未折叠蛋白质的普遍初始热力学亚稳态

探索和理解蛋白质折叠问题一直是分子生物学、结构生物学和生物物理学的终极挑战.未折叠的蛋白质应该存在一种普遍初始热力学亚稳态,否则无法解释蛋白质是如何在剧烈的热振动干扰下完成快速精确折叠的.本文通过分析水溶液环境和蛋白质折叠的相关性,揭示了一种由水分子屏蔽效应引起的未折叠蛋白质的普遍初始热力学亚稳态,该亚稳态的存在是水溶液环境中水分子的物理性质决定,并赋予未折叠蛋白质抵抗热扰动和避免错误折叠的能力.我们通过研究已发表的实验数据和建立分子模型,找到了该初始热力学亚稳态存在的相关证据,并推测了该亚稳态导致蛋白质精确折叠的相关物理学机制.

抑制肝癌细胞N-乙酰氨基葡萄糖转移酶Ⅴ表达导致细胞未折叠蛋白质反应

目的探讨N乙酰氨基葡萄糖转移酶Ⅴ(GnTⅤ)对细胞基因表达和功能的影响。方法用WesternBlot验证GnTⅤ的反义cDNA稳转的细胞株AsGnTⅤ7721(AsGnTⅤSMMC7721)中GnTⅤ表达,用基因芯片技术比较AsGnTⅤ7721与7721(SMMC7721)细胞的基因表达差异,同时用RTPCR和WesternBlot检测AsGnTⅤ7721细胞中未折叠蛋白质反应信号通路关键分子Bip和XBP1的表达变化。结果基因芯片检测到的AsGnTⅤ7721细胞中的基因表达变化表明,细胞中产生未折叠蛋白质反应。同时AsGnTⅤ7721细胞中未折叠蛋白质反应信号途径中的关键分子Bip的mRNA和蛋白表达升高,XBP1mRNA被剪接。结论GnTⅤ表达受阻能导致细胞产生未折叠蛋白质反应。

未折叠蛋白质应答

内质网是真核细胞中蛋白质合成、折叠与分泌的重要细胞器。细胞进化出一套完整的机制来监督和帮助内质网内蛋白质的折叠与修饰。而当错误折叠的蛋白质累积时,细胞通过一系列信号转导途径,对其进行应答,包括增强蛋白质折叠能力、停滞大多数蛋白质的翻译、加速蛋白质的降解等。如果内质网功能紊乱持续,细胞将最终启动凋亡程序。这些反应被统称为未折叠蛋白质应答(unfolded protein response,UPR)。UPR是多个信号转导通路的总称,包括IRE1-XBP1、PERK-ATF4以及ATF6等信号途径。除了应激条件外,UPR还被用于正常生理条件下的调节,例如胆固醇合成代谢的负反馈调控。

未折叠蛋白质反应IRE1α–XBP1途径及相关分子伴侣应答

本文主要介绍IRE1α–XBP1介导的未折叠蛋白质反应的过程,着重阐述了它的非传统剪接过程。还有反应过程中涉及到的分子伴侣XBP1的作用,以及相关疾病。

人胃腺癌细胞发生未折叠蛋白质反应时相关基因和蛋白质表达的研究

目的:探讨胃癌AGS细胞在无营养培养条件下发生内质网应激时的未折叠蛋白质反应(UPR)相关基因和蛋白质的表达。方法:采用实时荧光定量聚合酶链反应和蛋白印迹,检测胃癌AGS细胞在无营养条件培养下发生UPR时相关基因和蛋白质的表达。结果:实时荧光聚合酶链反应检测胃癌AGS细胞在无营养条件下培养1h、3h、24h、48h的情况,发现其中ATF4、CHOP的mRNA表达均明显高于正常培养的胃癌AGS细胞(对照)(P<0.05):而培养1h、3h、24h时的ATF6、Bip、PERK的mRNA表达量明显高于对照(P<0.05):培养3h、24h时胃癌AGS细胞中的IRE-1 mRNA表达量明显高于对照(P<0.05)。并发现无营养培养下,胃癌AGS细胞的CHOP、Bip蛋白随着时间的延长,表达量逐渐增高;而PERK的蛋白表达主要在1h、3h时增高明显。结论:内质网应激不利于细胞生存,但又激活了UPR,当内质网应激作用时间过长或强度过重时,则会诱导凋亡的发生。

人小肠缺血／再灌注后潘氏细胞凋亡相关的未折叠蛋白质反应活化程度增高

近日荷兰学者对肠缺血／再灌注损伤是否可引起内质网应激并激活未折叠蛋白质反应（UPR），以及UPR的过度激活是否影响潘氏细胞物理屏障破坏后潘氏细胞功能障碍的后果进行了研究。研究人员对30例人空肠缺血／再灌注模型进行了研究，应用免疫荧光和聚合酶链反应（PCR）定量技术检测UPR的活性，应用溶菌酶和M30负染色法检测潘氏细胞的凋亡程度；

内质网应激诱导内质网自噬的分子机制

内质网应激是细胞在应对缺氧、营养缺乏等情况时产生的保护性应激反应,通过诱导未折叠蛋白质反应的3条通路来缓解内质网的蛋白质堆积。内质网应激通过内质网自噬受体诱导的内质网自噬,是降解不易被未折叠蛋白质反应途径降解的未折叠或错误折叠的蛋白质,以及恢复内质网形态结构的重要途径。哺乳动物和酵母细胞中存在多种内质网自噬受体,主要功能为促进内质网碎片的形成,并捕获自噬底物,将内质网碎片和未折叠或错误折叠的蛋白质递送至自噬溶酶体中进行降解。每种内质网自噬受体具有独特的结构导致它们捕获自噬底物的方式不尽相同;同时,内质网应激通过不同的途径调控内质网自噬受体的表达和磷酸化。因而,内质网应激通过不同的分子机制激活内质网自噬受体介导的内质网自噬。此外,内质网应激介导的内质网自噬在许多人类疾病的发生发展中发挥重要的作用。阐明内质网应激诱导内质网自噬的具体机制,为内质网自噬相关疾病的防治提供理论依据。因此,本文将综述内质网应激启动哺乳动物细胞中内质网自噬受体FAM134B、RTN3L、SEC62、CCPG1和酵母细胞中内质网自噬受体Atg39、Atg40、Erp1介导的内质网自噬的分子机制,以及内质网应激诱导的内质网自噬与神经退行性疾病和肿瘤等人类疾病的联系,为内质网自噬相关疾病的防治提供新策略。

内质网应激与内皮功能障碍关系及临床治疗研究进展

内皮功能障碍作为动脉粥样硬化的早期关键事件,不仅贯穿动脉粥样硬化病变全程,还与其他多种心血管疾病的发病密切相关。近年来有研究发现,内质网应激(ERS)相关蛋白在心血管疾病中的表达呈上升趋势,ERS可能通过促进内皮功能障碍加重心血管疾病的进展。现总结ERS与内皮功能障碍及动脉粥样硬化发病机制的关系,并介绍一些缓解ERS的药物,有望为临床实现内皮功能障碍及心血管疾病的治疗提供一定参考价值。

内质网应激在骨关节炎中作用的研究进展

骨关节炎是一种常见的关节退变性疾病,软骨细胞凋亡是其主要的病理生理改变,而内质网应激(ER stress)在其中发挥了不可忽视的作用。为了限制内质网应激带来的不利影响,细胞会激活未折叠蛋白质应答(UPR)。然而当内质网应激持续存在超过UPR所能承受的最大限度时,细胞会通过UPR的3条通路引发内质网功能障碍从而导致软骨细胞凋亡。

棕榈酸诱导小鼠精原细胞株GC-1细胞凋亡的作用机制

目的从内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)角度探讨棕榈酸(palmitic acid,PA)诱导小鼠精原细胞株GC-1细胞凋亡的机制。方法将GC-1细胞分为正常组(Control)、溶剂对照组(Vehicle)和不同浓度PA处理组(100、150、200、250μmol·L^(-1))。MTT法检测细胞增殖活力,流式细胞术Annexin V-FITC/PI双染法检测细胞凋亡情况;Caspaes-3活性检测试剂盒检测凋亡蛋白caspase-3的活性;Western blot检测凋亡相关蛋白和ERS相关蛋白表达水平。结果PA处理GC-1细胞48 h后,细胞增殖活力显著下降,细胞凋亡率上升,凋亡蛋白caspase-3活性增高,结果均具有浓度依赖性;PA可明显增加GC-1细胞促凋亡蛋白cleaved-caspase-3的表达水平,明显降低抑凋亡蛋白BCL2的表达水平,同时上调ERS相关蛋白GRP78、CHOP、p-IRE1、XBP1的表达水平,但对p-PERK、PERK、p-eIF2α、eIF2α、ATF4以及ATF6的表达无显著影响。结论PA诱导小鼠GC-1细胞凋亡可能与激活IRE1通路有关。

内质网应激在细胞自噬调控中的作用及其分子机制

内质网是参与蛋白质合成、折叠、脂质代谢和Ca^(2+)储存以及运输新肽链的重要细胞器。在应激状态下干扰内质网稳态,可引发内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)。而内质网应激通过对未折叠蛋白质反应的激活,达到维持内质网稳态并恢复细胞功能。自噬(autophagy)通常被认为是一种细胞生存机制,在饥饿等应激状态下,自噬可被启动以清除细胞中受损细胞器、蛋白质聚集体或为细胞提供能量。研究显示,内质网应激可以调节自噬,而自噬又可以在不同的情况下诱导细胞的生存,干预疾病的发生发展。因此,本文根据最新研究进展综述内质网应激在细胞自噬调控中的作用及其分子机制。

低氧微环境下内质网应激及其相关疾病

内质网应激是细胞应激的重要组成部分,是真核细胞的一种保护性反应。氧分压改变(如低氧)是重要的应激条件,显著影响细胞的生物学表型及细胞行为(生存、迁移及侵袭等)。细胞通过内质网应激降低胞内未折叠蛋白的浓度,抑制未折叠蛋白凝集的发生。近来发现内质网应激与肿瘤、糖尿病及炎症等多种疾病的发生、发展密切相关,组织局部的低氧微环境是这些疾病的特征之一。因此对低氧导致的内质网应激的发生及其机制的研究,对肿瘤、心血管疾病及糖尿病等疾病治疗新策略的发展具有重要意义。

内质网应激与炎症性肠病

内质网(ER)是细胞内蛋白折叠修饰组装的场所,由于某种原因使错误折叠蛋白质或未折叠蛋白质在ER内聚集导致稳态失衡、生理功能发生紊乱称为内质网应激(ERS)。初期的ERS是一种代偿过程,能避免细胞损伤、恢复细胞功能,而ERS长时间持续或程度过强则会引起细胞凋亡,组织受损。近期研究发现,ERS在炎症性肠病的发生发展中起着重要作用。此文就近期ERS在炎症性肠病中作用的研究作一综述。

内质网应激在肾脏疾病中的作用

内质网是存在于细胞质中的一种充满囊泡和管腔的连续性网膜状细胞器，是分泌型或结构型蛋白质进行合成、正确折叠组装、修饰的主要场所，负责合成大部分分泌性蛋白质，同时也是脂类合成及Ca2＋储存的重要场所。在病理情况下，如缺血缺氧、能量不足、糖代谢紊乱、氧化还原反应及Ca2＋浓度失衡时，以及蛋白质合成分泌增加或折叠、

内质网应激在肝脏疾病中的研究进展

内质网应激(ERS)是指由于某种原因使内质网中未折叠或错误折叠的蛋白质聚集导致内质网结构、功能紊乱的病理过程。适度的ERS通过激活未折叠蛋白质反应(UPR)对细胞起保护作用,而强烈或持久的ERS则会诱导细胞凋亡。近年来诸多研究显示ERS是多种肝脏疾病发生、发展过程中的重要环节。本文就ERS在肝脏疾病中的研究进展作一综述。

内质网应激与脑缺血再灌注损伤

内质网是细胞内重要的细胞器,参与蛋白质翻译后的修饰、折叠和寡聚化,还参与脂质代谢和类固醇激素的合成,又是细胞内钙储存器。糖饥饿、钙平衡紊乱、糖基化抑制、二硫键结合减少和突变蛋白质的表达等情况引起内质网腔内未折叠、错折叠蛋白聚集,导致内质网的应激反应,过强的内质网应激反应诱导的细胞凋亡。最近的研究表明,脑缺血再灌注损伤也可损伤内质网,导致内质网应激反应,最终通过多种途径引起神经细胞的凋亡。本文主要就近来研究比较深入的未折叠蛋白质反应引起的内质网应激反应及与脑缺血疾病的关系作一简要介绍。

内质网应激

内质网是真核细胞内蛋白质合成的重要场所，只有正确折叠的蛋白质才能够在内质网驻留或转运至高尔基体。如果蛋白质合成过多或不能正确折叠与运输，内质网内就会累积大量蛋白质，造成内质网应激，引发未折叠蛋白质反应。未折叠蛋白质反应主要与内质网感受器蛋白介导的信号通路有关。

植物内质网胁迫研究进展

内质网是蛋白质折叠和蛋白质糖基化修饰的重要场所。在内质网中存在多种调控机制来确保其中的蛋白质被正确地折叠、修饰和组装,以维持内质网稳态,这对于细胞正常的生理活动十分重要。然而,多种物理、化学因素均可使内质网稳态失衡,即在应激条件下,错误折叠和未折叠蛋白质的大量积累将导致内质网胁迫(endoplasmic reticulum stress,ERS),进而会引起未折叠蛋白质响应(unfolded protein response,UPR),极端情况下还会启动细胞程序性死亡(program cell death,PCD)。目前,植物内质网胁迫方面的研究较酵母和动物滞后,因此,从内质网质量控制系统和未折叠蛋白质响应2个方面对植物内质网胁迫现有研究进行了综述,以期为进一步理解内质网胁迫与植物逆境胁迫的关系提供参考。

肠上皮细胞中内质网应激与动物肠道炎症机制的研究进展

近年来,内质网应激参与动物炎症性肠病发病机制的研究引起了广泛关注,未折叠或错误折叠的蛋白质在内质网腔中过量积累而引发内质网应激,持续的内质网应激则会导致动物肠黏膜屏障损伤并诱发肠道炎症。本文就内质网应激发生机制、未折叠蛋白质反应及内质网应激与肠道炎症互作机制进行了综述,旨在为防治动物肠道炎症提出新的治疗策略。

内质网应激对小鼠卵巢卵泡发育的影响

目的探索小鼠卵巢内质网应激对卵泡发育的影响。方法对照组小鼠4只,实验组小鼠6只,应用经典内质网应激诱导物衣霉素经腹腔注射诱导小鼠卵巢内质网应激激活,实时荧光定量逆转录聚合酶链反应(RT-q PCR)检测未折叠蛋白质应答(UPR)标志分子HSPA5、CHOP、ATF4 m RNA表达情况,明确小鼠卵巢内质网应激激活状态,苏木精伊红染色(HE染色)检测小鼠卵巢卵泡发育状态,明确内质网应激对小鼠卵巢卵泡发育的影响。结果衣霉素的处理明显上调了小鼠卵巢内质网应激标志分子的表达,与对照组相比,衣霉素处理组小鼠卵巢卵泡发育明显受限。结论内质网应激的激活明显抑制了小鼠卵巢卵泡的发育。