类泛素修饰蛋白bISG15抗血清在体外修饰系统中的应用(英文)

ISG15由干扰素刺激基因15编码,是最早被发现的类泛素修饰分子.病毒感染以及干扰素刺激可以强烈诱导其表达.与泛素类似,ISG15可以共价连接到其他蛋白分子上进行修饰,但ISG15及其连接修饰的功能作用还有很多尚未知.最近的研究表明,ISG15及其修饰作用在先天免疫中起着重要的作用.将牛类ISG15基因克隆进入pET28a( +)原核表达载体,并且表达了可溶的融合有His-tag标签的bISG15融合蛋白.使用Ni-NTA葡聚糖进行纯化浓缩.纯化蛋白免疫Balb/c小鼠并获得抗血清.Western印迹实验显示,抗血清可以特异地识别在真核细胞中表达的bISG15 .浓缩的bISG15以及制备的抗血清用于建立bISG15的体外修饰系统.实验证明,使用该系统bISG15可以连接到细胞蛋白上进行修饰.

植物中的小类泛素修饰因子(SUMO)修饰系统

小类泛素修饰因子(SUMO)是一种可以通过异肽键修饰其他蛋白质的小分子多肽,是在动物中发现的类似于泛素的蛋白质修饰方式。它参与调节了植物对逆境反应、病源防御、脱落酸信号传递以及成花诱导等许多过程,是植物正常生长发育中必不可少的蛋白质修饰方式。文章就其研究进展作一简要介绍。

壮观霉素B1抑制过氧化物增殖激活受体共激活子类泛素修饰促高糖内皮细胞自愈

目的探讨过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α(PGC-1α)的小泛素相关修饰蛋白(SUMO)在糖尿病患者血管内皮修复能力下降过程中的作用,并寻找新的治疗方法。方法选取人脐静脉内皮细胞(HUVEC)第3~6代细胞随机分对照组、高糖组及壮观霉素B1治疗组(治疗组)3组(n=4),分别于1.0 g/L葡萄糖、4.5 g/L葡萄糖、4.5 g/L葡萄糖+20μmol/L壮观霉素B1培养液中作用48 h,用Western blot检测SUMO2/3、PGC-1α蛋白表达,RT-PCR方法检测核呼吸因子-2α(NRF-2α)和核受体雌激素受体相关受体α(ERRα)mRNA表达,细胞划痕实验检测HUVEC损伤修复功能,模拟血管形成实验检测HUVEC血管形成能力。结果高糖组和治疗组共价态SUMO2/3蛋白表达水平明显高于对照组,NRF-2α和ERRαmRNA表达水平明显低于对照组(P<0.05,P<0.01);治疗组共价态SUMO2/3蛋白表达水平明显低于高糖组,NRF-2α和ERRαmRNA表达水平明显高于高糖组(P<0.05)。高糖组游离态SUMO2/3水平低于对照组和治疗组(P<0.05)。3组PGC-1α蛋白表达水平比较,无统计学差异(P>0.05)。细胞划痕实验显示,高糖组和治疗组细胞迁移距离明显低于对照组[(19.47±4.04)μm vs(57.35±5.59)μm,P=0.017;(31.98±6.05)μm vs(57.35±5.59)μm,P=0.032],治疗组细胞迁移距离明显高于高糖组(P=0.037)。细胞模拟血管形成实验显示,治疗组能够改善网状交联情况,形成少量类血管结构。结论壮观霉素B1能够通过抑制PGC-1α蛋白的SUMO化修饰增加血管内皮细胞在高糖环境下的自愈能力。

内质网应激对巨噬细胞类泛素折叠修饰蛋白Ufm1表达的影响

目的探讨内质网应激(ERS)对巨噬细胞类泛素折叠修饰蛋白(Ufm1)表达的影响。方法制备糖尿病模型小鼠(db/db鼠,糖尿病组,n=6)和同窝野生型(WT)C57小鼠(对照组,n=6)的原代腹腔巨噬细胞,采用Real-Time PCR技术检测ERS相关分子(GRP78、XBP1)及Ufm1 mRNA的表达。分别用8μg/mL衣霉素(TM)、0.5μmol毒胡萝卜素(TG)和0.8μmol TG诱导小鼠-单核巨噬细胞系RAW264.7,采用Real-Time PCR技术检测GRP78、XBP1和Ufm1 mRNA的表达,采用Western blotting法检测ERS相关因子(p-eIf2α、eIf2α、CHOP)及Ufm1蛋白的表达。结果糖尿病组小鼠腹腔巨噬细胞GRP78、XBP1和Ufm1 mRNA的表达量均显著高于对照组(均P<0.001)。经TM或TG诱导的RAW264.7细胞中Ufm1 mRNA和蛋白的表达量均明显高于阴性对照细胞(P<0.05)。结论糖尿病小鼠腹腔巨噬细胞中ERS相关因子及Ufm1的表达同时升高。体外诱导巨噬细胞株ERS能导致Ufm1的表达升高;提示Ufm1可能部分通过ERS途径影响巨噬细胞功能而参与糖尿病动脉粥样硬化过程。

葛根素通过调节类泛素化修饰平衡改善心肌功能的研究

目的从小泛素样修饰蛋白(SUMO)介导SUMO化修饰平衡角度解读葛根素对心力衰竭(HF)的心功能保护作用及机制。方法通过主动脉缩窄术造成压力超负荷诱导HF,成功构建小鼠HF模型后,小鼠随机分为对照组、模型组、模型+葛根素组、葛根素组,每组6只;HL-1细胞构建HF模型,分为对照1组、模型1组、模型+葛根素1组、对照2组、模型2组、模型+葛根素2组,其中前3组转染Vector质粒,后3组转染HA-SENP1质粒。超声心动检测心室功能;苏木精-伊红染色检测心肌组织形态;蛋白印迹法检测半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(Caspase-3)、活化型Caspase-3、Bcl2、Bax和SUMO特异性蛋白酶1(SENP1)蛋白水平;JC-1试剂检测线粒体膜电位;TUNEL检测HL-1细胞凋亡情况。结果与对照组比较,模型组小鼠线粒体内活性氧及H_(2)O_(2)均增加,线粒体膜电位下降(P<0.05),与模型组比较,模型+葛根素组可改善HF小鼠心脏功能,活性氧和H_(2)O_(2)降低,线粒体膜电位增加,活化型Caspase-3/Caspase-3比值下降、Bcl2/Bax比值增加、SENP1蛋白下降(P<0.05)。与模型1组相比,模型+葛根素1组活性氧及H_(2)O_(2)减少,线粒体膜电位升高(P<0.05)。与模型+葛根素1组比较,模型+葛根素2组细胞内H_(2)O_(2)和活性氧增加,线粒体膜电位降低,细胞凋亡率升高(P<0.05)。结论葛根素通过抑制SENP1过表达,减弱HF小鼠心肌细胞的氧化应激,减轻线粒体损伤,抑制心室重构,最终改善心脏功能。

类泛素修饰蛋白质ISG15及其修饰酶系的功能

受干扰素诱导表达的干扰素刺激基因15编码蛋白质(ISG15)是第1个被鉴定的类泛素修饰蛋白质.目前已在病毒感染细胞和肿瘤细胞中发现了多种ISG15的作用靶蛋白,提示ISG15可能在免疫调节和肿瘤发生等方面发挥重要作用.本文介绍ISG15的结构与生化特点,探讨ISG15在相关酶系作用下修饰目标蛋白质的机制,总结ISG15及其修饰酶系的抗病毒和抗肿瘤作用及其相关机制.

基于LightGBM的蛋白质类泛素化修饰位点预测

蛋白质类泛素化修饰位点的准确识别对基础研究和药物开发都具有重要意义。该文提出了一种基于蛋白质序列特征的类泛素化修饰位点预测模型。该模型结合氨基酸的物理化学属性统计特征和氨基酸序列二元语法模式特征,训练一种轻量型梯度提升机(Light gradient boosting machine,LightGBM)分类器预测某个蛋白质序列的类泛素化修饰位点。该文对比了不同特征的鉴别性,以及不同分类模型的预测性能。在基准数据集上的试验结果证明了该文所提方法的有效性,相比于现有方法在性能上取得了明显的提升,马修斯相关系数为91.64%。

核糖体蛋白的类泛素化修饰及其功能的研究进展

核糖体蛋白(RP)是核糖体的组成成分,在核糖体生物合成及蛋白翻译过程中发挥重要调控作用。此外,RP在细胞中存在非核糖体功能,并可由多种形式的类泛素化修饰介导实现。RP的类泛素化修饰过程对相应RP的功能和亚细胞定位产生不同的影响,并表现出对多个生理病理过程的调控作用。本文主要对RP的SUMOylation、Neddylation和UFMylation等类泛素化系统进行介绍,并对RP的类泛素化修饰过程及其对细胞增殖、凋亡、自噬和蛋白质生命周期调控方面的影响进行总结,为相关疾病的药物治疗或干预措施带来新的启示。

类泛素化修饰Neddylation在心血管疾病中的研究进展

迄今为止,心血管疾病被认为是威胁全世界人类健康的最常见疾病之一,不仅病死率高,而且对患者的生活质量和生存有很大影响。心血管疾病的发生和发展涉及许多环境和行为因素,而且有研究[1-2]证实许多表观遗传变异参与心血管疾病的病理生理过程。翻译后修饰是细胞内蛋白活性及表达的重要调控机制之一,是一种普遍存在于特定氨基酸残基上的化学修饰。

类泛素蛋白ISG 15及其在先天免疫中的作用

病毒感染和干扰素刺激高等动物细胞,均可以强烈地诱导表达干扰素刺激基因15编码的蛋白ISG15,它是最早发现的类泛素修饰蛋白.虽然针对泛素及其修饰功能已进行了广泛而深入地研究,但对于ISG15共价修饰以及它的生物学功能了解甚少,有待进一步探讨.该领域的研究近几年有所突破,发现了有关ISG15修饰的酶系统,ISG15及其修饰系统在先天免疫以及干扰素信号调节中的重要作用.简要介绍ISG15的发现历史、生化性质、基因调控特点以及ISG15修饰系统中所涉及的酶,总结目前研究ISG15及其修饰与调节先天性免疫相关过程的一些最新进展.

蓓萨罗丁通过激活ISGylation通路诱导乳腺癌MCF7细胞凋亡

目的研究蓓萨罗丁通过ISGylation对乳腺癌细胞系凋亡的影响。方法通过不同浓度、不同时间的蓓萨罗丁处理MCF7细胞,用Annexin V-FITC/7-AAD法检测细胞凋亡情况。同时利用免疫印迹实验检测蓓萨罗丁诱导Cyclin D1下调的时间依赖性和浓度依赖性以及对ISGylation通路的依赖性。结果蓓萨罗丁可以促进MCF7细胞凋亡,下调Cyclin D1表达并在一定程度上依赖ISGylation。结论蓓萨罗丁可以通过ISGylation下调Cyclin D1表达并诱导乳腺癌细胞系凋亡,是乳腺癌的潜在治疗药物。

泛素折叠修饰因子1作用的研究进展

泛素折叠修饰因子1(Ufm1)是最近发现的一种类泛素蛋白,其三级结构与泛素十分类似,但其氨基酸序列与泛素只有16%的相似性。Ufm1及其修饰系统广泛、稳定地存在于多细胞生物中。Ufm1结合到靶蛋白需要通过一系列的酶级联反应,首先Ufm1被Uab5激活,然后转移给Ufc1及Ufl1,最后Ufm1与靶蛋白结合,并对其进行加工、修饰。Ufm1及其修饰系统参与了内质网应激及其诱导的凋亡,同时也参与了细胞周期、细胞存活、脂肪酸β氧化等生物过程的调控,为进一步研究Ufm1的功能提供了新的方向。

小泛素样修饰蛋白特异性蛋白酶SENPs与癌症

类泛素化修饰也称SUMO化修饰,是将小类泛素样修饰蛋白SUMO分子共价连接到靶蛋白上的蛋白质翻译后修饰过程。它参与转录调控、细胞周期调控、信号转导、细胞增殖和凋亡等诸多生命活动过程。在细胞内,也存在将SUMO从靶蛋白上切除下来的逆过程,即去SUMO化;该过程是由SUMO特异性蛋白酶一SENPs通过其异肽酶活性切断靶蛋白与SU-MO分子的异肽连接来完成。正常细胞内蛋白质的SUMO与去SUMO水平维持动态平衡;一旦这种平衡被打破,就能引起疾病甚至癌症的发生。目前已发现多种癌组织中SENPs的表达异常,文章主要就SENPs家族的表达异常对癌症发生发展的影响作一综述。

活性氧调控蛋白质修饰影响肿瘤细胞行为机制的研究进展

由超氧离子、过氧化氢和羟自由基组成的活性氧(ROS)是细胞代谢的副产品。活性氧水平对细胞生死有着复杂的影响,由此对肿瘤、糖尿病、神经退行性病变等氧化应激相关疾病的发生和进程带来复杂的影响,其中机制则尚不清楚。本研究组近十多年来致力于阐明活性氧水平的高低如何影响细胞的生物学活动和生死命运,即活性氧在细胞增殖、分化和凋亡中的信号调控作用,特别聚焦于活性氧调控的蛋白质翻译后修饰如氧化修饰、类泛素修饰(SUMO)化修饰等在细胞信号转导中的作用及其与肿瘤发生发展和治疗的关系。本研究组主要的发现有:①肿瘤细胞对三氧化二砷、顺铂和柔红霉素等促凋亡药物的易感性与细胞固有活性氧水平正相关,用大黄素等化合物或强制表达Nox质粒等手段提高活性氧水平,造成重度氧化应激,可以增强白血病和实体瘤细胞对药物促凋亡的易感性,其作用机制涉及升高的活性氧抑制肿瘤细胞中原有的RhoA、HIF-1、NF-κB等抗凋亡促存活信号通路,并激活Caspase-9等促凋亡因子;②肿瘤细胞中的轻度氧化应激通过诱导SENP3影响蛋白质SUMO化修饰和基因表达格局,促进肿瘤发生发展。SENP3是SUMO蛋白酶,我们首次证明该分子是氧化还原感应蛋白,自身在活性氧诱导下快速累积,调控一系列核蛋白底物(如p300、PML和p53等)的SUMO化,介导肿瘤细胞适应氧化应激环境并强化其增殖、存活和血管生成等表型。该方向下的研究共发表国际杂志论文26篇,获得国家自然科学基金项目12项。研究成果获2011年教育部自然科学二等奖。

蛋白质翻译后修饰及其生物学功能研究进展

后基因组时代的到来意味着生命科学研究重心转向功能基因组学及功能蛋白质组学等新领域。蛋白质翻译后修饰是蛋白质组学的重要组成部分。蛋白质经翻译后修饰改变自身的空间构象、活性、稳定性及其与其他分子相互作用等方面的性能,从而参与调节机体多样化的生命活动。多数蛋白质存在翻译后修饰,目前已知的蛋白质共价修饰方式多达200余种,主要包括磷酸化、亚硝基化、硝基化、泛素化和小泛素相关修饰物化（SUMO）等。

SUMO及SUMO化修饰蛋白在恶性胶质瘤发生中的作用

目的:观察小泛素化相关修饰蛋白质类(SUMO)及SUMO化修饰蛋白在恶性胶质瘤组织中的表达,阐明SUMO化与恶性胶质瘤发生的关系。方法:人脑正常组织和恶性胶质瘤组织样品分别作为正常对照组和恶性胶质瘤组,采用蛋白免疫印迹法检测SUMO1、SUMO2、SUMO活化酶(Aos1和Uba2)、SUMO结合酶(UBC9)和SUMO连接酶(PIAS1、PIAS2、PIAS3和Pc2)蛋白的表达水平。结果:与正常对照组比较,恶性胶质瘤组织中SUMO1、SUMO2、Aos1、UBC9和PIAS3蛋白表达水平明显升高(P<0.01),Uba2、PIAS1和PIAS2蛋白表达水平明显降低(P<0.01)。结论:SUMO及SUMO化修饰蛋白可能对恶性胶质瘤的发生起重要的促进作用。

肝细胞癌组织SUMO化修饰成员表达变化及其临床意义

目的探讨肝细胞癌(HCC)组织小类泛素化修饰因子(SUMO)化修饰成员表达变化及其临床意义。方法选择100例份HCC组织石蜡标本或组织芯片标本及60例份癌旁大致正常肝组织石蜡标本,采用免疫组化Envision二步法检测SUMO化修饰成员阳性表达,包括SUMO家族蛋白(SUMO1、SUMO2/3)、SUMO化关键酶(SAE1、SAE2、UBC9、RanBp2)、PIAS家族(PIAS1、PIAS2、PIAS3、PIAS4)、SENP家族(SENP1、SENP2、SENP3、SENP5、SENP6、SENP7)。比较HCC组织与癌旁正常肝组织SUMO化修饰成员阳性表达,并分析SUMO化修饰各成员阳性表达与患者临床病理特征的关系。结果HCC组织SUMO1阳性表达率高于癌旁正常肝组织,SENP1、SENP2、SENP3、PIAS2、PIAS4、SAE2阳性表达率低于癌旁正常肝组织(P均<0.05);HCC组织与癌旁正常肝组织SUMO2/3、SENP5、SENP6、SENP7、PIAS1、PIAS3、SAE1、RanBp2、UBC9阳性表达率比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。HCC患者Edmondson分级Ⅲ、Ⅳ级SUMO1、UBC9、SENP6和SENP7阳性表达率均高于Edmondson分级Ⅰ、Ⅱ级(P均<0.05),其余SUMO家族蛋白、SUMO化关键酶、PIAS家族SENP家族成员阳性表达与其余临床病理特征均无相关性(P均>0.05)。结论HCC组织SUMO化修饰成员SUMO1表达上调,SENP1、SENP2、SENP3、PIAS2、PIAS4、SAE2表达下调,其表达变化可能在肝细胞癌变过程中具有重要作用;SUMO化修饰成员SUMO1、SENP6、SENP7、UBC9阳性表达与Edmondson分级有关,其表达变化可能在HCC演进过程中扮演重要角色。

泛素化修饰和SUMO化修饰在电离辐射诱导的DNA损伤修复中的作用机制

泛素和小泛素样修饰物(SUMO)以共价键形式连接到特定的蛋白底物上,进行泛素化修饰或SUMO化修饰,通过调控蛋白质的稳定性、活性、定位或相互作用来影响多种细胞活动,其中包括DNA损伤修复、细胞周期、细胞凋亡和免疫应答等。当细胞受到DNA损伤时,泛素化修饰和SUMO化修饰能够调控相关蛋白质的功能和相互作用,参与到DNA损伤修复和信号传导的过程中。这些修饰作用对于维持基因组的完整性至关重要。近年来,研究发现泛素化修饰和SUMO化修饰在DNA损伤修复中都发挥着重要作用。笔者对这些作用机制进行综述,为深入了解电离辐射诱导的DNA损伤修复机制提供参考。

DAXX翻译后修饰的研究进展

Fas死亡结构域相关蛋白(Fas death domain-associated protein)DAXX是一种高度保守的核蛋白,广泛分布于核质、核仁、胞浆、异染色质和早幼粒细胞白血病蛋白核体(PML-NBs)等亚细胞区域,在细胞凋亡和转录调控中发挥重要作用。DAXX功能的调控涉及一系列的翻译后修饰,包括泛素化修饰、类泛素样蛋白修饰、磷酸化修饰,通过修饰,可引起DAXX在各亚细胞区域间的转位,也可引起DAXX参与的生理功能的改变。本文对DAXX此方面的研究进展做一综述。

全麻药物作用机制的新解——蛋白质翻译后修饰

从细胞内功能蛋白翻译后修饰的机制探讨全麻原理,是继脂质学说和蛋白质学说后,全麻机制研究领域的最新进展。作者从细胞内蛋白功能的快速调节——磷酸化、泛素化和类泛素化修饰,结合自身的最新研究成果,介绍了全麻药物作用的新机制。