生物信息细胞内传递机理

生物信息在细胞内传递放大的基本原理是多级瀑布效应,传递的主要方式是蛋白激酶催化的蛋白质磷酸化和蛋白磷酸酶催化的蛋白质去磷酸化。     

蛋白激酶研究进展

蛋白激酶的研究不仅有理论意义,而且有重要的现实意义.因为蛋白质磷酸化和去磷酸化(即“可逆蛋白质磷酸化”)是所有具有重要生物学功能的磷蛋白(千种以上)活性、性质改变的“开关”,因此,可以通过用人工方法对功能蛋白(酶)磷酸化和去磷酸化的化学修饰和去修饰来调节细胞代谢、生长、分化、增殖,这一方法在农业、医药、食品和化学工业等方面有广泛的应用价值.值得指出的是,中科院院士、清华大学教授赵玉芬已经合成了几十种具有催化功能的磷酰氨基酸,并提出了“微型酶”学说.众所周知,氨基酸本身化学性质十分稳定,无催化活性,当它与磷酸作用合成磷酰氨基酸时变得极其活泼,具有催化剂的功能,为模拟酶的研究和合成开辟了一个崭新的途径和领域.可以设想,以氨基酸为基本组成单位的生物大分子蛋白质或多肽通过磷酸化和去磷酸化的修饰和去修饰必将使蛋白质或多肽具有许多新的化学性质和功能,为模拟酶、酶工程、蛋白质化学工程的研究和应用开辟新的途径,具有广泛的发展前景.     

蛋白质可逆磷酸化作用的结构基础

蛋白质可逆磷酸化作用的结构基础李林（中国科学院上海生物化学研究所）蛋白质可逆磷酸化几乎调节着生命活动的每一过程。细胞的生长和分化，具体到基因复制转录调控、蛋白质合成调控和代谢调控，分子识别和信号传递，肌肉收缩，肿瘤发生以及包括学习记忆在内的神经活动等...     

蛋白质磷酸化的生物信息学研究新进展

细胞是生命活动的基本单元.在分子水平,细胞生命活动的可塑性与动力学特征体现为动态的蛋白质-蛋白质作用网络.同一蛋白质的功能因其时空位置而产生不同的生物学意义.蛋白质的时空动力学特征通常由蛋白质的共价修饰来调控.蛋白质磷酸化是细胞内最重要的及常见的一种修饰方式.在人类细胞中,参与蛋白质磷酸化的蛋白     

代谢调控的新发现

能量代谢一直是最为热门的研究领域之一. 对乙酰化调控代谢的机理的研究发现, 代谢酶类赖氨酸残基的乙酰化修饰与很早就发现的转录调控、反馈抑制、变构调节及磷酸化修饰一样, 是一种广泛存在于原核和真核生物体内的保守代谢调控机制, 即乙酰化修饰不仅可以抑制/激活代谢酶的催化活力、影响蛋白的稳定性, 还可能协调代谢途径中各个代谢酶类的活性, 并在协调不同通路的代谢流分布中发挥更为广泛的生理功能, 进而在细胞整体水平上调控代谢. 最近还发现一些中间代谢物在细胞信号中起重要作用, 不平衡地积累2-羟基戊二酸或减少α-酮戊二酸会对加双氧酶蛋白家族产生重要的影响, 改变包括HIF途径在内的肿瘤相关信号通路, 并可能引起组蛋白甲基化修饰的改变. 由于代谢与人类疾病紧密相关, 这些新的发现在科学界引起了人们广泛的兴趣.     

枯草杆菌(Bucillus subtilis)细胞质中的二硫键蛋白质

二硫键是维持蛋白质二维和三维结构的重要因素之一,目前已知的二硫键蛋白质主要存在于细胞周质(Periplasm)或真核细胞的细胞器中,大多数是分泌蛋白质或是膜蛋白质,很少存在于细胞质内.一般认为细胞质的高还原势是其缺乏二硫键蛋白质的重要原因,但是,细胞环境不是影响二硫键形成的唯一因素,在细胞(Escherichia coli)的细胞周质内已发现3个能催化二硫键形成的蛋白质,它们是分泌蛋白质形成二硫键必需的.Derman等将细菌中硫氧还蛋白还原酶(Thioredoxin reductase)的基因缺失后,发现在细菌细胞质中合成的外源碱性磷酸酶及其他外源蛋白质能形成二硫键,认为细胞质有催化二硫键形成的机制,只是某些因素如硫氧还蛋白还原酶阻止了二硫键的形成.本文报道了枯草杆菌细胞质中的一个二硫键蛋白质,并讨论了细胞发育状态对该蛋白质合成的影响.     

磷酸化修饰动态调控流感病毒复制

磷酸化是一种常见的蛋白质翻译后修饰形式,调控蛋白质的活性、稳定性、细胞内定位和蛋白质互作等功能.在真核细胞中,丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸是最常见的磷酸化位点.在流感病毒复制的生命周期中,病毒蛋白可被宿主激酶磷酸化修饰,并调节其核质穿梭、信号转导等功能,从而调控病毒的生长、复制和致病力.本文就近年来关于流感病毒内部核蛋白、基质蛋白1、非结构蛋白1的磷酸化修饰位点和其生物学功能进行综述,为深入了解流感病毒复制周期及抗病毒药物研发提供理论基础.     

ts-RSV LA-90细胞转化过程中酪氨酸蛋白磷酸化的研究

目前已证明,许多癌基因蛋白产物具有酪氨酸蛋白激酶(TPK)活性,许多生长因子受体具有配体诱导的TPK活性。为了进一步阐明蛋白质的酪氨酸磷酸化和去磷酸化与肿瘤生长和分化调控之间的关系,我们对温度敏感型LA-90细胞(在允许温度33℃培养时为转化状态,在非允许温度39℃培养     

ATM介导的蛋白磷酸化在辐射损伤信号传递过程中的作用

为了阐明ＡＴＭ在介导辐射损伤信号传导中的作用,对ＡＴＭ,ｃ－Ａｂｌ免疫淀物激酶活性,辐射及损伤ＤＮＡ对其活性的影响进行了分析。结果表明辐射呆引起细胞中多种蛋白磷酸化发生改变,ｐ５３上游基因ＡＴＭ突变的ＡＴ细胞与ＡＴＭ基因正常的同源细胞ＨＥＬ相比,ＡＴ细胞受照后多种蛋白的磷酸化明显减弱。ＡＴＭ与ｃ－Ａｂｌ共沉淀物激酶活性催化ｐ５３在内的多种蛋白磷酸化。ＡＴＭ,ｃ－Ａｂｌ共沉淀物激酶活性可为辐射及损伤     

集落刺激因子-1受体介导的信号转导途径

集落刺激因子-1(CSF-1)主要在G1期调节细胞的极早期和迟早期反应 ,是细胞增殖、分化所必需的生长因子 .CSF-1与其受体 (CSF-1R)的结合导致后者的磷酸化从而激活其内部酪氨酸激酶的活性 ,激活的受体直接与细胞浆内的效应蛋白联系 ,诱导多条信号转导途径 .CSF-1可以通过Ras和Ets相关蛋白诱导c-myc基因的表达 ,也可以激活c-fos/jun家族基因的表达 ;CSF-1R激活STAT1和STAT3参与信号转导 ,但JAKs似乎不能在CSF-1R介导的信号传递中发挥作用 ;CSF-1R激活PI3-K ,PI3-K可通过一条独立于Ras/Raf的MAPKK相关途径作用于下游蛋白 ;CSF-1R可以使PC-PLC发挥增强信号传递的效应 .此外 ,CSF-1R还可介导信号传递的负调节 ,CSF-1R的自身转化 (turnover)及磷酸酶SHPTP1的脱磷酸化作用是信号传递负调节的主要机制.     

集落刺激因子-1受体介导的信号转导途径

集落刺激因子_1(CSF_1)主要在G1期调节细胞的极早期和迟早期反应 ,是细胞增殖、分化所必需的生长因子 .CSF_1与其受体 (CSF_1R)的结合导致后者的磷酸化从而激活其内部酪氨酸激酶的活性 ,激活的受体直接与细胞浆内的效应蛋白联系 ,诱导多条信号转导途径 .CSF_1可以通过Ras和Ets相关蛋白诱导c_myc基因的表达 ,也可以激活c_fos/jun家族基因的表达 ;CSF_1R激活STAT1和STAT3参与信号转导 ,但JAKs似乎不能在CSF_1R介导的信号传递中发挥作用 ;CSF_1R激活PI3_K ,PI3_K可通过一条独立于Ras/Raf的MAPKK相关途径作用于下游蛋白 ;CSF_1R可以使PC_PLC发挥增强信号传递的效应 .此外 ,CSF_1R还可介导信号传递的负调节 ,CSF_1R的自身转化 (turnover)及磷酸酶SHPTP1的脱磷酸化作用是信号传递负调节的主要机制 .     

哺乳动物细胞中可能存在着新的葡萄糖转运蛋白质

已知的葡萄糖转运蛋白分子量大约为55kD,是一种具有重要生物功能的膜蛋白质。它担负着将细胞膜外的葡萄糖转运到细胞内的任务,为细胞提供能量来源。 肌肉和脂肪细胞吸收葡萄糖的分子机制是细胞外的胰岛素作用于细胞膜,与膜上胰岛素受体结合,受体就将信号传给细胞内贮存的葡萄糖转运蛋白质(目前尚不清楚这个信号是如何传递的),葡萄糖转运蛋白质接收信号后就大量地向细胞膜上转移,迅速将膜     

质谱技术探索蛋白磷酸化信号机制的研究进展

蛋白质磷酸化信号网络在植物生长发育和抵御外界环境变化过程中起重要调控作用,解析这些复杂的信号通路及其作用机理一直是生物学研究领域的重点和难点.近年来,已经发展多种方法用于分析蛋白磷酸化的动态变化和功能机理.本文总结了研究植物蛋白磷酸化信号网络的不同方法和最新进展:首先概述磷酸化蛋白的富集纯化技术和检测方法,评价每种方法的优缺点;其次重点讨论研究磷酸化蛋白质组学和互作组学的不同质谱方法和这些方法在植物生物学领域的研究进展,并结合案例分析其应用范围.此外,还归纳和探讨这些技术的不同特性以及在蛋白磷酸化研究中的优势,并对这方面的研究热点作了展望,为深入研究蛋白磷酸化修饰在植物生物学中的分子机制提供重要的指导作用.     

热休克蛋白90β参与热休克基因的表达调控

热休克蛋白(heat shock protein,HSP)是一类进化上保守的蛋白质,它们以分子伴侣的形式在细胞内发挥其正常生理功能,并参与细胞应激保护和应答过程。人淋巴细胞中最主要的HSP是表观分子量70ku和90ku的HSP70和HSP90两组,其中HSP90又分为α和β两个拷贝。热休克蛋白基因(heat shock protein gene,hsp)的反式调节因子即热休克因子(heat shock factor,HSF)通过多聚化、磷酸化等活化过程参与HSP基因表达。与主要在应激诱导中大量表达的HSP70不同,HSP90是一类特异性分子伴侣,在生理条件下能与多种细胞内受体和信号传递途径中有关成分结合并调节它们的活性,因而其细胞内精密调节的机制具有重要的生理意义;但是,作为分子伴侣的HSP90是否参与其自身或对其他热休克基因的反馈调节迄今未见报道,本文对此进行了探讨。     

小麦叶绿体中细胞分裂素的结合蛋白

在激素作用机理的研究中,激素受体的鉴别和定位是一个重要的研究内容,自从1970年发现高等植物的核糖体存在着细胞分裂素(CTK)的结合蛋白之后,陆续在一些植物的不同细胞组份中发现了这种结合蛋白。但是,CTK是否能与植物细胞的某一细胞器结合还未见报道,黄卓辉与魏家绵曾报道过6-苄氨基嘌呤(6BA)能使离体叶绿体的光合磷酸化活性增强。这使我们对CTK是否能与叶绿体结合,从而调节光合作用或代谢过程产生兴     

蛋白质翻译后修饰在蛋白质-蛋白质相互作用中的调控作用

蛋白质-蛋白质相互作用是蛋白质发挥功能的主要机制之一,在DNA损伤修复、自噬和代谢等过程中都扮演着非常重要的角色,蛋白相互作用异常便会导致肿瘤等疾病的发生.在蛋白质的赖氨酸、丝氨酸和苏氨酸等氨基酸残基上,可发生甲基化、乙酰化、磷酸化和泛素化等200多种翻译后修饰,这些修饰通常能改变蛋白质的电性、疏水性和空间结构等属性,为与之结合的蛋白提供结合的锚定或产生位阻效应,像一把开关在时空上精确调控蛋白质-蛋白质相互作用的发生以及动态变化.结构研究表明,蛋白质之间的相互作用通常由临近的几个氨基酸残基直接结合,替换该区域的氨基酸残基,通常能破坏结合,使其失去部分功能或酶活性,可以针对性地开发和设计抑制剂或激活剂,用于肿瘤等疾病的治疗.本文简要介绍了蛋白质翻译后修饰在蛋白质-蛋白质相互作用中的调控作用,以及发挥的重要生理功能.     

与光系统Ⅱ颗粒结合的蛋白酶的初步分析

叶绿体是植物进行光合作用的细胞器,光合作用中光能的吸收、传递和转化、水的裂解及光合磷酸化等功能均是在具有一定分子排列和空间构象并镶嵌于类囊体膜上的叶绿素蛋白复合体中进行的。叶绿体类囊体膜蛋白的周转需要多种蛋白酶的水解作用。在蛋白质合成后加工成熟中,已证实光系统Ⅱ(PS Ⅱ)反应中心D1蛋白(Q_B结合蛋白)的C-末端加工需要一个类囊体膜结合的蛋白酶,质体菁N-末端加工也需要一个类囊体结合的蛋白酶,与PSⅡ水裂解相关联的三种外在性水溶性蛋白如同Cyt.b-f在整合到膜上时需要类囊体膜结合     

蚕豆保卫细胞中类整合蛋白的鉴定

整合蛋白（integrins)是一类广泛存在于动物细胞表面的蛋白质。它介导细胞和胞外基质、细胞和细胞之间的黏连,也参与细胞内外的信息传递。以前的研究表明,微管和微丝参与调节气孔的运动。利用人整合蛋白（αvβ3/β5)的多克隆抗体证明类整合蛋白存在于蚕豆保卫细胞,并对其进行了定位。Western免疫印迹结果表明在纯化的蚕豆保卫细胞原生质体的膜碎片中存在类整合蛋白,其分子量分别为47．3,43．7和41．1ku。共聚焦激光扫描显微镜观察表明,类整合蛋白存在于蚕豆保卫细胞质膜上,且主要分布在背壁的细胞膜上,这与保卫细胞和表皮细胞之间的信号转导是一致的。因此,这项研究结果证明类整合蛋白存在于蚕豆保卫细胞的质膜上。     

溴氰菊酯对鼠脑蛋白质磷酸化作用的影响

溴氰菊酯作为神经毒性的杀虫药剂,其作用机制目前还不很清楚。我们采用[r-~(32)P]ATP与鼠脑制备物一起保温进行蛋白质磷酸化反应、双向聚丙烯酰胺凝胶电泳分离磷酸化蛋白以及放射自显影方法,观察了溴氰菊酯对体外鼠脑内源性蛋白质磷酸化作用     

生长因子受体酪氨酸蛋白激酶及致癌性的阻遏

多肽生长因子（ＰＧＦ）介导之信号的特异性．在于它们能与特殊的细胞表面受体相结合，激发细胞内的一系列生理生化过程．生长因子受体都具有内在的酪氨酸蛋白激酶（ＴＰＫ）活性。生长因子与受体结合后能激活ＴＰＫ，导致各种细胞蛋白质的磷酸化和受体自身的磷酸化．许多癌基因产物都具有ＴＰＫ活性，ＴＰＫ的功能是使生长因子信号变为细胞内信号。肿瘤细胞受体ＴＰＫ区的突变体，虽然可能仍具有结合配体的能力，但丧失了刺激细胞内效应的能力。说明受体信号激活的关键是由一个功能性ＴＰＫ决定的，并通过一些ＴＰＫ的底物来介导细胞内的效应．这使人联想到肿瘤细胞之所以呈失控的增殖状态，与其受体ＴＰＫ的激活及细胞蛋白磷酸化密切相关。