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。     

自噬:细胞自身物质更新代谢的重要机制

细胞自噬是一种溶酶体介导的降解通路,对维持细胞稳态平衡有重要作用.2016年诺贝尔生理学或医学奖授予了揭示细胞自噬分子机制的大隅良典教授,以表彰他对该领域的贡献.本文全面解析了自噬这一重要生理过程的研究进展.     

选择性自噬在病原体感染中的作用研究进展

自噬(autophagy)是一种高度保守的物质降解和循环利用的生理过程.该过程以前被定义为饥饿条件下诱导的非选择性过程,随着自噬相关研究的不断深入和发展,研究人员发现,自噬既可以是非选择性过程,也可以是选择性过程.选择性自噬(selective autophagy)是指哺乳动物细胞选择性靶向降解损伤或多余细胞器、蛋白聚集体以及细胞内入侵病原体的自噬过程,对维持细胞内稳态和细胞抵御病原体感染至关重要.近年来,研究发现,一些病原体可通过多种巧妙的策略操纵宿主细胞选择性自噬过程,从而调控宿主细胞的免疫应答,有利于病原体存活和持续性感染.本文对近年来线粒体自噬、内质网自噬和异源自噬等选择性自噬在病原体感染中的作用研究进行综述,旨在为相关研究提供参考.     

HSP70反义RNA对高粱花粉的正常形成的影响

人们发现热激蛋白(Heat shock protein,HSP)普遍存在于动物、植物、微生物和人类之中,它们当中有些具有分子伴侣(Molecular chaperon)的作用,如HSP_(60),HSP_(70),HSP_(90)等,它们参与细胞合成的蛋白多肽折叠,组装成有功能的结构,把它们运输到相应的场所或细胞器中,它们还能修复细胞DNA和核仁的损伤等.因此,它们具有“管家蛋白”的作用,它们对细胞的正常生活、功能发挥和应付外界恶劣环境的变化起着重要作用.在不同生物中同一种热激蛋白,其DNA序列具有很大同源性.我们较早地发现和报道了HSP与高粱雄性不育现象有密切关系.后来我们发现在热蛋白中是HSP_(70)与高粱雄性不育密切相关.但这种关系究竟是因果关系还是平衡关系?本文使用反义RNA研究了这一问题.     

p300和HDAC3介导的可逆的乙酰化作用参与调控IL-18 p1启动子荧光素酶报告基因活性

IL-18是调节先天性免疫和获得性免疫的重要细胞因子, 在Th1的发育中起着重要作用. p300是一种具有组蛋白乙酰化酶活性的转录辅因子. HDAC3是一种组蛋白去乙酰化酶. 通过一系列共转染实验证实, p300能够刺激外源IL-18 启动子活性, 而HDAC3则抑制其活性. p300的乙酰化酶活性对于增强IL-18 p1启动子荧光素酶报告基因激活是必需的. p300能提高转录因子c-Fos介导的IL-18启动子荧光素酶报告基因的活性, 这种作用能被HDAC3抑制. p300对于内源IL-18 mRNA 合成有增强作用. 首次证实了组蛋白乙酰化酶和去乙酰化酶参与IL-18 p1启动子活性的调控, 为进一步研究IL-18基因表达调控的机制奠定基础.     

氧钒离子结合于GroEL(HSP60)并促进GroEL的解聚

对钒化合物在线粒体上的可能作用靶点进行研究, 发现氧钒离子在鼠肝线粒体的结合量达(244±58) nmol/mg蛋白, 表观结合解离常数为(2.0±0.8)×10&;#8722;16 mol/L. 使用凝胶排阻色谱将氧钒离子 结合蛋白分离后, 用质谱方法和免疫试验鉴定线粒体中的主要钒结合蛋白为60 kD的热休克蛋白(HSP60). 实验发现, 氧钒离子结合于HSP60后导致HSP60的聚合体GroEL解聚. HSP60是一个关键的分子伴侣, 许多研究表明它参与一些炎症和自身免疫性疾病(如Ⅰ型糖尿病)的发病过程. 因此, HSP60可能是钒化合物体内作用的一个非常重要的新靶点; 其相互作用可能与钒化合物的降血糖、抗癌的药理以及钒的毒性作用有关.     

染色体分离的分子机理

染色体分离是有丝分裂和减数分裂的关键事件, 是保证姊妹(同源)染色体正确分配到子细胞中关键的调控环节之一. 近年来, 利用酵母等真核模式生物突变体, 研究人员克隆了一些调控细胞分裂早期姊妹染色体黏着和后期黏着素酶解的关键基因, 初步阐明了染色体分离的分子调控机理. 由多亚基蛋白组成的黏着素是保证染色体正确黏着和分离的关键分子. 在细胞分裂中后期过渡时, 经过一系列的分子识别和互作导致黏着素蛋白选择性地降解, 使染色体分离. 本文在详细地讨论了参与有丝分裂染色体分离调节的关键蛋白质及其作用机制的基础上, 简单介绍了有丝分裂和减数分裂染色体分离过程中分子调节的差异, 并分析了染色体分离分子机制研究中尚待解决的关键问题.     

细胞自噬研究概览

自噬(autophagy)是一种细胞通过溶酶体或液泡(酵母),将受损的或多余的细胞组分降解形成生物小分子的细胞代谢过程,在真核生物中十分保守,而其正常与否也与人类的身体健康密切相关。在距Christian de Duve发现溶酶体并提出自噬这个概念50多年后,日本分子细胞生物学家大隅良典因对自噬机制的阐明做出的重大贡献而获得了2016年度诺贝尔生理学或医学奖。本文旨在回顾自Christian de Duve发现溶酶体至今自噬领域的发展历程,并介绍中国的研究现状。     

亲环蛋白的结构与功能

亲环蛋白是一族在生物体内普遍存在的,具有多种生物学活性的蛋白质。其作用涉及抑制Ｔ细胞活化信号的传导、肽基脯氨酸顺反异构酶活性、蛋白折叠、伴侣分子活性、人类免疫缺陷病毒以及光转导等。亲环蛋白对于器官移植中免疫抑制剂的作用机理和人类类固醇激素受体的活化调节都具有重要意义。然而,亲环蛋白在体内的生理功能及其多种生物学活性间的相互关系仍未十分明了。本文将着重从结构角度联系亲环蛋白的功能,对近来了解的亲环蛋     

人大肠癌与早幼粒白血病细胞中内质网分子伴侣Grp94的差异表达

内质网分子伴侣Grp（Glucose regulated protein）94属HSP（Heat shock protein）90家族,是正常细胞内质网腔中含量较丰富的蛋白质,在多种应激条件下其表达水平可明显升高。Grp94的主要功能是参与由内质网合成的蛋白质的折叠装配和跨膜转运。人Grp94编码基因的cDNA长度为2780bp,与编码基因相比,它的两个假基因均有不同程度的插入、缺失与点突变。这些结果均是从非癌细胞研究中获得的。在癌细胞研究中了解到,肿瘤细胞中     

神奇的酵母,科学的宠儿

酵母是一种单细胞真核生物,基于自身诸多优势而成为生物化学、遗传学和细胞生物学的重要研究模型。借助酵母无细胞体系阐明了酶的功能、酶的构成、辅酶特性、tRNA结构和真核转录机制等。酵母作为模式生物在细胞周期、囊泡运输、细胞自噬、端粒保护、蛋白质折叠、未折叠蛋白应答、DNA损伤应答、雷帕霉素靶点和组蛋白调节等重大发现中做出了根本性贡献。许多科学家也因此荣获诺贝尔奖。本文全面介绍酵母在科研中的应用价值。     

生物结构自组装

生物大分子、复合物分子机器、细胞器、完整细胞乃至生命个体的形成, 自组装贯穿其中, 并有极其复杂的调控机制. 本文归纳分析了生物结构自组装的特点及其物理、化学和几何学原理, 并以新生肽链折叠和染色体折叠浓缩为例描述自组装的生物调控原理. 采用自组装策略, 已经开发了许多生物纳米功能结构, 如DNA平面和立体结构、DNA马达、蛋白纳米线、荧光双分子互补系统等. 研究复杂生物体系的自组装极具挑战, 可使我们更接近生命的本质, 还将为纳米科学技术和仿生学提供许多启示.     

微管解聚驱动蛋白Kinesin-13的研究进展与展望

微管是细胞骨架的重要组成成分,其在细胞内的动态调节关系着细胞正常生理功能的发挥和维持.目前发现多种参与细胞内微管组装与解聚调控的蛋白,其中发挥微管解聚功能的Kinesin-13驱动蛋白家族被广泛地研究,该蛋白具有控制有丝分裂,调控纤毛组装与解聚和神经轴突发育与修复等功能.本文主要对Kinesin-13微管解聚机制,以及在主要的模式生物中生物学功能与调控机制进行比较与分析.     

Ras蛋白在组蛋白乙酰化修饰介导的多头绒泡菌(Physarum polycephalum)细胞周期调控中的作用

在天然同步化的多头绒泡菌(Physarum polycephalum)细胞中, 组蛋白去乙酰化酶抑制剂Trichostatin A (TSA) 阻断了细胞周期S/G2, G2/M以及走出有丝分裂期的转换, 同时影响了2种ras基因(Ppras1 和Pprap1)的转录以及Ras蛋白的表达水平. 抗Ras蛋白的抗体中和实验结果表明, Ras蛋白通过调节Cyclin B1的表达水平在细胞周期转换点的调控中起重要作用. 以上结果表明, 在多头绒泡菌细胞中Ras蛋白可能是参与组蛋白乙酰化修饰介导的细胞周期调控过程的一个关键因子.     

RNA折叠

与蛋白质相比,RNA的折叠是一个比较新的研究领域.不同的RNA分子可能沿着不同的路径,以某些与蛋白质折叠并不完全相同的方式构建出复杂的三维结构.在此过程中,RNA要受到许多环境因素的影响.对这些因素以及RNA的折叠机制进行深入的分析,将加深人们对地位显得日益重要的RNA分子的结构与功能的理解,并由此揭示RNA在基因表达调控过程中所起的重要作用.     

植物的耐洪能力可调控

植物是如何感觉低氧水平,从而采取“自救”措施从洪灾中存活下来的?这种分子机制是否可调控?最新研究发现,植物的这种耐洪能力分子机制是可以调控的.这个发现可能会使科学家们研制出产量更高、更耐洪灾的农作物. 这种名为“感氧蛋白转换”的分子机制能够控制关键调节蛋白(即转录因子,能打开和关闭其他基因):氧气水平正常时,这些蛋白会变得不稳定,遭到破坏;氧气水平降低时,这些蛋白会变得稳定.这种稳定性会导致植物的基因表达和新陈代谢机制出现变异,提高其在洪水导致的低氧环境下的存活概率.     

嗜水气单胞菌hfq2基因对生物被膜形成的影响

Hfq蛋白是一种进化上保守的sRNA分子伴侣蛋白,在转录后水平调控RNA翻译,涉及细菌重要生理功能的调节.嗜水气单胞菌ATCC 7966基因组中含有两个hfq基因拷贝(AHA_0924与AHA_3797),目前对AHA_3797(简称hfq2)基因功能的研究比较少.本研究首先利用同源重组技术敲除该基因,发现hfq2缺失后形成生物膜的能力显著降低(P0.001),进一步通过SWATH(sequential window acquisition of all theoretical spectra)定量蛋白质组学技术比较野生型与Δhfq2在生物膜状态下的蛋白表达差异,共鉴定出1538个蛋白,其中131个蛋白表达上调, 140个蛋白表达下调.生物信息学分析表明,生物被膜状态下Δhfq2导致细菌铁离子转运相关蛋白表达上调,趋化作用相关蛋白则大幅度下调.进一步利用Western Blotting对部分差异蛋白的表达进行了验证.最后通过铁离子螯合剂添加试验证实, Hfq2蛋白可以通过影响铁离子动态平衡过程来影响细菌生物被膜的形成.了解Hfq2蛋白在细菌生物被膜形成过程的调控机理,对病原菌的防治以及新型抑菌策略的研发具有重要的科学意义.     

植物的耐洪能力可调控

植物是如何感觉低氧水平,从而采取自救措施从洪灾中存活下来的?这种分子机制是否可调控?最新研究发现,植物的这种耐洪能力分子机制是可以调控的。这个发现可能会使科学家们研制出产量更高、更耐洪灾的农作物。这种名为感氧蛋白转换的分子机制能够控制关键调节蛋白(即转录因子,能打开和关闭其他基因):氧气水平正常时,     

SIRT6蛋白通过H3K9去乙酰化抑制NF-κB信号活性减缓细胞衰老

NAD依赖去乙酰化酶sirtuin(SIRT)家族成员可提高多种器官的寿命.SIRT6表达不足的小鼠可表现出寿命缩短和老龄化表型,该过程中涉及的分子机制还属未知.美国斯坦福大学医学院Howard Y.Chang和Katrin     

类泛素蛋白及其中文命名

泛素家族包括泛素及类泛素蛋白,约20种成员蛋白.近年来,泛素家族领域取得了迅猛发展,并已与生物学及医学研究的各个领域相互交叉.泛素家族介导的蛋白质降解和细胞自噬机制的发现分别于2004和2016年获得诺贝尔奖.但是,类泛素蛋白并没有统一规范的中文译名. 2018年4月9日在苏州召开的《泛素家族介导的蛋白质降解和细胞自噬》专著的编委会上,部分作者讨论了类泛素蛋白的中文命名问题,并在随后的"泛素家族、自噬与疾病"(Ubiquitinfamily,autophagy anddiseases)苏州会议上提出了类泛素蛋白中文翻译草案,此草案在参加该会议的国内学者及海外华人学者间取得了高度共识.冷泉港亚洲"泛素家族、自噬与疾病"苏州会议是由美国冷泉港实验室主办、两年一度、面向全球的英文会议.该会议在海内外华人学者中具有广泛影响,因此,参会华人学者的意见具有一定的代表性.本文介绍了10个类别的类泛素蛋白的中文命名,系统总结了它们的结构特点,并比较了参与各种类泛素化修饰的酶和它们的生物学功能.文章由45名从事该领域研究的专家合作撰写,其中包括中国工程院院士1名,国家"千人计划"学者4名,长江学者3名,国家杰出青年科学基金获得者18名和美国知名高校华人教授4名.他们绝大多数是参加编写即将由科学出版社出版的专著《泛素家族介导的蛋白质降解和细胞自噬》的专家.