不需要特异性受体。因此对蜂毒素与脂双层相互作用的研究不仅对了解其毒性机理有特殊意义,同时对理解膜脂-膜蛋白相互作用亦有普遍意义。在低离子强度水溶液中,蜂毒素主要以无规卷曲形式存在。在脂双层中,蜂毒素二级     

经消化道吸收的氯化铈诱导Wistar大鼠红细胞膜“畴”结构的形成

为探索稀土经消化吸收的可能以及进入血液后对红细胞膜结构和通透性的影响，用原子力显微镜和Ｆｏｕｒｉｅｒ红外去卷积技术对２０ｍｇＣｅＣｌ３／ｋｇ体重剂量连续灌胃７０ｄ的Ｗｉｓｔａｒ大鼠红细胞膜精细胞结构进行了研究，结果表明，虽大鼠红细胞保持其完整性，但其表面的颗粒状膜蛋白的二级结构有改变，发生聚集、交联，脂区扩展，形成“畴”结构，此结构可能与红细胞膜的通透性增强有关。     

小鼠腹水肝癌细胞膜中类脂和蛋白质相互作用的ESR波谱研究

膜的一切正常功能都有赖于膜类脂和膜蛋白结构的完整性.肿瘤细胞的恶性行为与糖蛋白和膜脂结构的变异有密切的关系。据报道,用植物凝集素覆盖肿瘤细胞表面裸露的糖链分子,就可以阻止其恶性生长。但这种作用的机理还不十分清楚。由于完整癌变细胞膜中类脂和蛋白质相互作用的报道比较少。因此我们合成了能与膜蛋白-SH基共价连接的顺丁烯二     

心磷脂-细胞色素c体系MCD谱的研究

心磷脂是线粒体内膜的特征性磷脂,带有2个负电荷,具有4条不饱和脂肪酸链。它既与细胞色素c特异性结合,又与细胞色素c氧化酶紧密连接,为其活性所必需。但在以往的探讨中,并未考虑磷脂的影响。从蛋白与脂相互作用的观点出发,研究膜蛋白的功能,除需考虑膜脂提供的适宜环境外,还应了解它对蛋白功能的直接影响。近年来,这方面的工作开始引起重视。Schlame等报道,心磷脂与蛋白作用的特异性部分地依赖于其疏水部分的双键。我们     

一种检测脂双层交插结构的有效方法——荧光偏振测量

脂双层的交插结构即呈双层排列的磷脂分子其脂酰链相互交错对插到对面分子层.交插结构只存在于脂的凝胶态,近年来它引起了广泛的注意,我们曾率先研究了交插结构脂双层对跨膜蛋白构象及功能的影响,故如何简易而有效地检测脂双层的交插结构是急待解决的问题.不少实验室对此进行了探索并发展了不少方法,如X射线衍射、顺磁共振、富里埃变换红外光谱及差示扫描量热法等.但这些方法有的操作复杂而难度大,有的不灵敏、不直观.如差示扫描量热法就只能反映宏观结构,并不能提供足够证据.最近,日本Masahito等又发展了一种灵敏的方法,即利用荧光探针来检测,但只能检测磷脂酰胆碱形成的交插结构.     

植物膜蛋白的囊泡转运及调控机制的研究进展

膜蛋白的囊泡转运对维持植物的生长发育、细胞内外的物质交换、细胞识别、免疫应答、信号转导等生物学过程具有重要的生理学意义.近年来,随着超分辨显微技术和蛋白标记方法的更新和进步,对膜蛋白转运相关机制的研究也取得了很大进展.尽管当前对囊泡转运机制的研究手段或技术方法有很多,但关于膜蛋白囊泡转运途径及其研究技术方法缺少系统的总结.本综述首先介绍了膜蛋白囊泡转运所涉及的相关细胞器,全面总结了植物膜蛋白的不同囊泡转运途径,并在此基础上,系统概括了研究植物囊泡转运所使用的化学方法和突变体;最后,展望了植物膜蛋白囊泡转运途径中的研究前景,以期为了解和阐明植物体如何感知及适应环境的调控机制提供一定的思路和见解.     

AFM单分子力谱技术测量膜蛋白力学特性的研究进展

膜蛋白在细胞生理活动中起着关键性的作用,是大部分药物的作用靶点.对膜蛋白进行研究不仅对理解生命活动的本质有着重要的价值,还可为疾病治疗和医药研发带来帮助.原子力显微镜(AFM)的出现为研究膜蛋白的结构提供了一种新的技术手段.AFM不仅可以对单个天然态膜蛋白分子的形貌结构进行高分辨率成像,同时还可通过将配体分子修饰到AFM针尖,利用单分子力谱(SMFS)技术对膜蛋白生理功能与活动行为(如配体结合、解折叠)中的力学特性进行直接测量,使得人们可以从分子生物力学方面来认识膜蛋白的结构和功能,是对传统结构生物学方法得到的蛋白质静态三维结构的重要补充.SMFS技术在测量膜蛋白力学特性方面取得了巨大的成功,为生命科学和医药卫生领域相关问题的解决提供了新的思路.本文结合作者在AFM病理瘤细胞表面抗体-抗原相互作用力测量方面的研究工作,介绍了SMFS技术的原理与方法,总结了近年来应用SMFS技术研究膜蛋白力学特性的进展,讨论了SMFS技术面临的挑战.     

经消化道吸收的氯化铈诱导Wistar大鼠红细胞膜"畴"结构的形成

为探索稀土经消化道吸收的可能以及进入血液后对红细胞膜结构和通透性的影响,用原子力显微镜和Fourier红外去卷积技术对20 mg CeCl3/kg体重剂量连续灌胃70 d的Wistar大鼠红细胞膜精细结构进行了研究.结果表明,虽大鼠红细胞保持其完整性,但其表面的颗粒状膜蛋白的二级结构有改变,发生聚集、交联,脂区扩展,形成"畴"结构.此结构可能与红细胞膜的通透性增强有关.     

阿托品诱导DPPG脂质体形成交插结构

交插结构可能是生物膜系统中普遍存在的一种结构,它可能在膜中构成几个结构域(domain)来调节膜脂的流动性、通透性等物理性质,也可能通过改变结合于交插脂双层的膜蛋白的结构来行使生理功能。许多药物可以诱导非交插脂双层形成交插结构,例如可卡因和pindolol诱导磷脂酰胆碱、山莨菪诱导磷脂酰甘油形成交插脂双层结构。阿托品是与山莨菪碱同族的生物碱,是一种抗胆碱药物,它具有抑制腺体分泌、扩大瞳孔、解除胃肠和支气管平滑肌痉挛、解救有机磷中毒等功能。本文利用差式扫描量热(DSC)和荧光标记法研究了阿托品对二棕榈酰磷脂酰甘油(DPPG)的作用,证明阿托品可诱导DPPG脂质体形成交插结构。     

α-螺旋跨膜蛋白的折叠和自组装

膜蛋白参与细胞中的各项生命活动,具有复杂而特殊的生理功能,同时它也是重要的药物标靶,因此研究膜蛋白的结构及功能对于保持人类健康和治疗疾病具有重要的意义.α-螺旋跨膜蛋白是生物体内最为重要和广泛的一类膜蛋白,本文综述了α-螺旋跨膜蛋白在折叠和自组装特性上的最新研究进展,总结了跨膜过程中的两阶段模型;详细介绍了α-螺旋跨膜蛋白的跨膜性质及其跨膜的影响因素,包括跨膜序列的长度和疏水性、疏水性错配和界面锚固、极性残基和脯氨酸等;进一步总结了α-螺旋跨膜蛋白通过跨膜螺旋相互作用形成高度有序自组装体的结构基础;并介绍了研究α-螺旋跨膜蛋白折叠和自组装常用的化学和生物学方法,希望能为进一步开展该领域研究提供参考。     

跨膜蛋白结构预测新方法

基因组数据中大约有20%～30%的基因产物被预测为膜蛋白, 膜蛋白是一类具有重要生物功能的蛋白质. 预测膜蛋白跨膜区的数量和位置是生物信息学中重要的研究课题. 提出了一种预测膜蛋白跨膜区的新方法—— 连续小波变换极大值谱(MSCWT). 该法对8种SARS-CoV膜蛋白的预测准确度与常用膜蛋白预测软件TMpred相当, 对MPtopo数据库中131种新的已知结构的螺旋束蛋白(共包含548个跨膜区)的预测显示, 其跨膜螺旋区预测准确率为91.6%, 膜蛋白序列的预测准确率为89.3%.     

DIDS对红细胞膜上葡萄糖运输蛋白功能的影响

膜蛋白功能和其自身特殊结构间的紧密相关是不言而喻的,但在活细胞上,膜蛋白还和周围的脂质、其他膜蛋白及胞质组分存在联系,由此产生的相互作用往往对其正常生理功能的发挥及调控至关重要,本工作利用DIDS(4,4’-二异硫氰基-2,2’-二磺基芪)特异性地抑制红细胞膜上阴离子运输蛋白(Band 3),研究是否会影响膜上葡萄糖运输蛋白(GluT-l)对葡萄糖的运输特性,即确认膜上这二种蛋白质是否有相互作用调节功能.     

膜蛋白研究新曙光

人体细胞中约有7000种类型各异的蛋白质,而差不多三分之一位于细胞膜上。其中一些将物质转运进出细胞,还有一些则传送细胞活动的信号。它们自身的作用,以及膜蛋白易侵入的本质表明,这样的蛋白质往往成为药物产生药效的突破口。事实上,目前市场上有一半的药物是通过细胞膜蛋白产生疗效的。尽管如此,膜蛋白研究起来却很困难。将膜蛋白从其原有环境中剥离会使它们脱离相互作用的