分子马达运动:生命滑动的乐章

生命在于运动,因此运动对生命而言具有至关重要的意义。肌球蛋白、动力蛋白和驱动蛋白是三种重要的分子马达,负责肌肉细胞和非肌肉细胞的运动。肌球蛋白与肌动蛋白间滑动构成肌肉收缩的基础;动力蛋白和驱动蛋白沿微管运动在细胞内物质运输,有丝分裂、减数分裂中染色体分离过程和细胞骨架动力学方面发挥重要作用。分子马达突变或缺陷可导致遗传性神经病变、严重型肌病和呼吸道慢性感染等发生。因此,分子马达运动的相关研究成果为多种疾病治疗提供新的策略。文章回顾了分子马达的研究历程、生物学作用和应用意义。     

同步辐射源和二维位置敏感检测器联合用于肌肉分子结构小角X射线衍射研究

肌肉收缩是由于肌细胞内构成肌原纤维的两组分离的肌丝一含肌球蛋白的粗肌丝和含肌动蛋白的细肌丝相对滑行的结果。而两组肌丝间的滑行力是由肌球蛋白的突出部分-横桥,同肌动蛋白细肌丝相互作用时构象变化所产生的。这就是目前人们广泛接受的所谓“滑动肌丝、运动横桥机制。虽然这一理论得到结构研究、生理和生化研究大量实验证据的广泛支持,但是ATP水解的化学自由能究竟怎样转化为机械功的详细的、严格的机制仍然是难以捉摸     

Nelin的肌动蛋白结合特性及与其相互作用蛋白质的筛选

为了研究人新基因nelin及其心肌表达产物Nelin蛋白的生物特性, 并寻找能够与其发生相互作用的蛋白质, 对Nelin蛋白的全长及其部分结构域进行了肌动蛋白结合共沉淀实验, 并在真核细胞内进行了免疫荧光共定位实验. 结果发现, 在体外共沉淀和细胞内共定位实验中Nelin均表现出同肌动蛋白相结合的能力. 进一步采用酵母双杂交的方法将Nelin与人心脏cDNA文库进行杂交筛选, 得到了3个阳性克隆分别为细丝蛋白(Filamin)C亚型、肌联蛋白(Titin)N2B亚型和α胰蛋白酶抑制物重链前体 (ITIH). 通过免疫共沉淀实验, 验证了Nelin能够同Filamin的羧基末端免疫球蛋白样结构发生相互作用. 通过上述实验证明了Nelin为一个新的肌动蛋白结合蛋白, 并且能够同Filamin相结合. 由此推论新基因nelin的心肌表达产物Nelin是一个细胞骨架相关蛋白并且很可能作为一个膜-细胞骨架连接蛋白, 起到了参与细胞黏着斑形成的过程.     

Nelin的肌动蛋白结合特性及与其相互作用

为了研究人新基因nelin及其心肌表达产物Nelin蛋白的生物特性, 并寻找能够与其发生相互作用的蛋白质, 对Nelin蛋白的全长及其部分结构域进行了肌动蛋白结合共沉淀实验, 并在真核细胞内进行了免疫荧光共定位实验. 结果发现, 在体外共沉淀和细胞内共定位实验中Nelin均表现出同肌动蛋白相结合的能力. 进一步采用酵母双杂交的方法将Nelin与人心脏cDNA文库进行杂交筛选, 得到了3个阳性克隆分别为细丝蛋白(Filamin)C亚型、肌联蛋白(Titin)N2B亚型和a胰蛋白酶抑制物重链前体 (ITIH). 通过免疫共沉淀实验, 验证了Nelin能够同Filamin的羧基末端免疫球蛋白样结构发生相互作用. 通过上述实验证明了Nelin为一个新的肌动蛋白结合蛋白, 并且能够同Filamin相结合. 由此推论新基因nelin的心肌表达产物Nelin是一个细胞骨架相关蛋白并且很可能作为一个膜-细胞骨架连接蛋白, 起到了参与细胞黏着斑形成的过程.     

甲壳动物横纹肌肌原纤维副肌球蛋白的分离和结晶

自从Bear在软体动物平滑肌中发现副肌球蛋白之后,Bailey从牡蛎闭壳肌中分离并结晶了这种蛋白,称它为“不溶性”原肌球蛋白。在相当长的时期中,普遍认为它是软体动物肌肉的主要收缩蛋白成分,以为它与软体动物的catch型肌肉的持续维持张力而极少消耗能量的收缩特性密切相关。然而,de Villafranca和Leitner(1967)以及Ikemoto和Kawaguti(1967)     

花粉中的肌动蛋白和肌球蛋白及其在花粉管伸长中的作用

植物花粉萌发后,花粉管中的细胞质流动是很活跃的。这种细胞质流动与其中的肌动蛋白和肌球蛋白有密切的关系。 花粉中存在肌动蛋白,Condeelis曾经用电子显微技术证明用孤挺花(Amaryllis belladonna)的花粉原生质体和花粉管中存在F-肌动蛋白。 我们从许多种植物的花粉中提取得到肌动蛋白和肌球蛋白,用细胞松弛素等证明花粉管中的肌动蛋白与肌球蛋白是细胞质流动的动力,并且证明花粉管的伸长受Ca~(2+)的调节。     

百合花粉萌发过程中的肌动蛋白和肌球蛋白的研究

对百合花粉萌发过程中的肌动蛋白和肌球蛋白进行了研究。结果表明;百合花粉中肌动蛋白的分子量为４３ｋｕ,能与抗兔肌α－肌动蛋白的抗体发生免疫交叉反应;成熟花粉及花分萌发过程中均未检测到编码肌动蛋白的ｍＲＮＡ;萌发芬粉中存在一分子量为４６０ｋｕ的肌球蛋白,具Ｃａ＾２＋－ＡＴＰａｓｅ活性,能与抗兔肌肌球蛋白的抗体发生免疫交叉反应;     

交叉神经支配后肌纤维肌球蛋白轻链类型的变化

在分析随机剥取的正常大鼠快慢肌单肌纤维肌球蛋白轻链图谱中,我们发现凡是取自伸趾长肌(Extensor digitorum longus,EDL)的纤维,都具有一种相同的轻链图谱,而取自比目鱼肌(Soleus,Sol)的纤维,都具有另一种相同的轻链图谱,轻链类型的这种特征,与同块肌肉ATP酶染色表明的Ⅰ型纤维或Ⅱ型纤维是无关的。由于上述每块肌肉中均包含了快慢     

鸡胸肌粗絲及河蚌闭壳肌副肌球蛋白絲的微絲结构

目前已有充分的证据,说明在脊椎动物的横纹肌中存在着两种肌丝——粗丝与细丝。也有不少证据说明肌球蛋白位于粗丝之中,而肌动蛋白则位于细丝之中。我们用直接抽提细丝制剂的方法,证明原肌球蛋白与肌动蛋白共存于细丝之中。贝类的平滑闭壳肌也是由两类肌丝构成的,     

推动细胞内物质运动的第三种蛋白

美国生物学家在观察各种物质在活细胞中的迁移时发现,这些物质是顺“管道”移动的,管壁上布满了被称为“运动觉”的特殊蛋白的分子。这就是他们所发现的第三种运动蛋白,而以前知道的其它两种是肌动蛋白和肌浆球蛋白。肌动蛋白是保证肌肉的收缩:肌浆球蛋白则具有催化活性分解三磷酸     

细菌尾蛋白揭开细胞运动的神秘面纱

细菌尾蛋白揭开细胞运动的神秘面纱杨雪编译细胞能缓慢地移动。在胚胎期，细胞慢慢地移向躯体的特定部位。在癌症病人，肿瘤细胞扩散是通过利用一种叫肌动蛋白的结构蛋白来促使细胞内纸状生成物排到细胞膜外得以实现的。但是这种扩散究竟如何发生，按照马萨诸塞州坎布里奇...     

玉米花粉中凝溶胶蛋白的免疫化学鉴定

肌动蛋白广泛存在于各种真核细胞中,参与细胞内多种运动过程。在正常生理条件下,肌动蛋白以两种形式存在:单体（G-actin）及聚合体（F-actin）,两者在细胞内通过聚合解聚作用维持动态平衡。F-肌动蛋白为双股螺旋丝,它能进一步形成更有序的微丝束或网状结构,以维持细胞正常生命活动所需的空间结构和胞内物质的定向运动。细胞能在特定的时间、空间调节肌动蛋白的聚合解聚过程,能与肌动蛋白结合并调节其聚合解聚作用的一类蛋白统称为肌动蛋白结合蛋白（Actin-binding proteins,简称ABPs）,目前生物界已发现了几十种ABP。凝溶胶蛋白（Gelsolin）是研究较为清楚的一种ABP,最早Yin和Stossel于1979年从兔肺巨噬细胞提取液中分离得到,以后证明它普遍存在于低等的真核生物到高等哺乳动物中,依其来源可分     

豌豆肌动蛋白异型体(PEAc1)与绿色荧光蛋白融合基因的原核表达与特性分析

肌动蛋白普遍存在于真核生物细胞中, 并在细胞生命活动中发挥重要作用. 在细胞中, 肌动蛋白多以异型体(isoform)形式存在. 植物肌动蛋白异型体的大量获得和理化特性分析一直是一个难题. 对豌豆肌动蛋白异型体PEAc1与组氨酸标签(His-tag)、绿色荧光蛋白(GFP)进行了基因融合和原核表达. 通过脲变性、梯度脲透析复性、镍柱亲和层析的方法从包涵体中纯化出大量、高纯度的PEAc1-GFP融合蛋白(> 2 mg/L培养物). 理化特性分析表明, 它同鸡骨骼肌肌动蛋白一样, 单体PEAc1-GFP能与DNaseⅠ结合并显著抑制后者酶活性; 单体PEAc1-GFP能聚合成带有绿色荧光的丝状结构; 聚合的PEAc1- GFP能被微丝的特异标记物鬼笔环肽(phalloidin)标记; PEAc1-GFP与鸡骨骼肌肌动蛋白的聚合曲线趋势基本一致, 聚合临界浓度为0.24 μmol/L; 聚合的PEAc1-GFP能激活肌球蛋白Mg-ATPase活性, 其激活比率随浓度的增加而增加, 在1 mg/mL浓度下, 能激活4倍以上. 上述结果表明, 带有组氨酸标签和GFP标记的PEAc1表现出和天然肌动蛋白相似的理化特性; 基因融合、原核表达、变性、复性及亲和纯化是获得大量高纯度植物肌动蛋白异型体的有效方法.     

玉米线粒体中的肌动蛋白

细胞中的线粒体经常进行可逆的膨胀与收缩,Lehninger曾指出线粒体收缩与肌肉收缩有相似之处.Ohnishi曾在鼠肝线粒体中分离到一种类似骨骼肌中的肌动蛋白的蛋白质,但迄今为止,尚未确切证明线粒体中收缩蛋白的存在。     

天赐银装--白化动物探秘

无论是鱼类、两栖动物、爬行动物、飞禽、哺乳动物、甚至包括人,都可能在出生时发生基因变异,这种变异甚至会改变你的色素基因。人类赋予白色动物纯洁高尚的地位,但是对于自然界这却是一种怪现象。在这里,纯洁的白色就是白化病,看起来,它只不过是一种缺陷,但对于得这种病的个体来说,它意味着一种严重的变异。     

小麦线粒体肌球蛋白的纯化和特性分析

通过DE-52离子交换层析和Sephacryl S-300凝胶过滤等方法从小麦线粒体中纯化出了一种脱球蛋白,其重链分子量约为210ku,与骨骼肌肌球蛋白Ⅱ的分子量相近（205ku）,并且可以被抗人骨骼肌肌球蛋白多克隆抗体识别.小麦线粒体肌球蛋白的ATP酶活性可以被鸡骨骼肌肌动蛋白丝激活,达到202.5 nmol/min·mg.此外,其ATP酶活性还可以被Ca2+激活,却不被高浓度的Ca2+抑制.结果表明小麦线粒体肌球蛋白与骨骼肌肌球蛋白具有一些相似的生化特性.     

微丝、微管抑制剂及周期性电脉冲对豌豆幼苗韧皮部运输的影响

<正>高等植物韧皮部运输是否只靠源库间的膨压差来推动,其中有无原生质的参加,一直是有争议的问题.60年代初,阎隆飞等首先在烟草韧皮部鉴定出肌动球蛋白.阎隆飞和刘国琴最近又在芹菜韧皮部鉴定出微管蛋白和类动蛋白(kinesin-like protein).过去对韧皮部蛋白(P-蛋白)能否执行运输功能颇有争议,最近也在其中找到了与运动有关的蛋白质,这引起研究运输的生理学家的极大兴趣.微丝、微管是高等植物细胞的基本组分.在丝瓜卷须快速弯曲运动中,接受刺激的部位与发生快速运动的部位之间需要有电波传递,电波所到之处,原生质发生收缩运动.已经在丝瓜卷须中鉴定出肌动蛋白和肌球蛋白.用专一性抑制剂的研究也表明,发生收缩运动的组分是微丝.表明植物原生质的运动与动物类似,受“神经-肌肉机制”的调控.Wayne的研究表明,细胞内的电波传递会干扰肌动蛋白和肌球蛋白相互作用,使胞质环流停止.我们最近的研究结果表明,周期性电脉冲减弱玉米苗韧皮部对¹⁴C-同化物的运输,但并不影响³²P在木质部的运输,提示电脉冲刺激很可能是作用于韧皮部的微丝、微管 因此,我们设想运输韧皮部(transport phloem)筛管中微丝和微管的生理活动参与韧皮部运输.本试验利用微丝、微管特异抑制剂和周期性电脉冲抑制微丝和微管的生理活动,进而观察其对抑制韧皮部运输的效应.正在萌发的豌豆幼苗,适于用作细胞内含物再分配的研究. 营养源是养料储备丰富的子叶,胚根维管束是物质运输的通道,正在伸长生长的胚根是库,构成理想的源、库、通道的物质运输系统.在这个系统中,胚根伸长生长所需的物质完全靠子叶细胞内含物的再分配,这和蒜苔细胞内含物向新生珠蒜的再分配很相似.蒜瓣表皮和蒜苔组织汁液的转移主要靠原生质的胞间运动,但韧皮部的汁液运输有无原生质的推动至今尚未阐明.本试验以豌豆胚根的伸长生长和外源¹⁴C-蔗糖作为作韧皮部汁液运输的指标,从两个角度考察微丝、微管在韧皮部运输中的作用:即分别观察微丝、微管抑制剂和周期性电脉冲刺激对韧皮部运输的影响.     

铁离子对肌动蛋白聚合的影响

肌动蛋白(Actin)是细胞骨架蛋白之一.在一定的条件下其球状单体(G-actin)可以聚合为丝状聚合体(F-actin).细胞的形态学变化及游动性与此特性有关.已经证明一些金属离子(如K~+,Mg~(2+),Ca~(2+))在ATP存在下可引发肌动蛋白的聚合.我们曾报告Fe(Ⅱ)离子可引起体外培养的软骨细胞形态发生明显变化,并伴有细胞功能的变化.用鬼笔环肽标记方法观察到Fe(Ⅱ)作用于细胞骨架,使细胞骨架微丝系统发生了解组与重组.为了进一步研究Fe(Ⅱ)离子与细胞微丝的相互作用,探讨软骨细胞形态与功能之间的关系.本文利用从兔腿肌肉分离纯化的肌动蛋白,研究了Fe(Ⅱ)离子对肌动蛋白聚合过程的影响.1材料和方法1.1试剂三磷酸腺苷(ATP)购自Sigma公司,叠氨化钠(N_aN_3)和三羟甲基氨基甲烷(Tris)为进口分装试剂;其余均为国产分析纯试剂.1.2肌动蛋白的分离与纯化参照文献[4]方法由兔腿肌肉分离提取丙酮干粉(-15℃可保存数月).取一定量丙酮干粉经离心、盐析及透析等步骤分离并纯化得G-actin.G-actin溶解在缓冲溶液G(2mmol/LTris-HCI,0.2mmol/L ATP,0.5mmol/L二巯基乙醇,1.5mmol/L NaN_3,pH=8.0)中在4℃下放置两周无明显聚合.由紫外分光光度法(A_(290))确定G-actin含量.     

衣藻肌动蛋白-绿色荧光蛋白的融合基因在烟草悬浮细胞中的表达及融合蛋白的体外聚合

将衣灌（Chlamydomonas reinhardtii)肌动蛋白（actin）基因(cDNA)与绿色荧光蛋白（green fluorescence protein,GFP)基因融合后,分别构建到原核和植物表达载体中,并在BL21plus细菌和烟草悬浮细胞（BY-2）中进行表达。通过荧光显微镜观测到重组后的融合蛋白在菌体和烟草悬浮细胞中得到正确表达。肌动蛋白-绿色荧光蛋白 的融合蛋白主要分布在烟草悬浮细胞细胞膜周围,参与膜骨架的组成,另外还大量分布于细胞核周围和细胞板的位置,同时也在细胞内形成丝状结构,参与F-actin的组成。将肌动蛋白-绿色荧光蛋白融合基因的原核表达产物经过硫酸铵分级沉淀、离子交换层析和疏水柱层析后,得以纯化,并在纯化产物中加入肌动蛋白聚合缓冲液,纯化的肌动蛋白能聚合成为丝状结构即F-actin,这表明低等藻类的肌动蛋白具有同高等植物和动物相似的性质和功能。     

一种新的硒多肽 Ⅰ.大鼠心肌中非GSH-Px硒蛋白的研究

硒是生物机体必需的微量元素,其生物学作用历来被认为是通过谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)发挥的.随着硒生物学研究的深入,许多学者发现硒的某些生物学作用并不能用GSH-Px完满地解释,同时相继发现了20余种非GSH-Px硒蛋白.缺硒在克山病心肌损害过程中起重要作用.心肌损害过程中抗氧化体系改变的机制普遍认为是由于缺硒而导致GSH-Px活性降低的结果.~(75)Se-Na_2SeO_3整体放射自显影发现~(75)Se在心肌中有较长时