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    中国生物化学与分子生物学报
 
2014年 30卷 10期
刊出日期 2014-10-20

综述
研究论文
技术与方法
   
综述
949 PI3K/Akt/mTOR信号通路及临床相关肿瘤抑制剂
陈银涛 于秉治 武迪迪
哺乳动物雷帕霉素靶(mTOR)和蛋白激酶B(Akt/PKB)与肿瘤发生的密切关系已被广泛地认可.mTOR是一种丝/苏氨酸激酶,可以通过影响mRNA转录、代谢、自噬等方式调控细胞的生长.它既是PI3K的效应分子,也可以是PI3K的反馈调控因子.mTORC1 和mTORC2是mTOR的两种不同复合物. 对雷帕霉素敏感的mTORC1受到营养、生长因子、能量和应激4种因素的影响.生长因子通过PI3K/Akt信号通路调控mTORC1是最具特征性调节路径.而mTORC2最为人熟知的是作为Akt473磷酸化位点的上游激酶. 同样,Akt/PKB在细胞增殖分化、迁移生长过程中发挥着重要作用. 随着Thr308和Ser473两个位点激活,Akt/PKB也得以全面活化.因此,mTORC2-Akt-mTORC1的信号通路在肿瘤形成和生长中是可以存在的.目前临床肿瘤治疗中,PI3K/Akt/mTOR是重要的靶向治疗信号通路.然而,仅抑制mTORC1活性,不是所有的肿瘤都能得到预期控制.雷帕霉素虽然能抑制mTORC1,但也能反馈性地增加PI3K信号活跃度,从而影响治疗预后.近来发现的第二代抑制剂可以同时抑制mTORC1/2和PI3K活性,这种抑制剂被认为在肿瘤治疗上颇具前景.本综述着重阐述了PI3K/Akt/mTOR信号通路的传导、各因子之间的相互调控以及相关抑制剂的发展.
中国生物化学与分子生物学报 2014, 30(10): 949-956 [摘要] ( 841 ) HTML (1 KB)  PDF (2085 KB)   ( 1225 )
957 自噬体膜的来源
李文 魏科 冯杜
细胞自噬是指细胞通过自噬-溶酶体(autolysosome)降解变性蛋白聚集物和受损细胞器的过程. 自噬对于细胞内环境的稳态、物质的平衡、胚胎发育以及疾病的发生发挥重要作用. 在电镜下观察,自噬体膜是一个双层脂质膜结构. 细胞中因缺乏除了自噬相关蛋白9 (autophagy-related protein 9,ATG9)以外的自噬体膜相关蛋白,故难以确定自噬体膜的来源. 自噬体膜的来源也因此成为目前自噬研究领域的热点问题. 关于自噬体膜的来源,学术界存在两种观点:一种认为自噬体膜是细胞在自噬体组装位点(pre-autophagosomal structure, PAS)重新合成的;另一种观点则认为自噬体膜来源于细胞已有的某些细胞器(如内质网、高尔基体、内吞体、质膜和线粒体). 该文综述了近年有关自噬体膜来源于细胞已有的某些细胞器的研究进展,旨在为相关领域的研究提供参考.
中国生物化学与分子生物学报 2014, 30(10): 957-962 [摘要] ( 606 ) HTML (1 KB)  PDF (1754 KB)   ( 476 )
963 磷脂酰肌醇3-激酶γ/δ与炎症相关疾病
樊帆 卢晓云 马建岗
磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)是一类脂质与蛋白激酶家族,其主要通过在磷脂酰肌醇的肌醇环三位进行磷酸化产生胞内重要的第二信使——磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸(phosphatidyl inositol 3,4,5-trisphosphate, PIP3)而发挥作用.磷脂酰肌醇3-激酶γ/δ(PI3Kγ/δ)是I类PI3K家族中的成员,其主要表达于免疫相关细胞中,这2种PI3K亚型参与先天性与获得性免疫应答.因此,PI3Kγ/PI3Kδ被视为因免疫反应调控异常导致的炎症疾病的治疗药物靶点.目前,利用特异性抑制剂靶向干预PI3Kγ和/或PI3Kδ,成为炎症相关疾病治疗的新策略.本文简介了PI3Kγ与PI3Kδ在不同类型免疫细胞中的功能;并就采用小分子特异性抑制剂,靶向抑制PI3Kγ和/或PI3Kδ在各类炎症相关疾病中的治疗作用和效果进行综述.
中国生物化学与分子生物学报 2014, 30(10): 963-972 [摘要] ( 658 ) HTML (1 KB)  PDF (3373 KB)   ( 482 )
973 隐花色素--生物磁感应蛋白
陈薇 王晓明 孙红宾
地磁场影响着自然界的生命活动,候鸟、果蝇等就利用地磁场进行导航迁徙.研究表明,鸟类的视网膜中存在一种蛋白名为隐花色素,作为最可能的磁感应分子和光受体. 该蛋白能够在光照条件下,产生自由基对,进行光化学转换.人体内也含有隐花色素蛋白,该蛋白也具有磁感应潜能.本文从地磁感应现象入手,结合最新的研究进展,重点介绍了隐花色素的结构、分类、光反应机制,并且根据光依赖的自由基假说就鸟类感应地磁场这一现象进行了简要阐述,同时对隐花色素研究前景进行了探讨.
中国生物化学与分子生物学报 2014, 30(10): 973-978 [摘要] ( 666 ) HTML (1 KB)  PDF (4636 KB)   ( 740 )
979 小激活RNA(saRNA)——肿瘤治疗新途径
王运 黄文华 孙军
在基因的表达调控过程中,一系列非编码RNA(non-coding RNA, ncRNA)发挥着广泛作用.然而,作为其重要成员的小激活RNA(small activating RNA, saRNA)却没有得到足够的认识和关注.本篇综述旨在介绍saRNA的机制与功能,并评估它的应用前景.文中归纳该领域的最新进展,特别是有关肿瘤治疗的研究. saRNA能识别基因启动子上特定序列、诱导相应基因的转录,从而实现基因激活.这不仅与siRNA(small interfering RNA)的抑制作用相反,而且有其独特的动力学特征.目前,saRNA研究主要集中于肿瘤领域,并发现它对某些肿瘤的生长和转移具有抑制作用,因而有望开辟肿瘤治疗的新途径.本文结尾简要探讨了saRNA在开发新抗癌药物等方面的应用潜力.
中国生物化学与分子生物学报 2014, 30(10): 979-984 [摘要] ( 580 ) HTML (1 KB)  PDF (1364 KB)   ( 293 )
985 DNA甲基化与miRNA相互调节与动脉粥样硬化
张海 张凯 王佐
动脉粥样硬化是一类严重危害人类健康的心血管疾病,其发病机制一直是研究的热点.随着近年表观遗传学研究的深入,特别是人类表观基因组计划(Human Epigenome Project, HEP)的实施,以及国际人类表观基因组协会(Human Epigenome Con-sortium, HEC)的成立,DNA甲基化和miRNA在动脉粥样硬化中的调控作用机制被逐渐认识.它们不仅能够作为独立因子在动脉粥样硬化的发生发展过程发挥作用,而且最新研究发现,它们可以相互形成交叉网络调控,但其具体过程尚未阐明. 本文拟就DNA甲基化、miRNA在动脉粥样硬化发生发展中相互作用的最新研究进行综述.
中国生物化学与分子生物学报 2014, 30(10): 985-992 [摘要] ( 645 ) HTML (1 KB)  PDF (1660 KB)   ( 230 )
研究论文
991 PDZ支架蛋白 PDZK1通过PDZ1与PDZ3结构域与磷脂酶Cβ2羧基末端PDZ结合模块相互作用
严瑾 刘伟
磷脂酶C β (PLCβ)在G蛋白偶联受体 (GPCR)介导的细胞信号转导中发挥重要作用. 通过水解磷脂酰肌醇4,5二磷酸 (PIP2),磷脂酶C β可以产生3种重要的第二信使分子:二乙酰甘油 (DAG)、三磷酸肌醇 (IP3)和质子. 在果蝇中,磷脂酶C β通过它的羧基末端盘状同源区域结合模块 (PBM)与盘状同源区域 (PDZ)支架蛋白—失活无后电位D蛋白 (INAD)相互作用,从而调节果蝇的光信号传导 . 在哺乳动物中,磷脂酶C β家族有4个亚型,每1个亚型的羧基末端都有1个典型的盘状同源区域结合模块. 这一结构特点提示我们,磷脂酶C β可能通过其羧基末端的盘状同源区域结合模块与盘状同源区域支架蛋白相互作用,进而调节它们自身的细胞定位和功能. 然而,目前仍对哺乳动物磷脂酶C β家族的盘状同源区域结合蛋白知之甚少. 本文运用分析型凝胶过滤和等温滴定量热技术,系统地研究了不同磷脂酶Cβ亚型的羧基末端盘状同源区域结合模块与不同盘状同源区域蛋白质的结合. 结果表明,磷脂酶Cβ2的羧基末端盘状同源区域结合模块,可以特异地与含有4个盘状同源区域的支架蛋白—盘状同源区域蛋白1 (PDZK1)以2∶1的方式相互结合. 进一步的测定显示,磷脂酶C β2羧基末端盘状同源区域结合模块在盘状同源区域蛋白1上的结合位点为第1和第3个盘状同源区域,而它们与磷脂酶Cβ2的解离常数分别为11.8±3.4 μmol/L 和33.3±8.7 μmol/L.
中国生物化学与分子生物学报 2014, 30(10): 991-998 [摘要] ( 442 ) HTML (1 KB)  PDF (11970 KB)   ( 210 )
999 过表达Gpr3诱导猪颗粒细胞G1阻滞及凋亡
张宝乐 李晔 徐银学
G蛋白偶联受体3(Gpr3)属于G蛋白偶联受体视紫质家族成员. Gpr3通过激活Gs蛋白介导的下游信号通路,维持卵泡卵母细胞减数分裂的前期阻滞,但在卵泡颗粒细胞中的作用不清. 为了明确Gpr3在猪卵泡颗粒细胞中的功能,构建了Gpr3基因的真核表达载体,利用过表达的方式激活其介导的信号通路,并利用MTT、流式细胞术和real-time PCR等方法检测了过表达Gpr3对猪卵泡颗粒细胞增殖及凋亡的影响. 结果显示,过表达Gpr3后,猪颗粒细胞的增殖水平显著下调,G0/G1期细胞的百分比增加,S期细胞减少,Cyclin B1和CDK1 mRNA的表达量也显著降低;同时,显著增加了颗粒细胞的凋亡率,在抑制Bcl-2表达的同时,促进了Bax的表达. 结果表明:过表达Gpr3在猪颗粒细胞中具有抑增殖促凋亡的作用,丰富了其在调节卵泡发育过程中的生物学功能.
中国生物化学与分子生物学报 2014, 30(10): 999-1006 [摘要] ( 552 ) HTML (1 KB)  PDF (4728 KB)   ( 218 )
1007 三种中药的醇提液对嗜水气单胞菌的抑制作用
谢丽玲 唐伟 李培培 朱炎坤 彭齐,郑玉忠
嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)是引起水产动物细菌性疾病常见的病原菌,不仅严重威胁着海产品的安全,还带来了巨大的经济损失. 而中药(traditional Chinese medicines,TCM)具有天然性、多功能性、毒副作用小和抗药性低等特点. 本文研究了大黄醇提液(RRR)、甘草醇提液(GRR)和金银花醇提液(LJF)对嗜水气单胞菌的作用. 实验结果表明,它们对嗜水气单胞菌的最低抑菌浓度(MIC)分别是1.0 mg/mL,7.8 mg/mL 和3.9 mg/mL;最小杀菌浓度分别是4.0 mg/mL,31.2 mg/mL 和 7.8 mg/mL. 经SDS-PAGE,2-DE和蛋白质质谱(MALDI-TOF-TOF-MS)分析,发现中药醇提液抑制嗜水气单胞菌体内4种蛋白质的表达,分别是30S 核糖体蛋白(S1),F0F1 ATP合酶β 亚基(ATPase-β),异柠檬酸裂解酶(isocitrate lyase)和烯醇酶(NSE). 另外,实时荧光定量PCR结果表明,中药醇提液影响4种蛋白质的mRNA表达.实验揭示,中药醇提液通过调节S1,ATPase-β,isocitrate lyase和NSE这4种代谢酶表达而抑制嗜水气单胞菌的生长,为中药作为饲料添加剂在水产养殖中应用提供理论依据.
中国生物化学与分子生物学报 2014, 30(10): 1007-1016 [摘要] ( 518 ) HTML (1 KB)  PDF (2781 KB)   ( 185 )
1017 水稻镁离子螯合酶调控蛋白Gun4羧基末端的功能分析
黄平 罗韬 周帅祥 罗美中
植物叶绿素生物合成途径(镁分支)中的第一个酶是镁离子螯合酶,它由I(ChlI)、D(ChlD)和H(ChlH)三个亚基组成.各亚基不仅参与叶绿素的生物合成,而且还与叶绿体到细胞核的反向信号传导有关.Gun4是一个卟啉结合蛋白,它能提高植物镁离子螯合酶的活性,在缺乏Gun4的条件下,镁离子螯合酶整个复合物非常不稳定,不足以开始催化反应.我们以前的研究发现,Gun4 的C末端几个氨基酸具有重要作用.在本文中,通过缺失突变,获得了C端缺失了8个氨基酸残基突变的Gun4(Gun4L).酵母双杂交与GST-pull down实验发现,Gun4L仍能与H亚基相互作用,原核表达和纯化Gun4L和镁离子螯合酶各亚基后,重组镁离子螯合酶的酶活分析证实,Gun4L对镁离子螯合酶的活性失去了激活作用.
中国生物化学与分子生物学报 2014, 30(10): 1017-1024 [摘要] ( 523 ) HTML (1 KB)  PDF (4731 KB)   ( 327 )
1025 器壁固定化脂肪酶Pseudomonas cepacia lipase的非水活性与稳定性
李玲玲 闫倩云 丛方地 周学永 刘海学 邢克智 任健 王英超 李涛
许多脂肪酶在有机体系中表现出催化作用,可用于绿色有机合成. 但其催化活性和稳定性明显低于水/油(有机相)界面上的表现. 为了提高脂肪酶在有机反应体系中的活性和稳定性,依据脂肪酶的界面活化机制,以水为酶蛋白构象优化剂、羧甲基纤维素为赋形剂,通过物理吸附的方式,将典型的假单胞菌脂肪酶(Pseudomonas cepacia lipase)固定在锥形瓶的内壁上,形成简易的生物反应器. 为方便检测器壁固定化酶促反应动力学,选择特征吸收为640 nm的生化指示剂2,6-二氯靛酚为反应底物,乙酸乙烯酯为酰化试剂,丙酮为溶剂. 光谱检测表明,催化反应0.5 h后,器壁固定化脂肪酶转化底物的能力是脂肪酶粉的6倍. 在每次催化5 h共10次的循环催化中,器壁固定化脂肪酶的催化活性平均每次仅降低3.2%,而酶粉降低11.8%. 结果表明,该器壁固定化脂肪酶的活性和稳定性相对于酶粉明显提高,这将为通过固定化有效提高脂肪酶的非水催化作用提供重要的参考.
中国生物化学与分子生物学报 2014, 30(10): 1025-1030 [摘要] ( 998 ) HTML (1 KB)  PDF (1005 KB)   ( 300 )
1031 高产紫杉醇内生真菌J11的鉴定
刘明志 段中岗 吕镇城 刘春霞
从南方红豆杉(Taxus chinensis var. mairei)的幼茎中分离出一株产紫杉醇内生真菌J11.菌株J11的发酵提取物经高分辨质谱分析,证实J11菌株可产紫杉醇.提取该菌株的基因组DNA,扩增核糖体internal transcribed spacer (ITS) 和28S核糖体large subunit rRNA gene (LSU) 序列,经测序获得该菌的ITS序列和LSU序列.序列比对和检索结果表明,J11菌株为葡萄座腔菌 (Botryosphaeria ssp.)属中的一个新菌株.形态学鉴定符合葡萄座腔菌属特征,高效液相色谱分析表明,J11菌株的紫杉醇含量约为615.1 μg/L.本研究首次证实葡萄座腔菌J11是一株高产紫杉醇野生型菌株,具有潜在的应用前景.
中国生物化学与分子生物学报 2014, 30(10): 1031-1038 [摘要] ( 680 ) HTML (1 KB)  PDF (8195 KB)   ( 203 )
1039 血清白蛋白与酪胺分子的体外相互作用分析
郭明 范文翔 冯春苗 刘泳滟 郭敏 姚秋萍
利用毛细管电泳 (capillary electrophoresis, CE)建立牛血清白蛋白(bovine serum albumin, BSA)-酪胺(tyramine, TA)分子作用机制的分析方法,构建TA-BSA相互作用模型,并研究其相互作用机理. 生理条件下,采用HD法(Hummel-Dreyer, HD),前沿分析法(frontal analysis, FA)和空峰法(vacant peak, VP)研究TA与BSA的结合机制,构建TA-BSA理论模型,获取TA和BSA相互作用参数,分析理论模型的适用度. 通过分子模拟,构建TA与BSA的结合模型,考察TA的BSA结合机制. 结果表明,HD法和VP法均适用于分析TA-BSA体系的相互作用,VP法最优. 模型适用度分析得出双对数方程最适合模拟TA-BSA相互作用,TA与BSA结合强度较弱,且只有单一类型的结合位点. 构建的TA与BSA结合模型表明,TA与BSA的相互作用力主要是氢键和范德华力,兼有疏水作用力. 本文结果可为分析生物胺-蛋白质分子作用机制研究提供有意义的参考.
中国生物化学与分子生物学报 2014, 30(10): 1039-1046 [摘要] ( 643 ) HTML (1 KB)  PDF (2624 KB)   ( 268 )
技术与方法
1047 基孔肯雅病毒和辛德毕斯病毒可视化基因芯片与荧光基因芯片的建立
薛斐 田明尧 辛舒 任静强 孙文超 阎富龙 温树波 鲁会军 田宇飞 金宁一
根据GenBank中收录的基孔肯雅病毒和辛德毕斯病毒E蛋白基因序列,设计及筛选针对2种病毒的寡核苷酸探针及引物,制备基孔肯雅病毒与辛德毕斯病毒可视化基因芯片与荧光基因芯片,对芯片的灵敏性、特异性进行了验证,并将可视化基因芯片、荧光基因芯片进行灵敏性比较.结果显示,制备的两种基因芯片都能检测到基孔肯雅病毒和辛德毕斯病毒特异性杂交信号.可视化基因芯片、荧光基因芯片检测两种病毒质粒的灵敏度达到9.1×103 copies/mL, 6.8×101 copies/mL和9.1×104 copies/mL, 6.8×103 copies/mL,与普通PCR比较差异显著. 荧光基因芯片灵敏度是PCR方法的10倍,可视化基因芯片是荧光基因芯片灵敏度的100倍. 模拟病毒检测过程特异性检验证明,可视化基因芯片都具有良好的特异性.本试验建立了基孔肯雅病毒与辛德毕斯病毒两种特异的可视化和荧光基因芯片检测方法,两种方法灵敏度高、特异性强,适用于基孔肯雅病毒与辛德毕斯病毒的流行病学调查和种特异性鉴定.
中国生物化学与分子生物学报 2014, 30(10): 1047-1054 [摘要] ( 642 ) HTML (1 KB)  PDF (8635 KB)   ( 224 )
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