首页 > 文章中心 > 蛋白酶体

蛋白酶体

蛋白酶体

蛋白酶体范文第1篇

[关键词]Ⅰ型血小板结合蛋白基序的解聚蛋白样金属蛋白酶;多配体蛋白聚糖;损伤愈合;牙周组织

[中图分类号]Q 51[文献标志码]A[doi]10.3969/j.issn.1673-5749.2012.01.027

Role of syndecan -4 and a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motif -1 in wound healingQin Yanyan, Wang Dan, Lin Chongtao.(Dept. of Periodontics, Hospital of Stomatology, Jilin University, Changchun 130021, China)

[Abstract]Syndecan-4, a newly discovered peptide, which distributes in many tissues, mediates a variety of physiological responses. A disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motif-1(ADAMTS-1), a novel metalloproteinase, is widely expressed in mammals and invertebrates cells. ADAMTS-1 plays a key role in physiology and pathology process such as maintaining coagulation system steady, organ formation, inflammation, reproduction. Many studies have shown that syndecan-4 and ADAMTS-1 are involved in the wound healing, and found that ADAMTS-1 is uniquely cleave the transmembrane proteoglycan syndecan-4. This review is about the structure, properties of the syndecan-4 and ADAMTS-1, and the role of them in wound healing. The purpose is to provide a theoretical basis for periodontal regeneration.

[Key words]a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motif;syndecan;wound healing;periodontal tissue

组织的损伤愈合,伴随着基质的合成和降解。组织损伤之后,局部释放的大量的多配体蛋白聚糖,调控着细胞与细胞外基质(extracellular matrix,ECM)、细胞与细胞间的信号交流,介导成纤维细胞的增殖和迁移,促进伤口愈合[1]。降解ECM的蛋白酶在组织的损伤愈合过程中也起着关键性的作用。迄今为止,多配体蛋白聚糖-4和Ⅰ型血小板结合蛋白基序的解聚蛋白样金属蛋白酶(a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motif,ADAMTS)-1在创伤愈合过程中的作用备受关注。

1多配体蛋白聚糖

1.1多配体聚糖家族的结构和性质

多配体蛋白聚糖与硫酸乙酰肝素蛋白聚糖(heparan sulfate proteoglycans,HSPG)属同一家族成员,亦由核心蛋白和糖胺聚糖侧链组成。多配体蛋白聚糖属于跨膜蛋白聚糖,其核心蛋白由N-末端的胞外区以及C-末端的胞内区和跨膜区组成。N-末端的胞外区除与葡糖氨链、硫酸软骨素和硫酸肝素连接之外,还可以与碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)或者其他生长因子相结合,从而活化细胞表面的HSPG,促进细胞的分裂增生。C-末端的胞内区和跨膜区含有4个酪氨酸残端,这些是磷酸化位点。多配体蛋白聚糖的胞外区是其功能结构区,易变化,而胞内区和跨膜区高度保守。胞内区主要与细胞骨架中含肌动蛋白的微丝结合,参与细胞的移动和黏附过程[2]。多配体蛋白聚糖家族有1~4个成员,多配体蛋白聚糖-4分布广泛,而多配体蛋白聚糖-1、2、3分别主要分布于上皮细胞、成纤维细胞和神经细胞[3]。

多配体蛋白聚糖通过硫酸肝素链(heparan sulfate,HS)与多种细胞外配体相互作用,如多肽生长因子、ECM和蛋白质水解酶等[4]。HS可为多配体蛋白聚糖与细胞外配体结合提供多个结合位点[5],故通过HS,多配体蛋白聚糖可直接参与多种生理过程。

多配体蛋白聚糖在近质膜区有一酶切位点,在ECM酶的作用下使胞外区从细胞表面脱落[6]。胞外区的脱落是所有多配体蛋白聚糖正常生理活动的一部分。组织损伤后,上皮细胞、内皮细胞和成纤维细胞内多配体蛋白聚糖表达增加[7]。在组织损伤液中,多配体蛋白聚糖的胞外区脱落量增加[8]。敲除多配体蛋白聚糖基因的小鼠,其伤口不愈合或延迟[9]。由此可见,多配体蛋白聚糖在创伤愈合过程中起着非常重要的作用。

1.2多配体蛋白聚糖-4的结构和性质

多配体蛋白聚糖-4是一种跨膜蛋白聚糖,属于多配体蛋白聚糖家族成员,广泛存在于多系统组织细胞中,调控着多种生物学效应,在细胞表面的信号转导系统和控制细胞行为方面都起着重要的作用。譬如,在细胞与细胞间的相互作用、细胞与基质间的相互作用以及细胞支持、黏附、增殖、迁移、分化和形态形成方面皆起着重要的作用。左琦等[10]发现,多配体蛋白聚糖-4的表达在炎症反应、创伤愈合以及多种疾病状态中可出现变化。

1.2.1多配体蛋白聚糖-4的结构多配体蛋白聚糖-4为4个独立基因编码的具有组织特异性分布的Ⅰ型整合膜蛋白,相对分子质量约为2.4×104,含197个氨基酸序列,由一条长的无分支的糖胺聚糖(glycosaminoglycan,GAG)链与核心蛋白通过共价键连接。多配体蛋白聚糖-4为单链结构,由一个N-末端功能区,疏水的跨膜区和短的细胞内的C-末端构成。

1.2.1.1多配体蛋白聚糖-4的细胞外功能区多配体蛋白聚糖-4的N-末端为细胞外功能区,是 GAG附着处,可与多种胞外基质配体结合。多配体蛋白聚糖-4不仅能够和许多潜在的配体,包括生长因子和ECM等相互作用,其核心蛋白还可直接参与蛋白质-蛋白质之间相互作用。

1.2.1.2多配体蛋白聚糖-4的跨膜区和胞内区多配体蛋白聚糖-4的跨膜区与其他多配体蛋白聚糖相似且高度保守,可与其他的胞膜组分相互作用,特异性地参与细胞的二聚化作用。多配体蛋白聚糖-4的胞内区短而且序列固定,可以分为近膜区域(C1区)、远膜区(C2区)和可变区(Ⅴ区)。其中,C1区与多配体蛋白聚糖-4的二聚化作用与细胞内蛋白质的结合有关。C2区可与突触后密集区-95/盘大蛋白/密闭小带-1(postsynaptic density-95/disc large protein/zonula occluden-1,PDZ)结构域相互作用。位于C1区与C2区之间的Ⅴ区则有高度的特异性,可特异性地结合磷脂酰肌醇磷酸-2和蛋白激酶C,对其参与的寡聚化作用有着重要的影响[10-12]。

1.2.2多配体蛋白聚糖-4的性质在损伤组织中,成纤维细胞和内皮细胞高度表达多配体蛋白聚糖-4和1,伤口渗出液中也存在着这两种分子的可溶性胞外成分。多配体蛋白聚糖-4和1可作为诸多细胞因子的结合位点,对伤口修复进行调控。其中,多配体蛋白聚糖-4作用更突出,多配体蛋白聚糖-4通过GAG与纤连蛋白的肝素结合点相互作用,影响黏附于纤连蛋白上的成纤维细胞的迁移和基质的沉着,促成纤维细胞反应最优化,有利于伤口愈合更佳[1,13]。

当组织修复发生变异时,多配体蛋白聚糖家族表达常发生改变。不表达多配体蛋白聚糖-4鼠出现愈合受损。在瘢痕组织中,多配体蛋白聚糖-4的表达高于其周围正常皮肤组织。多配体蛋白聚糖-1表达缺失或减少,可能使细胞的生长和分化发生紊乱,导致成纤维细胞大量增殖[1]。

2ADAMTS-1

2.1ADAMTS-1家族

ADAMTS-1是一类新的锌离子依赖性的金属蛋白酶家族,广泛地存在于哺乳动物和无脊椎动物身体之内。ADAMTS家族共有19个成员,在保持凝血系统的稳态、器官生成、炎症和生育能力方面起着重要的作用。ADAMTS与基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)、Ⅰ型解聚蛋白和金属蛋白酶(a disintegrin and metalloprotei-nase,ADAM)同属金属蛋白酶家族,但在结构组成、组织细胞分布、底物作用的特异性和酶活性的调节方面,三者间有明显的差别[14]。

2.2ADAMTS-1的结构和性质

ADAMTS-1定位于人类染色体21q21~q22,其功能蛋白包括前金属蛋白酶、金属蛋白酶、解聚蛋白样结构域以及血小板反应蛋白(thrombospondin,TSP)-Ⅰ同源域、间隔区和C-末端TSP亚基。ADAMTS-1是ADAMTS金属蛋白酶家族的第一个成员,与家族其他蛋白一样具有血小板反应蛋白基序,能与ECM结合,因此ADAMTS-1可分泌到ECM中并与之结合,从而参与ECM蛋白的调节[15]。ADAMTS-1的表达受诸因素影响:致炎细胞因子肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1β和内毒素均可诱导其表达,转化生长因子-2β则可下调其表达[14]。

ADAMTS-1与HS结合之后加速肿瘤转移[16]。Krampert等[17]在研究中发现:在损伤的皮肤组织中,ADAMTS-1的质量浓度增高;ADAMTS-1在损伤愈合的早期由巨噬细胞分泌,后期由成纤维细胞和上皮细胞分泌;ADAMTS-1在高质量时与bFGF结合,干扰其信号传递并抑制细胞迁移;在糖尿病小鼠模型损伤组织中,ADAMTS-1的质量浓度增加更加明显,可能与糖尿病患者伤口不易愈合有关。

2.3ADAMTS-1的功能

1)ADAMTS-1为分泌型蛋白:ADAMTS-1可通过降解ECM蛋白,例如多能聚糖、短蛋白聚糖、聚集蛋白聚糖参与多种生理和病理生理过程;2)ADAMTS-1的抑制血管新生功能:A-DATMS-1可通过抑制血管的生成,参与抑制肿瘤的发生发展;3)DMATS-1的双重功能:在皮肤损伤愈合的过程中,ADMATS-1在低水平时可以通过降解基质蛋白促进内皮和成纤维细胞迁移,其高表达时则结合到成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,FGF)-2,抑制内皮细胞和成纤维细胞的迁移[17]。

3多配体蛋白聚糖-4与ADAMTS-1

膜相关的金属蛋白酶与多配体聚糖-1、4的脱落有关[6],MMP-7和膜型-1-基质金属蛋白酶与多配体聚糖-1的脱落有关[18]。除了MMP,ADAM家族也同样地参与多配体聚糖胞外区的脱落[19]。ADAMTS家族是与多配体聚糖-4胞外区脱落有关的酶,ADAMTS-1特异性地作用于多配体蛋聚糖-4,使其胞外区脱落[20]。这种脱落过程与经激动剂作用脱落的方式相似,可被细胞密度诱导且与细胞密度成正相关。跨膜蛋白胞外区脱落有助于维持ECM的平衡,可提供液态的生理活性因子,诱导细胞行为发生重要变化。

4多配体蛋白聚糖-4与牙周组织

多配体蛋白聚糖是FGF的辅助受体,可令FGF在局部高质量浓度聚集,促进FGF受体二聚化,随后受体的胞内区发生自磷酸化。这个过程将引起信号级联反应,信号传到细胞核激活基因的表达。bFGF生物学效应受多配体蛋白聚糖-4的控制,多配体蛋白聚糖-4的过表达能够加强bFGF的信号传导,而且增强牙周膜细胞(periodontal ligament cell,PDLC)对bFGF的反应,促进其细胞的增殖和迁移[21-22]。

Shimabukuro等[3]发现在含bFGF的人PDLC培养液中,多配体蛋白聚糖-4的质量分数明显增加,细胞表面的多配体蛋白聚糖-4明显减少,多配体蛋白聚糖-4的mRNA无明显变化,多配体蛋白聚糖合成酶的量未增加,多配体蛋白聚糖-1、2、3未出现有意义的变化。他们认为,bFGF促进PDLC的增殖和迁移与多配体蛋白聚糖-4关系密切,且培养液中增多的多配体蛋白聚糖-4是细胞表面脱落造成的,但是其机制尚不清楚。有关ADAMTS-1是否参与了PDLC表面多配体蛋白聚糖-4的脱落,国内外尚未见报道。

5结束语

目前,多配体蛋白聚糖-4和ADAMTS-1的研究方兴未艾,但其在组织损伤修复中的具体功能及相互作用尚不清楚。随着对多配体蛋白聚糖-4和ADAMTS-1研究的进一步深入,把多配体蛋白聚糖-4和ADAMTS-1引入牙周组织的修复再生中,将为探究bFGF促进PDLC增殖和迁移的机制提供新的思路和楔入点。

6参考文献

[1]姜育智,邢新.多配体蛋白聚糖在创伤性愈合和病理性瘢痕中的作用[J].医学综述, 2006, 12(11):658-659.

[2]程波,刘荣卿.蛋白聚糖在毛囊生长发育中的作用[J].国外医学皮肤性病学分册, 2001, 27(1):22-23.

[3]Shimabukuro Y, Ichikawa T, Terashima Y, et al. Basic fibroblast growth factor regulates expression of heparin sulfate in human periodontal ligament cells[J]. Matrix Biol, 2008, 27(3):232-241.

[4]Reizes O, Benoit SC, Clegg DJ. The role of syndecans in the regulation of body weight and synaptic plasticity[J]. Int J Biochem Cell Biol, 2008, 40(1):28-45.

[5]Kreuger J, Spillmann D, Li JP, et al. Interactions between heparan sulfate and proteins:The concept of specificity[J]. J Cell Biol, 2006, 174(3):323-327.

[6]Fitzgerald ML, Wang Z, Park PW, et al. Shedding of syndecan-1 and -4 ectodomains is regulated by multiple signaling pathways and mediated by a TIMP-3-sensitive metalloproteinase[J]. J Cell Biol, 2000, 148(4):811-824.

[7]Elenius K, Paul S, Allison G, et al. Activation of HER4 by heparin -binding EGF -like growth factor stimulates chemotaxis but not proliferation[J]. EMBO J, 1997, 16(6):1268-1278.

[8]Park PW, Pier GB, Preston MJ, et al. Syndecan-1 shedding is enhanced by LasA, a secreted virulence factor of Pseudomonas aeruginosa[J]. J Biol Chem, 2000, 275(5):3057-3064.

[9]Stepp MA, Gibson HE, Gala PH, et al. Defects in keratinocyte activation during wound healing in the syndecan-1-deficient mouse[J]. J Cell Sci, 2002, 115(Pt 23):4517-4531.

[10]左琦,欧阳平. Syndecan-4与动脉粥样硬化[J].广东医学, 2008, 29(5):869-871.

[11]Deepa SS, Yamada S, Zako M, et al. Chondroitin sulfate chains on syndecan-1 and syndecan-4 from normal murine mammary gland epithelial cells are structurally and functionally distinct and cooperate with heparin sulfate chains to bind growth factors. A novel function to control binding of midkine, pleiotrophin, and basic fibroblast growth factor[J]. J Biol Chem, 2004, 279(36):37368-37376.

[12]Tkachenko E, Elfenbein A, Tirziu D, et al. Syndecan-4 clustering induces cell migration in a PDZ -dependent manner[J]. Circ Res, 2006, 98(11):1398-1404.

[13]Tanaka Y, Kimata K, Wake A, et al. Heparan sulfate proteoglycan on leukemic cells is primarily involved in integrin triggering and its mediated adhesion to endothelial cells[J]. J Exp Med, 1996, 184(5):1987-1997.

[14]王利,王宪,孔炜.新型金属蛋白酶ADAMTS家族的研究进展[J].生理科学进展, 2008, 39(1):49-52.

[15]申锷,陈瑞珍,杨英珍,等. ADAMTS-1的基础研究与临床意义[J].国际病理科学与临床杂志, 2006, 26(1):29-34.

[16]Liu YJ, Xu Y, Yu Q. Full-length ADAMTS-1 and the ADAMTS-1 fragments display pro- and antimetastatic activity, respectively[J]. Oncogene, 2006, 25(17):2452-2467.

[17]Krampert M, Kuenzle S, Thai SN, et al. ADAMTS1 proteinase is up-regulated in wounded skin and regulates migration of fibroblasts and endothelial cells[J]. J Biol Chem, 2005, 280(25):23844-23852.

[18]Ding K, Lopez-Burks M, Sánchez-Duran JA, et al. Growth factor-induced shedding of syndecan-1 confers glypican-1 dependence on mitogenic responses of cancer cells[J]. J Cell Biol, 2005, 171(4):729-738.

[19]Edwards DR, Handsley MM, Pennington CJ. The ADAM metalloproteinases[J]. Mol Aspects Med, 2008, 29(5):258-289.

[20]Rodríguez-Manzaneque JC, Carpizo D, Plaza-Calonge Mdel C, et al. Cleavage of syndecan-4 by ADAMTS1 provokes defects in adhesion[J]. Int J Biochem Cell Biol, 2009, 41(4):800-810.

蛋白酶体范文第2篇

【关键词】  蛋白酶体抑制剂;PC12细胞;帕金森病;细胞凋亡

    【Abstract】 AIM: To investigate the effect of proteasome inhibitor MG132 on the proliferation and apoptosis of dopaminergic PC12 cells. METHODS: PC12 cells were treated with MG132 at different concentrations for 3 d. The effect of MG132 on the proliferation of PC12 cells was analyzed through MTT assay and the effect of MG132 on the apoptosis of PC12 cells was analyzed through Giemsa staining and flow cytometry. RESULTS: Treated for a same period (3 d), the inhibitory effect of MG132 on PC12 cell proliferation enhanced with the increment of the concentration of MG132(0, 1, 2.5, 5, 10, 20 μmol/L). The inhibitory rate exceeded 40% when the MG132 concentration was 2.5 μmol/L, and the 50% inhibiting concentration (IC50)was 3.78 μmol/L. MG132 also induced the apoptosis of PC12 cells obviously. The apoptosis index of the cells treated by MG132 at 2.5 μmol/L for 3 d was 24.7% examined by Giemsa staining and 25.6% by flow cytometry, that of the control cells was 1.3% and 0% respectively.  CONCLUSION: MG132 can inhibit the proliferation of dopaminergic PC12 cells and lead to apoptosis. The disfunction of proteasome may do harm to the existence of dopaminergic cells.

    【Keywords】 proteasome inhibitor; PC12 cells; Parkinson disease; apoptosis

    【摘要】 目的: 了解蛋白酶体抑制剂MG132对多巴胺能细胞PC12增殖和凋亡的影响. 方法: 用不同浓度的MG132处理PC12细胞3 d,通过3(4,5二甲基噻唑2)2,5二苯基四氮唑溴盐(MTT)微量比色法检测MG132对PC12细胞增殖的影响,通过姬姆萨染色法和流式细胞术检测MG132对PC12细胞凋亡的影响. 结果: 在作用时间相同(3 d)的条件下,随着MG132浓度的增高(0, 1, 2.5, 5, 10, 20 μmol/L),对PC12细胞增殖的抑制作用逐渐增强. 当MG132浓度达到2.5 μmol/L时,对PC12细胞的抑制率超过40%, IC50=3.78 μmol/L. 同时,MG132能够明显诱导PC12细胞凋亡: 姬姆萨染色显示,浓度为2.5 μmol/L的MG132作用3 d,细胞凋亡率为24.7%,而对照为1.3%;流式细胞术分析结果表明,浓度为2.5 μmol/L的MG132作用3 d,细胞凋亡率为25.6%,而对照为0%. 结论: 蛋白酶体抑制剂MG132能够抑制多巴胺能细胞PC12的增殖并诱导细胞凋亡,蛋白酶体活性的丧失可能影响到多巴胺能细胞的生存.

    【关键词】 蛋白酶体抑制剂;PC12细胞;帕金森病;细胞凋亡

     0引言

    帕金森病(parkinsons disease, PD)是最常见的神经系统退行性疾病之一,严重危害患者身体健康和降低患者的生活质量[1-2]. PD的病因和发病机制至今不够明确. 越来越多的证据表明,多巴胺能神经元内蛋白质的损伤和功能异常蛋白的蓄积在散发性PD的发病过程中起着重要的作用[3]. 蛋白酶体是一种多价复合酶,分布于细胞质与细胞核内,是哺乳动物细胞中主要的中性蛋白水解酶,在泛素蛋白酶体通路(ubiquitinproteasome pathway, UPS)中起催化作用[4-5]. 本研究以多巴胺能细胞PC12为研究对象,观察蛋白酶体抑制剂MG132对PC12细胞的增殖和凋亡的影响,以探讨蛋白酶体活性异常在PD发病过程中的作用,为阐明PD的发病机理提供新的实验依据.

蛋白酶体范文第3篇

关键词:水稻;类受体激酶;酵母双杂交

中图分类号:Q291文献标识码:A文章编号:0439-8114(2011)14-2982-03

Study on Extracellular Binding Proteins of CRINKLY4 in Rice

YAO Qing-guo,LI Xiao-qin,ZHOU Er-peng,WANG Juan,FENG Jun-xia

(Chemistry Department of Shijiazhuang University,Shijiazhuang050035,Hebei,China)

Abstract: CRINKLY4 was a growth factor-like plant receptor kinase influencing a wide array of developmental processes including proliferation and differentiation. To search for extracellular binding proteins of CRINKLY4, the extracellular domain of CRINKLY4 was used as a bait in a yeast two-hybrid system to screen the cDNA library of leaves of two weeks old seedlings. Numerous candidate proteins including a notable intrusting protein were identified.

Key words: rice; receptor like kinase; yeast two-hybrid system

CRINKLY4属于肿瘤坏死因子类受体激酶,是最早在玉米中被发现的,后来在拟南芥和水稻中发现其同源的蛋白质,统称为CRINKLY4蛋白质家族[1]。CRINKLY4蛋白质家族类受体激酶在玉米叶片和侧根发育中发挥着重要的作用[2]。存在于质膜上的CRINKLY4可能接受胞外某种发育的信号,决定细胞分化的命运,到目前为止,CRINKLY4蛋白质家族类受体激酶在植物中的功能研究已经相当深入,但对于它的信号通路知之较少。以水稻CRINKLY4的胞外域为诱饵,通过酵母双杂交,试图筛到与水稻CRINKLY4胞外域相互作用的蛋白质。

1材料与方法

1.1材料

水稻品种为日本晴,水稻小苗种植在温室中(14 h光照,10 h黑暗,28 ℃左右),建文库所提取的RNA来自生长两周的水稻小苗叶片。酵母菌株AH109购自美国Clontech公司。所用培养基均按照《分子克隆实验指南》第三版配制,灭菌后按比例加入所需抗生素。

1.2方法

1.2.1文库的构建和筛选采用美国Clontech公司酵母双杂交试剂盒构建和筛选酵母双杂交文库,按照其酵母双杂交系统操作手册进行。CRINKLY4由901个氨基酸残基组成,编码区全长2 706bp,SignalP 3.0分析信号肽断裂位点位于N-端22位甘氨酸和23位亮氨酸之间;TMHMM 2.0分析跨膜域位于N-端424到446位氨基酸,选取N-端24到421位氨基酸的核苷酸序列构建到筛库的BD诱饵载体上形成pGBKT7-CRINKLY4。扩增水稻CRINKLY4胞外域的引物,Forward primer为C G G A A T T C T C C A T G G C G T C C A T C G C,Reverse primer为G T C G A C G C A G C T G A A A A G C C A T G A A C,测序正确的质粒进行后续的筛库实验。

1.2.2生物信息学分析氨基酸序列比对采用BlastP;信号肽分析用SignalP 3.0;跨膜域分析采用TMHMM 2.0。

2结果与分析

2.1酵母双杂交筛选阳性克隆

将文库cDNA样品、pGADT7-Rec和pGBKT7-CRINKLY4共转化酵母感受态细胞,摇培后将共转化混合物(约6 mL)涂在四缺培养基上(直径15 cm平板约涂150 μL左右菌液);30 ℃恒温培养,2~3 d后,可见一些克隆,平板继续培养8 d,使生长较慢的克隆出现(图1a)。筛库共有116个克隆长出,将这些克隆划线到新的四缺培养基上(图1b),连续划线4次以上,在此过程中有许多克隆不再生长,推测为假阳性克隆,将仍能够在四缺培养基上生长的阳性克隆,进行后续β-半乳糖苷酶活性(β-Gal)检测(图1c),显较深的蓝色的有87个,还有颜色较浅甚至不显色但在四缺培养基上生长的,推测显色比较弱的克隆可能存在着比较弱的相互作用。

提取β-Gal检测为阳性的87个酵母克隆的质粒,通过电击法转化到大肠杆菌中,在含有氨苄青霉素(Amp)的抗性平板上筛选,从单克隆大肠杆菌中提取质粒,用Bam HⅠ和Eco RⅠ双酶切鉴定阳性克隆质粒,阳性克隆质粒与质粒pGBKT7-CRINKLY4一对一共转化酵母,筛选出在四缺培养基上仍生长且β-Gal检测为阳性的克隆总共64个,将克隆对应质粒中外源片段进行测序,引物为T7,测序得到非重复的19个核苷酸序列,将与pGADT7-Rec阅读框融合的氨基酸序列,输入蛋白质数据库进行搜索,得到的结果如表1。

2.2CRINKLY4和OsPIP2-6的相互作用的验证

为了验证CRINKLY4和OsPIP2-6(Plasma intrinsic protein,PIP)之间的相互作用,采用泛素系统进行了验证。图2中CRINKLY4和OsPIP2-6分别转化酵母后在一缺培养基上生长,在二缺培养基上杂交,在四缺培养基上划线生长,挑菌落在滤纸上进行β-Gal染色。通过图2和表2可以看出,在泛素体内试验中,CRINKLY4和OsPIP2-6单独都没有自激酶活性,CRINKLY4和OsPIP2-6共同转化酵母,可以在四缺培养基上生长,同时β-Gal染色显示蓝色,更进一步说明在泛素系统的体内实验中CRINKLY4和OsPIP2-6可以相互作用。

3讨论

3.1通过酵母双杂交筛选与CRINKLY4胞外域相互作用的蛋白质

通过序列比对发现,水稻中的CRINKLY4与玉米中的ZmCR4高度同源(87%)[2],ZmCR4参与了玉米叶片表皮细胞的分化和种子糊粉层的形成过程[1],而且前期的工作也表明,CRINKLY4基因的RNAi植株叶片卷曲而且结实率下降,推测CRINKLY4在水稻中可能发挥与ZmCR4相似的生物功能。

CRINKLY4胞外具有TNF受体的结构域和7个卷曲重复结构,属于水稻质膜上的TNF型的受体激酶[4]。在动物中,肿瘤坏死因子通过与质膜上的受体结合而传递细胞死亡的信号,因此推测CRINKLY4很可能与胞外的多肽或蛋白质结合而发挥功能,胞外的TNF受体样结构可能是与胞外多肽或蛋白质结合的结构域[1]。近期的研究发现拟南芥中与CRINKLY4同源的蛋白质ACR4胞外的7个卷曲重复序列与ACR4功能的行使密切相关,缺失卷曲重复序列的ACR4突变体恢复株系中,不会恢复突变体的表型[4]。ACR4中氨基酸的突变使形成二聚体的可能性增加很多,ZmCR4和ACR4的跨膜域在体内都可形成同源二聚体而发挥其生理功能[2]。2010年Stokes[5]更加详细地突变CRINKLY4和

本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文

ACR4跨膜域的氨基酸,发现CRINKLY4跨膜域的前12个氨基酸对二聚体的形成至关重要。推测CRINKLY4可能与胞外的多肽、蛋白质相互作用来进行信号转导,因此采用CRINKLY4的胞外域为诱饵,筛选水稻的小苗的cDNA文库,试图寻找胞外的与之相互作用的多肽、蛋白质。

筛库得到的阳性克隆进行测序发现插入到AD质粒的部分往往不是基因的全长[7]。在筛库后进行AD质粒测序发现,插入到AD质粒的大部分为基因3’端的部分,推测可能是由于在反转录前纯化RNA的步骤比较多导致mRNA的断裂,只有从3’末端断裂的mRNA片端有PolyA的结构,而采用的反转录合成第一链所用引物的序列为5’-ATTCTAGAGGC

CGAGGCGGCCGACATG d(T)30-3’,引物除含有同源重组位点外还含有30个T的序列,反转录时引物所结合的位置为mRNA的3’末端的多聚A,因此只有含多聚A的从3’末端断裂的mRNA才能和引物结合,而得到的反转录产物在酵母体内同源重组到AD中,由此可见,在文库构建中优化mRNA的纯化条件、保持mRNA的完整性是保证库容量的关键。

3.2CRINKLY4与OsPIP2-6的关系

长期以来,普遍认为细胞内外的水分子是以简单扩散的方式透过脂双层膜的。CHIP28是从血红细胞中克隆的第一个水通道蛋白质[6]。其后科学家陆续从哺乳动物、植物、微生物中鉴定出各种水通道蛋白质。植物水通道蛋白质控制木质部液流在叶肉中的卸载,决定木质部液流和蒸腾流的通路,因此水通道蛋白质参与了细胞间的快速跨膜运输、细胞的生长分化和逆境胁迫等许多生理过程[7,8]。CRINKLY4是细胞质膜上的一个受体激酶,CRINKLY4家族类受体激酶在玉米、拟南芥和水稻的发育过程中发挥着重要的作用,推测存在于质膜上的CRINKLY4可能接受胞外某种环境的信号,跨膜信号转换传递给水通道蛋白质OsPIP2-6,从而引起细胞的一系列生理反应,影响植物的生长发育。

通过酵母双杂交筛库方法筛选到与CRINKLY4胞外域相互作用的一系列蛋白质,其中水通道蛋白质OsPIP2-6是比较引起关注的,它们的亚细胞定位以及在生物体内是否与CRINKLY4的胞外域真正相互作用,是下一步研究要解决的问题。

参考文献:

[1] BECRAFT P W. Receptor kinase in plant development[J] . Trends in Plant Science,1998,3(10):384-388.

[2] IVE D S. Receptor-like kinase ACR4 restricts formative cell divisions in the Arabidopsis root[J]. Science,2008,322:594-597.

[3] CAO X, LI K, SUH S G,et al. Molecular analysis of the CRINKLY4 gene family in Arabidopsis thaliana[J]. Planta,2005,220(5):645-657.

[4] GIFFORD M L,DEAN S,INGRAM G C. The Arabidopsis ACR4 gene plays a role in cell layer organization during ovule integument and sepal margin development[J]. Development,2003,130,4249-4258.

[5] STOKES K D,RAO A G. The role of individual amino acids in the dimerization of CR4 and ACR4 transmembrane domains[J]. Arch Biochem Biophys,2010,502(2):104-111.

[6] PRESTON G M,CARROLL T P,GUQQINO W B,et al.Appearance of water channels in Xenopus oocytes expressing red cell CHIP28 protein[J].Science,1992,256(5055):385-387.

[7] BOTS M,FERON R,UEHLEIN N,et al. PIP1 and PIP2 aquaporins are diferentially expressed during tobacco anther and stigma development[J].J Exp Bot,2005,56(409):113-121.

[8] MA N,XUE J Q,LI Y H,et al. Rh-PIP2;1, a rose aquaporin gene,is involved in ethylene-regulated petal expansion[J].Plant Physiol,2008,148(2):894-907.

蛋白酶体范文第4篇

【关键词】  体外循环

【摘要】  目的  探索体外循环前后膜结合弹性蛋白酶(MBE)动力学变化,及MBE与术后炎性反应及组织功能之间可能存在的联系。方法  连续收集10例体外循环下冠状动脉搭桥手术病人的资料,血样采集时间为开胸前、主动脉开放后、体外循环结束时、停机后3h和6h、术后第一天。分离血样中的中性粒细胞,使用底物分析法测定被分离的中性粒细胞的MBE。通过常规实验方法测定炎性反应和组织功能的生化标记物。结果  开放主动脉后,MBE轻度升高,停机时达峰值,在术后第一天恢复到术前水平。与主动脉开放后中性粒细胞在肺内滞留相比,左房与右房血中的MBE没有差异。MBE或MBE总活性与术后炎性反应标记物如C反应蛋白(CRP)及组织功能标记物如乳酸、肌酸磷酸激酶(CPK)、丙氨酸氨基转移酶之间均无相关关系。结论  体外循环促使中性粒细胞MBE表达,并在停机时达高峰,但与体外循环后炎性反应和组织功能的生化标记物之间没有特定关联,提示体外循环中还有其他重要机制参与了术后炎性反应和器官功能障碍的发生。

   

【关键词】  体外循环;中性粒细胞膜结合弹性蛋白酶

  

Effect of CPB on membrane-bound elastase of neutrophils

【Abstract】  Objective  To study the effect of cardiopulmonary bypass (CPB) on the kinetic change of membrane-bound elastase (MBE) and its possible link to the postoperative inflammation and organ function.Methods  Ten consecutive patients undergone elective coronary bypass surgery with CPB were recruited in the study.Blood samples were taken before median sternotomy,after aortic declmping,at the end of CPB,3h and 6h after CPB and on the first postoperative day respectively.MBE was determined by substrate assay from isolated neutrophils.Inflammation and organ function markers were determined with routine laboratory methods.Results   MBE slightly increased after aortic declamping,reached to its peak at the end of CPB,and returned to its preoperative level on the first postoperative day.In contrast to lung sequestration of neutrophil count,there were no transpulmonary gradient of MBE between left and right atrium after aortic declamping.Neither MBE nor total MBE activity was positively correlated with the postoperative inflammation markers such as blood lactate and C-reactive protein and organ function markers such as creatine phosphokinase and alanine aminotransferase.Conclusion  CPB induces MBE expression on neutrophils with its peak at the end of CPB.Lack of association between neutrophil MBE and clinical markers suggests that multiple systems are involved in the post-CPB inflammatory response and organ dysfunction.

【Key words】  cardiopulmonary bypass;membrane-bound elastase of neutrophils

体外循环(CPB)能通过激活循环中细胞与体液成分,引起全身炎性反应综合征[1,2]。激活的中性粒细胞释放出的弹性蛋白酶,被认为是能够降解各种蛋白如弹性蛋白、纤维蛋白、糖蛋白等强有力的蛋白水解酶之一[3]。心内直视手术的病人在转流中和转流后,中性粒细胞均能释放弹性蛋白酶[4~7],但游离弹性蛋白酶能被体内广泛存在的蛋白水解酶抑制剂(protease inhibitor,PI)迅速结合而失去活性[8]。最近发现,中性粒细胞膜结合弹性蛋白酶(membrane bound elastase,MBE)能抵抗血浆和组织中蛋白水解酶抑制因子的作用[9],而且结合于中性粒细胞膜上的弹性蛋白酶,在攻击血管内皮细胞和引起组织损伤方面,较血浆中游离的弹性蛋白酶具有更强的生物活性[10~12]。本研究的目的就是研究心脏手术病人在转流中和转流后MBE的动力学变化,并试图寻找其与术后炎性反应及组织功能变化之间的关系。

1  资料与方法

蛋白酶体范文第5篇

摘 要:探讨蛋白酶体抑制剂硼替佐米对小鼠树突状细胞的免疫调节作用,从而促使其更加广泛应用于抗肿瘤治疗。方法:制备小鼠骨髓来源的树突状细胞,用CCK-8法检测硼替佐米对DC的抑制作用,流式细胞术检测DC表面共刺激分子的表达,ELISA法检测DC培养上清及MLR上清液中的细胞因子表达。结果:硼替佐米能够以时间、剂量依赖方式抑制DC的生长。结论:作为蛋白酶体抑制剂,硼替佐米是能够对小鼠树突状细胞产生一定的影响。

关键词:蛋白酶体抑制剂;硼替佐米;树突状细胞;免疫调节

硼替佐米是一种蛋白酶体抑制剂,经体内外实验研究证实,对多种肿瘤细胞系均有抑制作用,现已成为多发性骨髓瘤治疗的一线用药,对套细胞淋巴瘤也有良好的治疗效果.Prog Drug Res,2003,60(2):59.