MFS超家族转运蛋白结构基础及转运机制

MFS(major facilitator superfamily)转运蛋白家族是目前已知的最大的膜转运蛋白家族之一.该家族膜转运蛋白广泛存在于整个生物界,其功能也与很多生命活动现象息息相关.作为膜转运蛋白,其基本功能是协助完成物质的跨膜转运.为了更好地理解MFS超家族蛋白如何实现物质的跨膜转运,科研人员致力于对其进行结构生物学研究.至今为止,总共有16个MFS超家族蛋白成员的结构得到解析.有限的结构信息可以提供一些线索,帮助我们理解跨膜物质转运的机制.本文除了介绍MFS超家族蛋白结构生物学和转运机制的研究进展外,还通过对已有结构和转运机制的介绍,实现对将来研究的展望.     

植物ABCG转运蛋白功能的研究进展

高等植物中细胞器及细胞之间是由生物膜分隔开来,但在植物的生理代谢及应对逆境胁迫的过程中,细胞器及细胞之间需要大量的信号与物质的交流.多数情况下,这些跨膜交流由膜上的转运蛋白来执行,其中以ABCG亚家族为代表的ABC转运蛋白家族是一类介导多种不同类型物质的跨膜转运以完成相应功能的转运蛋白.植物比其他真核生物拥有数量更多的ABCG转运蛋白,表明植物中ABCG转运蛋白具有多样且重要的功能. ABCG转运蛋白不仅参与植物正常生长发育过程中许多物质的转运,执行诸多重要的生理功能,还广泛参与植物对干旱、重金属、温度、渗透和抗生素等非生物胁迫,以及病原菌、害虫和植物化感作用造成的生物胁迫响应过程中的信号与物质转运,说明ABCG既与植物的正常生长发育相关,也在植物抵抗逆境胁迫中发挥重要作用.本文对植物ABCG转运蛋白的结构、分类、生理功能及在抗生物与非生物逆境胁迫的功能进行系统总结,为深入了解植物ABCG转运蛋白多样化功能、研究趋势和利用植物分子育种技术对ABCG基因进行表达调控以获得具有优良特性的植物新种质提供重要借鉴和参考.     

人去甲肾上腺素转运蛋白基因的研究

去甲肾上腺素(NE)是儿茶酚胺类递质的一种,存在于节后交感神经和中枢神经系统内.在去甲肾上腺素能神经元中,突触传递包括3个步骤:NE由突触前膜释放到突触间隙;间隙中的NE与突触后膜上的受体作用;接着NE被突触前神经元或胶质细胞重新吸收.NE再摄取的过程需要钠离子依赖性的去甲肾上腺素转运蛋白(NET)参与.NET是一类药物的作用     

金属转运蛋白SLC39A14的代谢性功能研究进展

微量元素是维持人体生理和代谢功能的重要的营养素之一,既可参与人体生理生化功能调控,亦可作为生物大分子的组成或辅助成分,如激素和维生素有机组成.微量元素对维持机体正常生命活动具有重要意义.其中,必需微量元素是机体内不能产生或合成但又是维持生物体正常生理机能不可或缺的,如铁、锰、锌等,主要通过消化道中不同的金属转运蛋白(metal transporter)转运吸收.近年来,随着金属转运蛋白不断被鉴定与发现以及金属转运蛋白的功能研究进展,认为SLC39A14在不同组织中参与铁、锌、锰等必需微量元素转运,并且参与多种生物学功能.基于目前对金属转运蛋白在代谢性器官以及代谢性疾病中的作用机理的了解和认识,本文回顾性总结了金属转运蛋白SLC39A14在不同代谢组织器官的代谢性功能和作用机制.     

新的羰基锝标记多巴胺转运蛋白显像剂的研究

近年来, 羰基锝中间体的水相常压制备为其在放射性药物中的广泛应用奠定了基础, 为了得到选择性更好的锝标记多巴胺转运蛋白(DAT)显像剂, 设计合成了一种新的苯托品衍生物(Tropyn), 通过“2＋1”混配法制备得到一种新的羰基锝配合物[^99mTc(CO)₃(Tropyn)I], 初步动物实验结果显示它有较高的脑摄取, 在DAT浓集的纹状体部位有明显的特异性摄取, 有较高的DAT/5-HTT选择性, 因此有希望成为新的第二代锝标记多巴胺转运蛋白显像剂.     

Ser354和Ser357参与去甲肾上腺素转运蛋白的底物转运

对去甲肾上腺素转动蛋白（ＮＥＴ）第７跨膜区的Ｓｅｒ＾３５４和Ｓｅｒ＾３７５进行了突变研究。结果表明,上述２个位点双突变后,ＮＥＴ的底物转运活力下降到本底水平。考虑到这２个氨基酸残基在同一转运蛋白家族中的保守性以及和β－肾上腺素受体中的相似性,推测它们在ＮＥＴ中的作用与底物的识别与转运有关。     

天花粉蛋白与单核苷酸作用机制的研究

天花粉蛋白(trichosanthin,TCS)是一个Ⅰ型核糖体失活蛋白(Ribosome Inactivating Protein,RIP)。亦是一个能使28SrRNA的4324位腺苷酸水解掉腺嘌呤碱基的N-糖苷酶。晶体结构测定和突变体活性测试,确定了两结构域之间分子表面凹陷区就是它的N-糖苷酶活性口袋,并为结构与功能研究提供了扎实的基础。为探索RIPs的N-糖苷酶作用机制,杨洁等人做了TCS-FMP,TCS-Ade(AMP的产物,腺嘌呤)复合物的晶体结构;Xiong等人做了TCS-NADPH复合物的晶体结构;Ren等人做了αMMC-FMP,αMMC-Ade复合物的晶体结构;Monzingo等     

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     

一种胡萝卜蔗糖转运蛋白基因家族新成员的分离及功能鉴定

培养基中蔗糖浓度的变化可以调控胡萝卜体细胞胚根的发育进程。为了分析在此过程中蔗糖的转运与体细胞胚根发育的相关性。利用RT－PCR获得胡萝卜蔗糖转运蛋白基因的探针,筛选蔗糖调控状态下的胡萝卜体细胞胚的cDNA文库,分离到蔗糖转运蛋白基因家族的一个新成员的全长cDNA,命名cSUT基因(GenBank注册号为AB036758）。对该基因的编码蛋白进行结构分析表明,其具有典型的12个跨膜结构域。在酵母中的表达分析证明,cSUT基因的编码蛋白有转运蔗糖的功能,转运活性受pH值影响较大,Km为9mmol/L,且对蔗糖的运输具有专一性,Northern杂交结果显示其主要在根部表达,且在蔗糖调控与解调控的胡卜体细胞胚发育的不同时相存在显著表达差异,推测cSUT基因与蔗糖的信号转导以及胚根的发育密切相关。     

含2’-脱氧-2’-氟-嘧啶核苷的二核苷单磷酸的RNase A催化合成

RNase A催化核糖核酸水解,产物为3′端嘧啶核糖核苷-3′-磷酸的片断.但这个反应是可逆的.Bernfield等曾报道RNase A催化U>p和U合成U_pU.汪猷等报道了用RNaseA和它的C端去四肽和去六肽修饰物催化U>P和C合成U_pC.由于氟的强电负性以及它介于H和OH之间的原子半径,许多氟取代的有机化合物产生特有的性质.核糖核苷的2′-OH被氟取代后产生的2′-脱氧-2′-氟核苷,其构象主要是2′-endo-3′-exo型,并且糖苷键的稳定性较天然核苷的高.已有研究证明,2′-脱氧-2′-氟核苷可以是     

小麦中一个PDR型ABC转运蛋白基因的克隆和特征分析

脱氧血腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol, DON)在小麦赤霉病发病过程中起重要作用, 是一种毒性因子. 禾谷镰刀菌的侵染能力依赖于其产生DON的能力, 抗病品种能显著降低病穗组织中DON的含量. 本研究利用Affymetrix小麦基因组芯片, 对抗赤霉病小麦品种望水白经DON诱导后的穗组织基因表达特点进行了分析, 结果发现, 一个编码PDR型转运蛋白的EST受DON诱导后上调表达45倍. 根据该EST设计引物筛选小麦基因组TAC文库, 得到一个包含该基因的TAC单克隆. 利用染色体walking对该单克隆测序, 用Softberry软件进行基因预测, 根据预测基因的5′和3′非翻译区设计引物, 从DON诱导的小麦望水白穗组织cDNA中克隆出该转运蛋白基因. 该基因组全长7377 bp, 包含19个外显子, CDS长度为4308 bp, 编码长1435 aa且分子量161 kD的蛋白. 蛋白序列比对表明, 该基因属于PDR蛋白家族, 命名为TaPDR1 (Triticum asetivum Pleiotropic Drug Resistance). 利用一套中国春缺体-四体系将TaPDR1基因定位在小麦5A染色体上. 半定量RT-PCR表明, TaPDR1在望水白穗中受DON和禾谷镰刀菌诱导表达, 表明其参与了植物抗病防御反应. 该基因在望水白感病突变体中低水平表达, 进一步证明TaPDR1与赤霉病抗性有关. TaPDR1的表达不受与生物胁迫相关的激素(JA和SA)和非生物胁迫因子(热、冷、伤害和NaCl)的诱导, 但受到Al³⁺和游离Ca²⁺的诱导表达, 推测[Ca²⁺]i介导了TaPDR1的表达信号.     

非环状腺嘌呤核苷类似物的合成

在抗病毒剂的合成中,已知某些腺嘌呤核苷,如3-dezadennosine、3-deazanisteromysin、Neplonocin及非环状腺嘌呤核苷类似物,(S)-9-(2,3)-双羟丙基腺嘌呤核苷(s-DHPA)都具有抗DNA及RNA抗病毒的生物活性。 约十年前,我们发现羧酸的N-羟基-5-降冰片烯-2,3-双甲酰亚胺(HONB)活泼脂是一个具有优异的选择性的N-酰基化试剂,它只能与脂肪胺,而不与芳香胺起反应;它只能与羟胺的胺基,而不与羟基起反应。     

血蓝蛋白分子的结构、分类及其在进化上的演变

奇异的蓝色的(当结合氧分子时)血蓝蛋白，至今依然在物种数量最多的后生动物类群——节肢动物和软体动物中起着“分子肺“(即呼吸蛋白)的作用，令人迷惑。然而在更古老的年代，它的影响更为重要。本综述了多年来尤其是最近关于血蓝蛋白的结构、分类方面的研究，并综述和进一步探讨了它在进化上的演变。     

含卤有机化合物与甲状腺素转运蛋白相互作用的卤代效应

甲状腺素(thyroid hormones,THs)干扰物(thyroid disrupting chemicals,TDCs)能与THs竞争甲状腺素转运蛋白(transthyretin,TTR)的结合位点而影响THs体内平衡.TDCs结构中的卤素基团是影响TDCs与TTR相互作用的关键性结构因子.本研究分析了卤代化合物与TTR的复合物结构和卤代化合物与TTR的相互作用势(logRP),发现卤键和卤氢键、诱导效应和疏水效应是影响有机卤化合物与TTR相互作用的关键因素.卤键(主要是卤氧键)和卤氢键的形成,增强了有机卤化合物与TTR的相互作用.对可电离化合物,诱导效应是卤素基团影响logRP大小的重要因素,疏水效应是卤素基团影响多溴联苯醚(PBDEs)等不可电离化合物与TTR相互作用的主要因素.     

神经元胞浆快转运的一个数学物理描述

神经元内部活性物质的转运,不仅是神经调控活动的物质基础,而且形成了神经系统中的分子信息传递,具有十分重要的生物学意义。自Weiss提出物质在神经元胞浆中转运以来,已进行了大量的研究。目前已经了解活性物质在神经元胞浆中转运的能源是ATP,快转运的载体是微管,离细胞体顺向转运的动力是驱动蛋白(kinesin),向胞体逆向转运的动力是     

Na~ /H~ 逆向转运蛋白NhaH短的C末端亲水域介导盐抗性和pH感应

Na /H 逆向转运蛋白在维持细胞质低的Na 浓度和pH稳态等生命活动过程中扮演重要角色,然而,到目前为止,对原核微生物Na /H 逆向转运蛋白的C末端亲水域的结构和功能还知之甚少.我们曾从达坂喜盐芽孢杆菌(Halobacillus dabanensis)D-8菌株中克隆得到第一个中度嗜盐菌来源的Na /H 逆向转运蛋白基因nhaH.疏水性分析表明,NhaH的C末端亲水域只包含9个氨基酸残基(395PLIKKLGMI403),大大短于与之高度同源的SynNhaP1和ApNhaP的C末端亲水域.本研究采用PCR方法,构建NhaH蛋白的C末端亲水域缺失突变体nhaH-C.耐盐性实验表明,C末端亲水域的缺失显著地抑制大肠杆菌缺陷株KNabc的互补能力.基于荧光强度的翻转膜活性测定结果显示,NhaH?C的Na /H 和Li /H 逆向转运蛋白活性显著低于NhaH,而且前者的Na /H 逆向转运蛋白活性向酸端偏移,表明Na /H 逆向转运蛋白NhaH短的C末端亲水域在阳离子结合、转运和pH感应上起重要作用.     

粟酒裂殖酵母U6 snRNA 中一个新的甲基化核苷的鉴定

采用在不同的ｄＮＴＰ浓度下进行逆转录的方法,发现了粟酒裂殖酵母（Ｓｃｈｉｚｏｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｐｏｍｂｅ） Ｕ６ ｓｎＲＮＡ中一个新的 ２’－Ｏ－核糖甲基化核苷 Ａｍ６４;指出 Ｕ６ ｓｎＲＮＡ的 ５’端存在一个阻碍逆转录酶通过的高级结构．     

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.     

细胞核迁移相关蛋白的研究进展

细胞核迁移是一种细胞核向细胞中特定位点移动的非随机现象, 对于生长、分裂以及发育等正常细胞活动至关重要. 大量研究表明, 这一过程涉及细胞骨架、分子马达和其他相关蛋白. 虽然在高等生物尤其是高等植物中的研究才刚刚起步,但是在酵母和丝状真菌中对于这些相关蛋白的研究已经很深入.     

质体磷酸转运器的专一性和功能的多样性

本文将对植物细胞的不同质体中磷酸转运器,(一种执行跨质体膜载运物质功能的蛋白复合体——译者注)专一性的差异进行比较。C_3植物菠菜的磷酸转运器承担着质体膜内外无机磷酸、二羟丙酮磷酸和3-磷酸甘油酸之间的反向交换;C_4植物和CAM植物叶绿体中的磷酸转运器除转运上述代谢物外,还能运输磷酸烯醇式丙酮酸;豌豆根的质体中,磷酸转运器还转运葡萄糖-6-磷酸。立足于不同质体各自的特殊功能,我们将阐述磷酸转运器的这种多样性。