GPI锚定蛋白前体C-端附着信号的疏水性决定其内质网相关蛋白质降解途径

目前,已知超过150种糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白(glycosylphosphatidylinositol anchored protein,GPI-anchored protein)在哺乳动物细胞中表达,并参与免疫识别、细胞通讯与信号转导等多种生理过程。当蛋白质无法被GPI修饰时,前体蛋白质通过内质网相关蛋白质降解(endoplasmic reticulum associated degradation,ERAD)途径降解。然而,GPI锚定蛋白ERAD的降解机制尚不清楚。为了探究GPI锚定蛋白前体的ERAD途径的具体机制,本研究敲除人胚胎肾细胞293细胞株(HEK293)的GPI转酰胺酶复合物亚基PIGS基因,进而敲除E3泛素连接酶HRD1和GP78基因,之后随机在PIGS-KO,PIGS-HRD1-KO和PIGS-GP78-KO过表达16种GPI锚定蛋白质(以亲本PIGS-KO细胞株作为对照组),Western印迹结果证明,GPI锚定蛋白前体在细胞株PIGS-HRD1-KO中的蛋白质积累量(I_(PHK))和PIGS-GP78-KO中的蛋白质积累量(I_(PGK))体现出明显的差异性,例如LYPD2的I_(PHK)是I_(PGK)的28倍,NEGR1的I_(PHK)是I_(PGK)的0.12倍,这说明GPI锚定蛋白前体的降解主要依赖于2种ERAD途径:ERAD-L和ERAD-M。且HRD1与GP78的2种E3泛素连接酶被选择性地用于GPI锚定蛋白前体的降解。朊病毒(prion)和CD59嵌合构建体表明,GPI前体蛋白C-端GPI附着信号决定了降解途径(朊病毒I_(PHK)/I_(PGK)由突变前的0.33改变为突变后的23.42。相反的是,突变前CD59的I_(PHK)/I_(PGK)是11.45,突变后变为2.81)。接着,通过对C-端附着信号疏水性的计算,我们发现,这种选择性差异由前体蛋白质C-端GPI附着信号疏水性的不同造成。本研究初步解释了未被GPI锚修饰的GPI锚定蛋白前体在ERAD中的降解机制。

SEL1L分子及内质网相关降解途径在肿瘤进展中的作用

lin-12-like抑制/增强子(suppressor/enhancer of lin-12-like,SEL1L)分子可以参与调控多种肿瘤进展;同时,其作为内质网相关降解途径(endoplasmic reticulum-associated degradation,ERAD)的重要组成,还参与调控蛋白质合成,与内质网应激(ER stress)及其引起的未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)密切相关。在肿瘤微环境中,ERAD不仅参与调控肿瘤细胞的生物学行为,对肿瘤进展发挥重要作用;其还参与对免疫细胞增殖分化、功能以及代谢途径的调节,影响免疫细胞发挥抗肿瘤免疫作用。因此,深入了解探索肿瘤微环境中SEL1L分子及ERAD的潜在机制,可为肿瘤发生、发展及免疫治疗提供新理论和新靶点。本文就SEL1L分子及其参与的内质网相关降解途径在肿瘤进展与免疫调节中的作用进行简要综述。

内质网质量控制系统调控及其与帕金森病关系的研究进展

帕金森病是常见的神经系统退行性疾病,发病率逐年升高,其病理特征主要表现为中脑黑质致密部多巴胺能神经元退行性变及α-突触核蛋白的异常聚集。内质网对于蛋白质折叠修饰、加工、运输发挥重要作用。内质网稳态被破坏则会导致未折叠蛋白质、错误折叠蛋白质的积累,诱导内质网应激,导致细胞凋亡。为维持内质网功能和稳态,内质网质量控制系统即未折叠蛋白反应、内质网相关蛋白质降解途径和内质网自噬发挥了作用。研究提示内质网应激与帕金森病的发病有着紧密的联系,但内质网质量控制系统在帕金森病进展中的作用尚不清晰。本文对内质网质量控制系统异常与帕金森病发生发展的关系进行综述,为探索帕金森病的发病机制提供新的思路。

蛋白质的品质管理

概述了蛋白质品质管理中涉及的分子伴侣、激发未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)和内质网相关性蛋白质降解途径(ER-associated degradation,ERAD)等的研究进展,并探讨了该领域存在的问题以及发展前景。指出蛋白质的生命过程经历生成、折叠、组装和降解,每个过程都有严格控制。内质网中,各种蛋白质合成、折叠并经修饰形成具有一定构象的功能性蛋白。其在内质网折叠受阻碍时,未折叠的蛋白聚集,激发UPR,使一系列分子伴侣和蛋白质折叠所需修饰酶类表达上调,帮助其完成折叠和装配。如果这些蛋白仍不能正确折叠,则进入ERAD被降解。

内质网胁迫在植物中的研究进展

内质网是膜蛋白和分泌蛋白合成新肽链以及新肽链初步折叠修饰的重要场所,只有经过二硫键形成、羟基化以及糖基化等修饰的肽链正确折叠后才能达到其正确蛋白质构象,或进入高尔基体进行进一步的修饰和折叠。然而,折叠和修饰的过程是复杂且易错的,如果生命体遭受某些内源或外源的压力,出错概率会成倍增加。错误折叠的蛋白质由内质网中的质量检测系统识别并滞留在内质网内,一旦错误蛋白积累量超过内质网的承受能力,就会引起细胞一系列的响应以实现新的内质网稳态,这个过程称为内质网应激反应,也称内质网胁迫应答。重新实现内质网稳态的方法主要有非折叠蛋白反应、内质网相关的蛋白质降解过程、自噬过程以及细胞凋亡。这些过程在酵母和动物领域的研究已经非常系统,主要总结了这些过程在高等生物中的保守作用机制以及在植物领域的研究进展,希望能够为致力于植物生长发育或胁迫响应过程的研究人员提供参考。

Ⅰ类α-甘露糖苷酶诱导HIV-1包膜糖蛋白降解及机制研究

目的探究Ⅰ类α-甘露糖苷酶诱导HIV-1包膜糖蛋白(HIV-1 Env)的降解及其机制。方法将携带红色荧光表达Ⅰ类α-甘露糖苷酶的质粒与携带绿色荧光表达HIV-1 Env的质粒共转染293T细胞,Western Blot检测Ⅰ类α-甘露糖苷酶对HIV-1 Env表达水平的影响;激光共聚焦成像系统观察Ⅰ类α-甘露糖苷酶的亚细胞定位及Ⅰ类α-甘露糖苷酶与HIV-1 Env之间的相互作用;内质网相关蛋白质降解(ERAD)途径抑制剂探讨Ⅰ类α-甘露糖苷酶诱导HIV-1 Env降解的可能途径。结果Ⅰ类α-甘露糖苷酶可显著降低HIV-1 Env的表达水平,降低幅度达25%至68%;敲低Ⅰ类α-甘露糖苷酶的表达水平后,HIV-1 Env表达水平升高;ERAD抑制剂可显著升高HIV-1 Env的表达水平;激光共聚焦显微镜观察结果显示,Ⅰ类α-甘露糖苷酶与HIV-1 Env之间存在相互作用;激光共聚焦显微镜观察结果显示Ⅰ类α-甘露糖苷酶定位于内质网和高尔基体,与其行使生物学功能的部位相同。结论Ⅰ类α-甘露糖苷酶可能通过ERAD途径诱导HIV-1 Env降解。

靶向内质网应激作为肿瘤治疗的新策略

内质网应激是细胞应对蛋白质突变和表达水平异常的防御性反应,包括未折叠蛋白反应(UPR)、内质网相关蛋白质降解(ERAD)和自噬体形成等多个组成部分。许多研究指出,肿瘤细胞依赖高水平的内质网应激反应以维持生存和高速生长,干扰UPR和ERAD可抑制肿瘤细胞的生长。同时,癌细胞发生抗药的关键机制是产生新的突变,这些突变可能会进一步诱导UPR和ERAD等,使抗药癌细胞对内质网应激的抑制剂更加敏感。因此,面对后基因组时代发现的肿瘤细胞突变的多样性、异质性和持续性,靶向细胞对突变的反应——内质网应激,是值得关注和研究的新抗肿瘤策略。

鞘脂在介导内质网应激反应中的作用综述

鞘脂不仅是生物膜的重要成分,也是重要的生物活性分子,参与多种信号转导途径,在动植物和酵母的生长过程中发挥着重要作用。内质网是细胞内负责蛋白合成、折叠、修饰和转运的细胞器,错误折叠或未折叠蛋白聚集内质网腔内会引发内质网应激反应。近年来,研究发现在动物和酵母中,鞘脂对内质网应激反应具有调节作用。然而在植物中,鞘脂与内质网应激反应的关系还不清楚。确定植物鞘脂与内质网应激反应之间的作用关系,将极大推动鞘脂在植物抗性反应中的功能研究。本文综述了鞘脂的代谢调控以及鞘脂在内质网应激反应中的研究现状和进展。