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• 2014年, 30卷, 第7期
  刊出日期：2014-07-20

    

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  综述
  研究论文
  
  

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综述
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  活化的T细胞核内因子（NFAT）的调节及其在神经系统中的功能

  孙越 赵艳娥 骆静

  中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(7): 623-629. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2014.07.001

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  活化的T细胞核内因子（nuclear factor of activated T-cells, NFAT）作为细胞信号转导通路中的一类重要的转录因子参与细胞功能的调节. NFAT的活化主要是通过细胞内钙/钙调神经磷酸酶（Ca2+/calcineurin）的刺激启动，它脱磷酸后发生核转位并与DNA的特定序列结合,同时通过与其它转录因子的协同作用,调节目的基因的特定表达. NFAT在免疫系统中所调节的基因表达已经得到了充分的研究. 近年实验研究发现,NFAT的转录因子家族在脊椎动物的神经系统中也发挥着非常重要的作用. 本文综述了NFAT家族蛋白的分类、结构、磷酸酶与激酶对其出入核的调节及在神经系统中的研究进展，使得能够更加全面地认识calcineurin/NFAT信号通路的作用. 此外,由于环孢菌素A（cyclosporin A）等药物在神经系统应用的局限性,对于NFAT调节深入研究,也将为筛选或者开发更为高效、低毒药物提供新的思路.
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  RNA解旋酶和应激颗粒

  徐峰，夏君，张萍

  中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(7): 630-635. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2014.07.002

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  应激颗粒（stress granules, SGs）是细胞在环境压力刺激下停止蛋白质翻译后，mRNA与多种细胞蛋白组装而成的胞质颗粒结构.RNA 解旋酶家族作为生物体内普遍存在的一类高度保守的蛋白质酶类，参与了RNA代谢各个环节，近年来其家族成员被陆续发现是一类新的SG重要组分.本文综述了RNA解旋酶参与应激颗粒形成过程，RNA解旋酶家族蛋白的结构和其参与应激颗粒形成的研究进展.
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  胎球蛋白A/AHSG的结构与生物学功能

  陈婷，毕捷，曹诚

  中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(7): 636-641. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2014.07.003

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  胎球蛋白A(fetuin-A/ AHSG)是一种由肝脏分泌的人血浆糖蛋白．它在人体血液中的含量与外伤感染、心血管疾病、结石、SARS等疾病相关．AHSG具有高度的遗传多态性，其基因的多态性位点与Ⅱ型糖尿病、血管钙化和SARS的易感性等相关．AHSG有多种生物学功能：能够抑制碱性磷酸钙（basic calcium phosphate, BCP）沉淀，维持体液中钙含量；能够参与巨噬细胞失活，调控炎症程度；能够抑制胰岛素受体自身磷酸化和其酪氨酸激酶的活性，导致产生胰岛素抵抗和Ⅱ型糖尿病；能够与转化生长因子-β（transforming growth factor, TGF-β）结合，进而抑制肠肿瘤的生长．本文将近年来关于AHSG的结构、遗传多态性、含量和生物学功能的研究进展情况作一概述．
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  UCA1及其剪接变异体与膀胱癌

  王宇 陈葳 李旭

  中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(7): 642-646. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2014.07.004

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  尿路上皮癌胚抗原1 (urothelial carcinoma antigen 1，UCA1) 在人膀胱移行细胞癌细胞系 BLZ-211 中包含3个剪接变异体：UCA1、UCA1a 和 UCA1b. 我们以往的研究表明, UCA1、UCA1a 均属于长非编码 RNA (long non-coding RNA，lncRNA)，它们之间具有一段长 1 265 bp 的共同序列. 组织表达谱分析表明,它们具有相似的组织表达模式，提示它们可能与胚胎发育和膀胱癌发生发展密切相关. 异位表达UCA1基因、UCA1a 基因均可以促进人膀胱癌细胞生长，增强细胞的恶性表型，使其体外增殖、迁移、侵袭、抗凋亡能力明显增加，裸鼠致瘤能力明显增强，表明它们在膀胱癌的发生发展中均起到了重要的促进作用. 本文将从基因结构、组织表达谱及机制功能等不同角度系统地阐述UCA1基因及其剪接变异体在膀胱癌中的研究现状与进展.
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  组织蛋白酶D的功能多样性

  张志林 肖蓉 李庆伟

  中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(7): 647-654. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2014.07.005

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  组织蛋白酶D（cathepsin D，CTSD）是真核细胞溶酶体中天冬氨酸蛋白酶家族的主要成员，具有非常独特的合成和转运方式.CTSD由粗面内质网合成，通过多种蛋白质水解途径最终抵达细胞内的小泡结构（溶酶体、核内体、吞噬体）,从而发挥其生物学功能.早期认为，CTSD在溶酶体中只参与蛋白质的水解作用.近年研究发现，CTSD在多种生理（细胞增殖、细胞凋亡、细胞衰老和组织内稳态）和病理（阿尔茨海默病、动脉粥样硬化、先天性肌肉萎缩和癌症）条件中均发挥重要作用，并因其生物学功能的多样性而受到广泛关注.本文将着重对CTSD的生物合成与激活、生物学功能及临床应用进行综述，以期为疾病的诊断与治疗、药物的研发与筛选提供前沿的理论依据，为人类健康带来新的希望.
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  生长因子Progranulin的结合受体和生物学功能

  魏凡华 张玉颖 于修平

  中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(7): 655-659. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2014.07.006

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  生长因子颗粒素蛋白前体（progranulin, PGRN）广泛存在于动物和植物组织中.研究证明，哺乳动物的PGRN是一个多功能分子，在组织/器官发育、细胞分化、肿瘤发生发展、炎症应答以及神经退行性疾病中均具有重要的作用.PGRN发挥生物学功能需要和多种结合蛋白相互结合，例如sortilin、Toll样受体9（TLR9）、肿瘤坏死因子受体（TNFR）及分泌性淋巴细胞蛋白酶抑制因子（SLPI）等. 本文将对PGRN的结合受体和生物学功能进行综述.
研究论文
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  支架蛋白GIT2通过与Smad3相互作用调节其转录活性

  何东方 陈慧 詹轶群 王建 于淼 杨晓明

  中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(7): 660-667. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2014.07.007

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  G蛋白偶联受体激酶相互作用蛋白2(G protein-coupled receptor kinase interacting proteins 2，GIT2)是一种信号支架蛋白,可募集多种信号通路的关键分子,参与肌动蛋白细胞骨架组装、整合素介导的细胞粘附、G蛋白偶联受体的内化及胞内信号传递等生物学过程. 采用酵母双杂交实验证明,TGF-β1信号通路的转录因子Smad3是GIT2的相互作用蛋白质，内、外源免疫共沉淀实验均证实,GIT2与Smad3存在蛋白质相互作用. 报告基因实验及免疫印迹结果表明,GIT2增加Smad3的转录活性并增强TGF-β1诱导的Smad3的磷酸化.研究还发现，Git2-/-小鼠骨髓间充质干细胞(MSC)的Smad3磷酸化受到抑制，其骨形成相关靶基因的表达水平也低于Git2+/+小鼠. 本研究表明,GIT2通过与Smad3的相互作用调节其转录活性并活化TGF-β1信号通路，可能参与调节骨髓间充质干细胞的分化.
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  抑制PI3K信号通路促进TRAIL诱导人乳腺癌细胞MCF-7凋亡

  朱明月 李伟 夏华 鲁琰 董栩 陈栘 郭峻莉 符史干 谢协驹 李孟森

  中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(7): 668-677. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2014.07.008

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  肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand, TRAIL）对癌细胞有独特的细胞毒性作用，而对正常细胞没有影响. 但乳腺癌细胞耐受TRAIL诱导凋亡.本研究探索磷脂酰肌醇-3激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）信号通路对人乳腺癌MCF-7细胞耐受TRAIL的影响. 采用MTT法、显微照相以及DAPI染色观察TRAIL对MCF-7细胞生长的抑制作用以及诱导细胞凋亡状况；流式细胞分析细胞凋亡的情况；激光共聚焦显微镜观察多聚ADP核糖多聚酶-1（poly(ADP-ribose) polymerase -1，PARP-1）的迁移和定位；Western印迹分析死亡受体、caspase-3/8、磷酸化的AKT［pAKT(Ser473)］、Src和PARP-1等蛋白质表达. 结果显示,小剂量TRAIL（< 80 nmol/L）和Ly294002（< 40μmol/L）对MCF-7细胞生长没有显著的抑制作用，但是大剂量TRAIL（160 nmol/L）和Ly294002（80 μmol/L）则能抑制MCF-7细胞生长；低剂量Ly294002协同TRAIL抑制MCF-7细胞生长,并诱导细胞凋亡；Ly294002和TRAIL共同作用能促进PARP-1从胞浆进入细胞核；蛋白质表达分析显示，MCF-7细胞均表达死亡受体DR4、DR5、诱骗受体DcR1和DcR2、以及caspase-8，但是不表达caspase-3；Ly294002和TRAIL共同作用也能抑制pAKT(Ser473)和Src的表达，并且导致PARP-1断裂. 本研究结果提示，抑制PI3K信号可增加MCF-7细胞对TRAIL诱导的敏感性；MCF-7细胞通过PI3K/AKT途径促进Src的表达耐受TRAIL的细胞毒性作用Ly294002联合TRAIL是一种新的药物组合方式治疗乳腺癌.
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  CTSB超表达促进体外培养的猪前体脂肪细胞分化

  张振宇 麦茵 董培越 杨浩 郑雪莉 杨公社

  中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(7): 678-684. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2014.07.009

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  为研究溶酶体组织蛋白酶B(cathepsin B,CTSB)对脂肪细胞分化的影响,本实验构建了Ctsb重组腺病毒超表达载体,包装并侵染体外培养的猪前体脂肪细胞,采用油红O染色，油红O提取比色法检测猪前体脂肪细胞分化的情况,并通过real-time PCR法检测成脂关键基因mRNA水平的变化.结果显示，重组腺病毒Ctsb载体构建成功，转染猪前体脂肪细胞后，使Ctsb的mRNA和蛋白质表达量分别提高了约16倍和12倍. CTSB超表达能促进脂肪细胞的分化和脂质积累，成脂关键基因过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator-activated receptor gamma, PPARγ)、脂肪酸结合蛋白2(adipocyte protein 2, aP2)的表达量均有显著升高. 研究表明,提高Ctsb的表达能促进猪前体脂肪细胞分化,揭示了Ctsb在猪前体脂肪细胞分化过程中可能发挥关键作用. 研究结果为进一步研究其作用机制奠定了基础.
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  ThiS可能作为一个原核翻译后修饰分子通过二硫键结合细胞蛋白

  许建 刘力力 闫征 王楠

  中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(7): 685-690. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2014.07.010

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  泛素及其相关蛋白是真核细胞中广泛存在的结构高度保守的一类小分子蛋白，参与蛋白翻译后修饰. 尽管在少数原核种属含有Pupylation这样的翻译后修饰，在原核细胞中尚未发现通用的泛素样修饰系统. ThiS是原核细胞广泛存在的泛素样小蛋白分子，它作为硫转运蛋白参与辅助因子的合成. 当与靶蛋白融合重组表达时，ThiS可降低靶蛋白在大肠杆菌中的稳定性. 本研究旨在探讨ThiS是否可能在原核细胞中参与翻译后修饰. ThiS在大肠杆菌中重组表达时，它可与细胞蛋白游离巯基发生共价结合，但与真核细胞泛素修饰不同，ThiS是通过12位半胱氨酸的游离巯基与蛋白形成二硫键，而不是通过C端活化的硫代羧基的转化过程发生共价结合. 在细胞内，氧化应激可诱导ThiS与蛋白的共价结合. 结果提示，ThiS在大肠杆菌中与细胞蛋白的结合，可能与真核细胞泛素化修饰在功能上存在进化联系；原核细胞中这种ThiS的结合形式可能代表一种古老的原核泛素样修饰方式.
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  沉默DAXX基因表达促进人卵巢癌细胞凋亡和衰老

  潘巍巍 曹利仙 沈忠飞 徐营

  中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(7): 691-699. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2014.07.011

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  DAXX是Fas死亡结构域相关蛋白(Fas death-associated protein, DAXX)，可与Fas死亡受体的死亡域结合.通过激活c-Jun NH2末端激酶通路,DAXX增强Fas介导的凋亡,同时也增强转录生长因子β依赖的凋亡.本研究通过免疫组化检测人正常卵巢组织和卵巢癌组织中DAXX蛋白表达,然后通过Tet-on诱导体系构建DAXX基因沉默的慢病毒，感染卵巢癌细胞后,加入嘌呤霉素筛选稳定表达的OV2008细胞，四环素诱导DAXX基因沉默，通过免疫印迹和定量PCR检测DAXX基因干扰效果，MTT检测细胞增殖，克隆形成实验检测克隆形成能力，免疫印迹和免疫荧光方法检测DNA损伤蛋白的变化，SA-β-gal检测细胞衰老.结果表明,在人正常卵巢组织中DAXX低表达，而在人卵巢癌组织中DAXX高表达，随着四环素浓度的增加DAXX的表达量降低，DAXX基因沉默抑制卵巢癌OV2008细胞的增殖和克隆形成. 免疫印迹结果显示,DAXX基因沉默可诱导DNA损伤相关蛋白p-H2AX和p-CHK2高表达.SA-β-gal检测结果表明,DAXX基因沉默可诱导OV2008细胞发生衰老,免疫印迹检测发现,p21和p27在 DAXX沉默的卵巢癌细胞中高表达.综上结果，DAXX沉默可以抑制卵巢癌细胞的增殖和克隆形成，同时也促进卵巢癌细胞发生DNA损伤和衰老.该研究为卵巢癌的基因治疗提供新的思路.
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  离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯代盐对溶菌酶结晶的影响

  姬燕培 朱命冬

  中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(7): 700-705. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2014.07.012

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  以亲水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐(BmimCl)为添加剂，研究离子液体对溶菌酶结晶的影响.分别考察了离子液体对溶菌酶晶体数量与尺寸、晶体形貌及蛋白质纯度的影响，并探讨了离子液体对结晶过程影响的作用机制.离子液体通过增大溶菌酶的溶解度和其自身低蒸气压两种途径，降低了溶菌酶在结晶过程中的过饱和度，更有利于晶体的成核和生长,得到更好的结果.如避免多晶态现象的发生，增大晶体的尺寸，降低溶菌酶样品纯度的要求.X-射线衍射分析表明，离子液体未改变晶体的晶型结构，但可提高晶体的衍射分辨率.
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  微囊藻毒素衍生物的化学酶法合成及活性评价

  方剑 何魁芳 季赛 朱鹏 金海晓 严小军

  中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(7): 706-713. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2014.07.013

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  微囊藻毒素是一类环七肽蓝藻环肽化合物，目前自然界已发现70多种，其中microcystins-LR型因其独特的化学结构特征以及特异的磷酸酶结合模式，越来越受到药物化学家的关注. 但因其天然结构中含有2个稀有氨基酸（Adda和Mdha）, 这使其化学全合成的难度增加，同时使其具有极高肝脏代谢毒性，严重影响了microcystin-LR作为新型的磷酸酶抑制剂的开发前景. 本文以蛋白磷酸酶PP2A特异性抑制活性的micorcystin-LR为模板化合物，通过构效分析和GOLD 5.0分子对接结果，用L-Phe和L-炔丙基甘氨酸分别替代Adda和Mdha，设计出1个结合模式与模板较为一致的micorcystin类似物，并利用铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）NRPS/PKS生物合成基因簇中TE结构域，在体外成功催化合成. 该microcystin类似物的体外蛋白磷酸酶抑制实验显示有一定的抑制效果，虽与microcystin-LR本身还存在一定差距，但该microcystin类似物由于将引起肝脏毒性的主要残基Adda进行了取代，因此可以预见本研究最终合成的microcystin衍生物其对磷酸酶抑制活性降低同时，也将相应的降低对肝脏的毒性. 这为开发新的低毒的磷酸酶抑制剂提供了一个新的选择对象， 也为今后micorcystin衍生物的合成提供了一个新的合成思路.
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  干扰Sirt2促进C2C12成肌细胞分化

  吴国芳 路宏朝 贾龙 宋成创 史新娥 杨公社 孙世铎

  中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(7): 714-720. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2014.07.014

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  Sirt2是组蛋白去乙酰化酶(HDAC III)家族成员之一, 对细胞周期、自噬、脂肪细胞分化、神经细胞存活等生物学过程的调节发挥重要作用. 目前，Sirt2在肌肉发育过程中的研究尚未见报道.本文通过构建Sirt2慢病毒干扰载体，侵染C2C12成肌细胞，并用细胞免疫荧光化学、real-time PCR 和Western印迹方法，检测其对成肌分化标志基因及相关信号通路因子的影响. 结果显示,干扰质粒shRNA663处理C2C12细胞后，Sirt2 mRNA及蛋白质表达水平与对照相比显著下调(P<0.01)；C2C12细胞分化第4 d，MyoD，MyoG，MyHC mRNA及蛋白质表达均显著增加(P<0.01); PI3K，AKT，FoxO1磷酸化水平明显升高. 结果表明，Sirt2可通过PI3K/AKT/FOXO1信号通路来促进成肌细胞分化，是肌生成的一个潜在调节因子.
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  不同强度50 Hz脉冲电磁场促进大鼠颅骨成骨细胞矿化成熟最佳参数的筛选

  闫娟丽 王鸣刚 陈克明 葛宝丰 周建 马小妮 宋鹏 成魁

  中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(7): 721-729. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2014.07.015

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  为研究不同强度脉冲电磁场(pulse electromagnetic fields，PEMFs)对大鼠颅骨成骨细胞（rat skull osteoblasts，OB）增殖及成熟矿化的影响,将大鼠颅骨成骨细胞随机分为 7 组. 检测大鼠颅骨成骨细胞的增殖，细胞内碱性磷酸酶（ALP）活性变化，细胞沉积钙盐的情况，组织化学染色以及成骨细胞内标志性分子表达量的改变.结果显示,0.6 mT组促细胞增殖作用最强（P <0.01）；0.6 mT、1.8 mT、3.0 mT和3.6 mT均能提高ALP活性，其中0.6 mT ALP活性最高（P＜0.01）；在磁场处理4 ～12 d时细胞沉积钙盐逐渐增加，6种强度的脉冲电磁场均能促进钙盐沉积，尤以0.6 mT水平最高； ALP 染色、茜素红染色0.6 mT 组均显著高于对照组（P<0.01）；0.6 mT组 Bmp-2和Collagen-1 mRNA 的表达明显（P<0.01）高于对照组，磁场处理组Rankl mRNA 的表达均比对照组低. 0.6 mT 50 Hz 脉冲电磁场是促进成骨细胞增殖和矿化成熟的最佳参数，这为采用脉冲电磁场治疗骨质疏松症提供了治疗参数的基础支持.