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同型半胱氨酸对蛋白质的修饰作用研究进展
高同型半胱氨酸血症在心血管疾病、孕期并发症、认知障碍和骨质疏松症等疾病发生发展过程中是一个独立的危险因子,同型半胱氨酸的致病机制相关研究一直受到科研工作者的广泛关注.本综述主要介绍新近国际科研界热点,即以蛋白质同型半胱氨酸化为中心的假设理论.该理论以同型半胱氨酸的分子化学性质为基础,通过两种基本的蛋白质修饰途径,较好地解释了蛋白质的结构和功能损伤之间的关系,而这种对蛋白质的修饰所造成的血管性损伤也许正是引起上述多种不甚相关疾病的共同关键机制.
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转录后加工和蛋白质修饰异常参与系统性红斑狼疮的病理机制
系统性红斑狼疮(SLE)是一种以自身抗体产生和免疫复合物形成为特点的自身免疫性疾病,发病机制目前尚不完全明确.研究表明,异常的转录后信使RNA加工和蛋白质翻译后修饰影响SLE疾病的发生、发展.异常的RNA编辑和剪接导致细胞合成功能紊乱的蛋白质,或者在错误的时间里合成有活性的蛋白质,蛋白质翻译后修饰在机体对自身多肽产生免疫原性或耐受性方面具有决定性作用.该文将对转录后加工和蛋白质修饰异常参与SLE的病理机制予以综述.
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蛋白质SUMO化修饰循环通路在胚胎发育中的作用
小分子泛素样调节蛋白(small ubiquitin-related modifier,SUMO)化修饰是一种可逆的蛋白质翻译后调节形式.SUMO与泛素结构相似,但功能迥异.SUMO底物可定位于细胞核、细胞膜及细胞质,绝大多数为转录因子和表观调节子.SUMO通过E1激活酶、E2结合酶和E3连接酶与靶蛋白上特定的赖氨酸位点共价结合,调节细胞功能,如控制细胞周期、调控转录、调节亚细胞定位等.近年许多研究证明,SUMO化修饰在早期胚胎发育中发挥重要作用.在胚胎发育过程中,蛋白质SUMO化修饰参与调控胚胎发育的多个环节中的多个分子事件,如维持染色体的完整性、分离控制着丝点聚集、调控生殖细胞发育及减数分裂成熟等.总结新的研究成果,概括SUMO化修饰在胚胎发育中的作用.但由于该项研究刚刚起步,SUMO化循环通路在胚胎发育中的全部生理学功能仍有待进一步研究.
关键词： 泛素 胚胎发育 蛋白质修饰 转译 小分子泛素样调节蛋白 -
O-GlcNAc修饰在谷氨酰胺诱导LPS干预的大鼠心肌细胞HSP70表达中的作用
目的 探讨O位-N-乙酰葡萄糖胺(O-GlcNAc)修饰在谷氨酰胺(Gln)诱导LPS干预的大鼠心肌细胞热休克蛋白70(HSP70)表达中的作用.方法 出生48 h的SD大鼠,原代培养心肌细胞,随机分为6组,每组11瓶(1×106个,瓶):对照组(C组)加入双蒸水25 μl;Gln组加入Gln,终浓度5 mmol/L;LPS组加入LPS,终浓度4 μg/ml;Gin+LPS组依次加入Gln和LPS,Gin终浓度5 mmol/L,LPS 终浓度4 μg/ml;Gln+LPS+Alloxan组依次加入Gln、LPS和O位-N-乙酰氨基葡萄糖转移酶抑制剂Alloxan,Gln和LPS终浓度与Gln+LPS组相同,Alloxan终浓度1 mmol/L;Gln+LPS+PUGNAc组依次加入Gln、LPS和O位-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶抑制剂PUGNAc,Gln和LPS终浓度与Gln+LPS组相同,PUGNAc终浓度100 μmol/L.各组孵育6 h后测定心肌细胞存活率、O-GlcNAc和HSP70的表达水平.结果 各组大鼠心肌细胞存活率比较差异无统计学意义(P>0.05);与C组比较,其余组心肌细胞0.GlcNAc和HSP70的表达上调(P<0.05);与LPS组比较,Gln+LPS组和Gln+LPS+PUGNAc组心肌细胞O-GlcNAc和HSP70的表达上调(P<0.05);与Gln+LPS组比较,Gin+LPS+Alloxan组心肌细胞0-GlcNAc和HSP70的表达下调,Gln+LPS+PUGNAc组心肌细胞O-GlcNAc和HSP70的表达上调(P<0.05).结论 Gln诱导LPS干预大鼠心肌细胞HSPT0表达上调的机制可能与O-GlcNAc修饰有关.
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蛋白O-GlcNAc修饰在谷氨酰胺改善感染性休克大鼠血管低反应性中的作用
目的 评价蛋白O位-N-乙酰葡萄糖胺(O-GlcNAc)修饰在谷氨酰胺改善感染性休克大鼠血管低反应性中的作用.方法 健康雄性SD大鼠32只、2～3月龄,体重250 ～ 300 g,采用随机数字表法,将其随机分为4组(n=8):假手术组(S组)、感染性休克组(C组)、谷氨酰胺组(G组)和四氧嘧啶组(A组).采用盲肠结扎穿孔法制备感染性休克模型.于造模前1hG组和A组经30 min静脉输注谷氨酰胺0.75 g/kg,A组同时腹腔注射四氧嘧啶90 mg/kg.于造模后6h、依次静脉注射去氧肾上腺素(PE) 0.5、1,0、2.0、2.5 μg/kg,每次间隔20 min,计算给药后MAP的增幅百分比.经心内穿刺采集血样,测定血清NO浓度.处死后取胸主动脉环行血管张力实验,计算离体血管环对PE反应的半数有效浓度(EC50)和大效应(Emax)；测定胸主动脉蛋白O-GlcNAc修饰和诱导型一氧化氮合酶(iNOS)水平.结果 与S组比较,C组、G组和A组MAP增幅百分比、离体血管环对PE反应的Emax降低,离体血管环对PE反应的EC50、血清NO浓度、胸主动脉iNOS含量和蛋白O-GlcNAc修饰水平升高(P＜0.05)；与C组比较,G组胸主动脉蛋 白O-GlcNAc修饰水平升高,离体血管环对PE反应的EC50降低,G组和A组MAP增幅百分比、离体血管环对PE反应的Emax升高,胸主动脉iNOS含量和血清NO浓度降低(P＜0.05)；与G组比较,A组高体血管环对PE反应的EC50、血清NO浓度、胸主动脉iNOS含量升高,MAP增幅百分比、离体血管环对PE反应的Emax和蛋白O-GlcNAc修饰水平降低(P＜0.05).结论 谷氨酰胺通过提高蛋白O-GlcNAc修饰水平改善感染性休克大鼠血管低反应性.
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基因调控在脓毒症患者中的应用
目前,脓毒症发病率高,临床上缺乏快速有效地救治手段,已经成为我国重症监护病房(ICU)的主要死亡原因之一。而近年来,对于基因调控研究范围也在逐渐扩大,随着对于脓毒症发病机制的进一步认识,人们开始从分子水平上探索治疗脓毒症的新方法。核转录因子-κB (NF -κB)是重要的转录调控因子,被激活后可以调节炎性介质的表达,并且与脓毒症肺损伤关系密切。微小 RNA 分子(miRNA)主要在转录后水平发挥作用,miRNA 很早以前就被发现,并在近十年的研究中取得丰硕的成果,尤其是在机体免疫调节及脓毒症等感染相关性疾病等研究方面。另外,加工修饰后的蛋白质也可以调节脓毒症的炎症反应。但由于蛋白质加工修饰的方式及位点不同,因此,对于炎症反应发挥的调控作用也不尽相同。本文对于脓毒症基因调控的研究热点及其作用机制做一综述,为研究脓毒症治疗提供新的方向。
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食管癌TACSTD1基因启动子区甲基化与组蛋白修饰对其表达的影响
目的:研究食管癌组织中肿瘤相关钙信号转导蛋白1(tumor-associated calcium signal transducer 1,TACSTD 1)基因的表达,以及基因启动子区甲基化状态和组蛋白修饰对其表达的影响.方法:应用免疫组织化学、甲基化特异性PCR(methylation specific PCR,MSP)、染色质免疫沉淀(chromatin immunoprecipitation,ChIP)的方法对正常食管黏膜组织和食管癌组织进行检测,分析TACSTD1基因编码蛋白EP-cam的表达、基因启动子区甲基化状态和组蛋白修饰情况的差异.结果:EP-cam蛋白在食管癌组织中表达的阳性率为95%, 而正常食管组织中未见阳性表达(P<0.001);正常食管和食管癌组织中TACSTD1基因启动子区的检测位点均为非甲基化状态;甲基化的组蛋白H3K4和乙酰化的组蛋白H3与TACSTD1基因启动子区的结合水平在正常食管组织和食管癌组织中存在明显差异,食管癌组织明显高于正常组织(P<0.001).结论:食管癌组织中TACSTD1基因编码的蛋白高表达,组蛋白的甲基化和乙酰化修饰作用在其高表达过程中可能起重要作用.
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β-细辛醚对APPswe/PS1dE9双转基因小鼠脑组织中差异蛋白表达的影响
目的 观察β-细辛醚对APPswe/ PS1dE9双转基因小鼠脑组织中差异蛋白表达的调节作用,探讨其对阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)的治疗作用机制.方法 实验动物分为正常对照组(C57BL/6J小鼠)、模型组(APPswe/ PS1dE9小鼠)和β-细辛醚治疗组(APPswe/PS1dE9小鼠),每组10只.β-细辛醚治疗组用灌胃方法给药,正常对照组和模型组给予等量生理盐水,历时90 d.用Morris水迷宫行为学方法测试小鼠学习记忆能力,用免疫组织化学方法检测小鼠脑组织中β-淀粉样前体蛋白(APP)的表达.用同J位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)技术对小鼠脑组织进行蛋白质组学分析,用蛋白质印迹法鉴定差异蛋白H2A、H2B的表达.结果 与模型组小鼠比较,经β-细辛醚治疗后,小鼠的逃避潜伏期和第1次穿越平台时间缩短(P＜0.05),平台穿越次数增多(P＜0.05),APP的表达减少(P＜0.05),差异蛋白组蛋白H2A 1-H、H2B 2-E和H2B 1-F/J/L的表达水平下降(P＜0.05).结论 β-细辛醚能够介入到组蛋白的修饰过程而起到治疗作用,这可能是其改善β-淀粉样肽毒性所致学习记忆能力下降的机制之一.
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去SUMO化蛋白酶的生物学功能与作用基础研究
小泛素样修饰蛋白(SUMO)修饰是一种新发现的类泛素蛋白质修饰形式.SUMO修饰由活化酶E1、接合酶E2和连接酶E3等三个酶相继作用来完成.同时它又是一个动态的、可逆的过程,其去SUMO修饰的过程则是由SUMO特异性蛋白酶(SENP)家族来介导.在蛋白质SUMO修饰的动态过程中,SENP介导的去SUMO过程是决定其靶蛋白质SUMO修饰水平的一个主要因素,同时也是SUMOylation被调节的一个主要环节.SENP家族包括SENP1、SENP2、SENP3、SENP5、SENP6、SENP7等成员,每个成员具有不同的细胞内定位和底物特异性.虽然对其生化特性进行了大量研究,但SENP在参与的细胞生命活动过程中的作用并未十分了解.我们通过分析SENP1和SENP2基因敲除小鼠的表型,发现了SENP1通过正反馈机制调控缺氧-HIF1α和雄激素受体所介导的信号通路,从而在HIF1α与AR所参与的生理病理过程中发挥了重要作用.同时,我们发现SENP2通过调控PeG的活性,参与心脏的发育过程.这些结果表明SENP在调控其靶蛋白所参与的信号通路中发挥了重要作用.
关键词： 小泛素样修饰蛋白 蛋白质修饰 SUMO特异性蛋白酶 -
内质网应激与帕金森病的研究进展
内质网(ER)是蛋白质修饰、折叠和钙存储的场所,各种刺激将干扰ER的功能导致未折叠和错误折叠蛋白的蓄积,引发ER应激(ERS),ERS不仅可以启动只有保护作用的未折叠蛋白反应(UPR)~[1]和ER相关降解(ERAD),还可以触发ERS相关的细胞凋亡.错误折叠的a-突触核蛋白的聚集为帕金森病(PD)发病机制的关键环节.而ERS中目前认识为清楚的UPR作为帮助细胞内蛋自质正确折叠的处理方式,其与PD a-突触核蛋自形成的关系,以及ERS过度所引起的细胞凋亡与PD患者黑质神经元减少之间的关系成为目前PD研究中的热点之一.现将ERS反应与PD的关系综述如下.
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修饰的肿瘤抗原肽疫苗及其在肿瘤治疗中的应用
采用修饰的肽配体和佐剂增强细胞毒性T细胞(CTL)应答效应方法合成的肿瘤抗原肽疫苗,主要包括恶性黑色素瘤分化抗原来源、人表皮生长因子受体2(HER2)来源、癌胚抗原(CEA)来源、NY-ESO-1抗原等来源的肽疫苗.目前,其疫苗的修饰方法、设计原理和提高CTL的应答效应机制的研究进展迅速,且取得较为满意的临床疗效.
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SUMO蛋白酶1与肿瘤
由SUMO(small ubiquitin-related modifier protein)介导的蛋白质翻译后修饰是对其所修饰的蛋白质功能与定位的一个关键性调节机制.SUMO修饰是一个动态的过程,由SUMO特异的El、E2和E3酶来催化, 而可逆反应则是由SUMO特异的蛋白酶家族SENPs来完成.至今已鉴定了六个人SENPs家族成员, 每一个成员有不同的细胞中定位和底物特异性,但这些SENPs在其参与的细胞生物学过程中的确切作用并未十分明确.本文就SENP1和其已鉴定的靶蛋白的一些新进展, 以及它们在肿瘤形成中的潜在作用作一简单地介绍.
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细菌的蛋白质组学研究进展
随着"人类基因组计划"的完成,包括双向电泳和质谱技术的蛋白质组学逐渐成为了医学研究的中心.细菌作为医学研究的对象和工具,其蛋白质组的研究是对其基因组的补充,对人类蛋白质组的前瞻.研究主要集中在新蛋白的发现、蛋白质间的修饰、蛋白质组的比较和蛋白质间的相互作用等方面,为新抗生素靶位的发现、新替代疫苗的研制、致病机制及耐药机制的研究提供了依据.本文就细菌蛋白质组研究进展作一简要的概述.
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原癌基因pim-2分子生物学特性研究
研究原癌基因pim-2的分子生物学特性,分析其相关机制.使用生物信息学方法和技术研究分析原癌基因pim-2,用在线服务器分析pim-2基因的染色体定位,预测外显子、开放式阅读框、CpG岛和miRNAs互补片段等.用生物信息学软件预测原癌基因pim-2转录蛋白的理化性质和蛋白序列各类修饰位点,如泛素化、糖基化等,计算抗原指数,模建空间结构.结果显示原癌基因pim-2有6个外显子,CDS编码框转录一段含311个氨基酸的肽链;基因启动子存在CpG岛;3'UTR区域含miRNA基因.Pim-2蛋白分子量34 188.47,等电点5.78,不稳定指数是45.87,消光系数为279 nm;蛋白序列分布着多处共价修饰位点、2处泛素化位点、4处糖基化位点、1处SUMO化位点、1处亚硝基化位点以及2处棕榈酰化位点;蛋白序列存在16段抗原指数较高区域.研究表明原癌基因pim-2序列上所分布的相关区域和修饰位点与其致癌作用存在密切关系.
