数据驱动的人体正常和癌症组织中糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白(GPI-AP)相关基因表达谱的综合分析

人体细胞中含有超过146种GPI锚定蛋白(glycosylphosphatidylinositol-anchored protein,GPI-AP),包括受体、配体、粘附分子和酶等。这些蛋白通过GPI锚定在细胞膜表面的脂筏中,发挥多种重要生物学功能。目前,已经对GPI锚定蛋白的生物合成开展了大量研究,其中GPI-AP的生物合成包括至少20步反应,已鉴定出超过40个GPI-AP合成相关基因,但是仍缺乏对于GPI-AP相关基因在正常组织与癌症组织中表达调控的研究。本研究利用来自于TCGA数据库和GTEx portal的基因表达数据,同时结合使用GlycoMaple糖基化通路分析工具,对正常组织与癌症组织中参与GPI-AP合成和编码GPI-AP的基因的表达情况进行了全面分析。研究发现,与正常组织相比,在早期胶质瘤、多形性胶质母细胞瘤、胰腺癌、睾丸生殖细胞癌、原发性皮肤黑色素瘤和转移性皮肤黑色素瘤中,参与GPI-AP合成的基因表达发生了显著变化,其中PIGY在这6种癌症中表达量均有上升。此外,GPI锚定蛋白编码基因CD14在这6种癌症中的表达量上升。GPI锚定蛋白编码基因GAS1、GPC2、GPC4仅在早期胶质瘤和多形性胶质母细胞瘤中表达量上升,说明部分GPI锚定蛋白如GAS1等可以作为早期胶质瘤和多形性胶质母细胞瘤生物标志物。本研究为GPI-AP相关基因在正常组织与癌症组织中的表达情况提供了新的见解,为GPI-AP作为生物标志物的开发打下了坚实基础。

植物糖基化磷脂酰肌醇锚定蛋白LORELEI家族研究进展

植物LORELEI(LRE)蛋白家族是植物糖基化磷脂酰肌醇锚定蛋白(GPI-AP)亚家族的一种,在拟南芥中有4个成员,分别为LRE,LRE-like GPI-AP 1(LLG1),LLG2和LLG3。这些成员在植物体内的表达位置和功能不同。LRE主要在雌配子体的助细胞、卵细胞和中央细胞表达,在助细胞中表达量最高,另外在受精卵与胚乳中也有部分表达。LRE主要参与高等植物的双受精作用,介导花粉管接受并调控胚胎的早期发育。LLG1在植物各组织器官中都有表达,在营养器官(根和叶)中表达水平最高,主要调控植物生长发育(如根与根毛生长)、盐逆境应答,以及免疫应答过程。LLG2和LLG3主要在成熟花粉粒和花粉管中表达,调控花粉管生长与爆裂,释放精子完成双受精作用。该文综述了植物LRE家族成员组成、蛋白质特征,及其在植物生长发育与逆境应答过程中的作用。

精子表面的GPI锚定蛋白

糖基化磷脂酰肌醇锚定蛋白(GPI-APs)是一类通过其羧基末端的糖基化磷脂酰肌醇结构锚定于真核细胞膜表面而不跨越其磷脂膜双层的蛋白。精子上的GPI-APs是一类重要的精子表面蛋白,已报道的有十几种,功能多样,在精子的发生、成熟、获能、受精以及免疫保护等方面起着重要作用。这类蛋白有些可能是某些男性不育症潜在的诊断和治疗靶点,有些则是有前景的免疫避孕候选靶标。

一种精子表面GPI锚定蛋白初步鉴定方法的建立

精子表面糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚定蛋白（GPI-Aps）在精子不同阶段都发挥着关键作用．本研究介绍了嗜水气单胞菌毒素（aerolysin）作为生物探针来鉴定精子表面的GPI锚定蛋白．实验依次进行了嗜水气单胞茵培养、毒素提取纯化、多克隆抗体制备以及三明治蛋白印迹验证实验．凝胶蛋白分离实验显示，硫酸铵沉淀加Sephadex G-100层析柱纯化得到了分子质量为45kD高纯度细菌毒素；蛋白印迹实验验证了制备的多克隆抗体的特异性；三明治蛋白印迹结果显示，嗜水气单胞菌毒素能识别出12条精子脂筏提取蛋白条带，其分子质量主要分布在15～130kD之间；Alex488标记的免疫荧光实验显示，嗜水气单胞菌毒素识别的GPI锚定蛋白主要分布在精子头部和尾部．研究结果提示，嗜水气单胞菌毒素能够有效地识别精子表面的GPI锚定蛋白．

GPI锚定蛋白检测诊断阵发性睡眠性血红蛋白尿症的临床价值

目的:探讨阵发性睡眠性血红蛋白尿症(PNH)患者不同外周血细胞GPI锚定蛋白的表达情况,为PNH的诊断和鉴别诊断提供依据。方法:采用流式细胞术检测32例PNH患者外周血各类细胞膜上CD55、CD59、CD16及CD14的表达百分率。结果:PNH患者外周血红细胞、粒细胞膜上CD55、CD59表达均明显减少,与正常对照组比较差异有显著性(P<0.001),且粒细胞上CD55、CD59表达率低于红细胞(P<0.05);血小板CD55、CD59表达率也较对照组减少(P<0.05);有27例PNH患者的淋巴细胞CD55、CD59表达降低,其缺失率达30%,低于粒细胞和红细胞;CD16在粒细胞上表达量差异很大(34%～83%),与对照组比较差异有显著性(P<0.001);在单核细胞上可见CD14表达缺失的PNH克隆,CD14表达比例明显低于正常对照组(P<0.001)。结论:检测外周各系血细胞CD55和CD59可以使典型PNH的诊断更加可靠,使部分缺乏典型临床表现的PNH明确诊断。检测CD16和CD14对排除PNH具有重要意义。

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。

再生障碍性贫血和阵发性睡眠性血红蛋白尿血细胞GPI-AP缺陷分析

目的 探讨外周血细胞糖基磷脂酰肌醇锚蛋白(ＧＰＩ－ＡＰ)缺陷与再生障碍性贫血(ＡＡ)和阵发性睡眠性血红蛋白尿(ＰＮＨ)的关系。方法 用ＲＥＤＱＵＡＮＡＮＴ ＣＤ５５/ＣＤ ５９、ＣＥＬＬＱＵＡＮＴＣＤ５５/ＣＤ５９试剂盒和流式细胞术测１５例正常人、４７例ＡＡ和４２例ＰＮＨ或ＡＡ－ＰＮＨ综合征患者外周血细胞ＧＰＩ－ＡＰ的表达。结果 ４７例ＡＡ中 １６例(３４．０４%)血细胞ＣＤ５５和ＣＤ５９表达不同程度降低,且缺陷细胞百分率明显低于ＡＡ－ＰＮＨ综合征和ＰＮＨ患者(Ｐ＜０．０１)。结论ＡＡ、ＡＡ－ＰＮＨ及ＰＮＨ患者外周血细胞存在不同程度的ＧＰＩ－ＡＰ缺乏,缺陷细胞百分率检测可作为相关疾病诊断与转化的参考。

磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C基因在乳酸乳球菌中的异源表达

根据乳酸乳球菌密码子的偏好性,在不改变编码蛋白的基础上,优化设计并合成枯草芽孢杆菌磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C基因,将其与大肠埃希菌-乳酸乳球菌穿梭质粒p AMJ399连接,构建重组质粒p AMJ399-PIPLC,并电转化至乳酸乳球菌中进行诱导表达。SDS-PAGE分析显示:重组蛋白以可溶性蛋白的形式分泌于胞外,分子质量约35 ku,与预期蛋白大小一致。重组蛋白在PI-李斯特氏菌显色平板上显现明显的乳白色晕圈,证明重组蛋白具有酶活性,磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C(PI-PLC)在重组乳酸乳球菌中成功获得表达。通过优化培养条件,以2%转接量,在含有1%红霉素抗性的GM17液体培养基中,于32℃静止培养24 h,测得培养基上清液中PI-PLC的浓度为1.092μg·m L-1。

糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白质与肿瘤血管生成的关系

肿瘤血管生成是一个非常复杂的过程,涉及到多种因子的调节。目前,已发现多种糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白质与肿瘤血管生成密切相关。尿激酶型纤溶酶原激活剂受体(urokinase plasminogen activator receptor,uPAR/CD87)、CD55、基质金属蛋白酶、T-钙黏着蛋白、RECK、Eph家族受体作用蛋白A(Eph family receptor interacting protein A,ephrin A)等均能调节肿瘤血管生成过程。本文对糖基磷脂酰肌醇锚定的调节因子如何影响肿瘤血管生成,以及它们作为肿瘤治疗的主要靶标研究进行综述,为肿瘤治疗的抗血管生成新靶标的设计提供信息。

糖基磷脂酰肌醇及其锚定蛋白的合成研究进展

在真核生物中,蛋白质的C-末端以共价键形式与糖基磷脂酰肌醇(GPI)相连是一种常见的翻译后修饰,GPI修饰的蛋白质可以通过GPI锚定在细胞膜的外叶.GPI锚及其锚定蛋白的结构复杂、多样,在众多生物学过程中扮演着不可或缺的重要作用.化学合成结合酶催化反应是获得结构明确、纯度高的GPI锚及GPI锚定蛋白的重要方法,为在分子水平上深入探索此类化合物的结构和生物学功能奠定了基础.本文对此合成领域中所涉及的光学纯且差异性保护的肌-肌醇衍生物的制备、天然来源GPI的合成策略、以结构多样性为导向的GPI衍生物的合成,以及GPI锚定蛋白的合成策略进行综述.

GPI锚——一种复杂的蛋白质翻译后修饰

糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白(glycosylphosphatidylinositol-anchored proteins,GPI-APs)是一种在真核生物细胞膜表面普遍存在的蛋白质,最大特点是没有跨膜结构域和胞质尾区,通过翻译后修饰产生的GPI结构锚定在细胞膜上.GPI锚结构复杂,由磷酸氨基乙醇联结部、核心糖链和磷酸肌醇尾组成.核心糖链中的甘露糖、葡萄糖胺、磷酸肌醇残基可不同程度地被磷酸氨基乙醇和其他糖类修饰.尽管被精确解析出的GPI锚结构还较少,但已在分子水平上证明GPI锚具有非常多样的生物学功能,如信号传导、细胞黏附、蛋白质转运和免疫反应等等.近年来,由于实验技术的进步,GPI锚的相关研究也在逐步深入.对GPI锚独特的翻译后修饰及其功能的最新研究进行分析归纳.

糖基化磷脂酰肌醇锚定蛋白转化法——一门全新的细胞表面工程学

糖基化磷脂酰肌醇(GPI)锚定蛋白是一种新型细胞表面蛋白,它只通过GPI结构锚定于细胞膜表面而不跨越其磷脂膜双层结构;当它与细胞共同孵育时,可自动整合至细胞膜表面。GPI锚定蛋白转化法利用GPI锚定信号将目的蛋白直接整合至靶细胞表面,超越了目的蛋白由靶细胞自身合成的机制,具有对靶细胞选择性不高,转化过程迅速等优点,在抗原提呈细胞工程、肿瘤疫苗及移植物抗排斥反应等研究领域得到了广泛应用。

阵发性睡眠性血红蛋白尿急性肾小管损伤并足细胞病变病例报告及文献复习

阵发性睡眠性血红蛋白尿(paroxysmal nocturnal hemoglobinuria,PNH)是临床罕见的获得性补体介导的造血干细胞疾病,发病率约5~10/100万例[1]。PNH的发病与PIG-A基因突变导致糖基磷脂酰肌醇(glycosyl phosphatidyl inositol,GPI)锚定蛋白减少/缺失相关,导致CD55和CD59等补体调节因子缺陷引起该病相关临床特征。

寄生原虫中糖基磷脂酰肌醇的研究进展

糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚作为翻译后修饰成分位于真核生物蛋白的C末端,将修饰后蛋白锚定在细胞膜的外侧小叶上。GPI结构复杂且GPI锚定蛋白在结构和功能上也相差甚远,其在许多生物学过程中都是不可缺少的。寄生原虫膜表面具有大量的GPI锚定蛋白以及GPI相关糖蛋白,能通过周期性的改变来逃避宿主的免疫反应。尽管某些GPI蛋白的特征已明确,但GPI锚的生物功能并没有在分子水平上得到解释。本文对GPI的结构、生物合成以及在原虫中的研究进展作了综述。

糖基化磷脂酰肌醇-特异性磷脂酶D与白血病类型、CD24表达及细胞黏附功能的关系

糖基化磷脂酰肌醇-特异性磷脂酶D（GPI-PLD）在特定的情况下能通过特异性水解糖基化磷脂酰肌醇（GPI）锚定蛋白中的肌醇磷酸酯键来调节细胞膜上的锚定蛋白表达。在人的造血细胞上有一些GPI锚定蛋白（如CD24、CD87等）属于黏附分子，在肿瘤细胞的转移中发挥重要作用。我们检测了急性白血病患者骨髓细胞GPI-PLD基因表达水平及其活性，探讨其与白血病类型，肝、脾、淋巴结肿大，CD24表达及白血病细胞对纤维连接蛋白（Fn）黏附率的关系。

糖化肌醇磷脂结合蛋白在健康人淋巴细胞及其亚群的表达

目的 研究健康人淋巴细胞及其亚群上 ,糖化肌醇磷脂结合蛋白 (GPI锚蛋白 )之一CD5 9的表达 ,探讨淋巴细胞及其亚群能否做为诊断阵发性睡眠性血红蛋白尿症的指标。方法 采用流式细胞术多色分析法 ,结合多种细胞特异性抗体 ,分析淋巴细胞及其亚群和中性粒细胞上CD5 9的表达情况。结果 5 0名健康人中性粒细胞上CD5 9的表达均为完全阳性 ,表达率为 (98 6± 1 5 ) %。淋巴细胞上CD5 9的表达率为 (90 0± 14 9) % ,少量呈现阴性和不完全阳性表达。CD3+ T细胞与淋巴细胞类似 ,但完全阳性细胞少于后者 ,部分阳性和阴性细胞多于后者。与CD3+ T细胞相比 ,CD4+ T细胞上CD5 9的表达率增高 ,为 (92 9± 8 1) % ,完全阳性细胞增多 ,但仍有少量阴性细胞存在 ;CD8+ T细胞表达率明显下降 ,为 (74 6± 9 1) % ,完全阳性细胞减少 ,部分阳性和阴性细胞增多 ;CD45RA+ 和CD45RO+ T细胞的表达差异无显著意义 (P >0 0 5 ) ;活化T细胞的表达介于CD3+ 和CD8+ T细胞之间。B细胞的表达均为完全阳性 ,表达率高达 (96 3± 0 .6 ) % ,与中性粒细胞类似。结论 健康人淋巴细胞上CD5 9不完全阳性的表达主要与T细胞、尤其是CD8+ T细胞有关 ;B细胞表达均一 。

糖基化磷脂酰肌醇特异性磷脂酶D的研究进展

羧基端结合有糖基化磷脂酰肌醇 (GPI)结构的膜蛋白 ,称为 GPI锚定蛋白 ;此后不久又鉴定出一种 GPI锚定蛋白专一性的磷脂酶 D(GPI- PL D)。 GPI- PL D能特异性地水解 GPI、释放出锚定蛋白并调节锚定蛋白的表达和生物功能等。本文概述了近年来有关 GPI- PL D的研究状况 ,包括它的组织和器官来源、生理功能、病理条件下的活性改变、分子结构以及 c

细胞表面工程与肿瘤疫苗

细胞表面工程 ,又称GPI锚定蛋白转移法 ,是一种不依赖基因转移而能够在细胞膜上表达新蛋白的有效方法。GPI锚定蛋白可以通过其尾部脂质GPI结构自然地整合到细胞膜上。这种方法克服了基因转移技术的一些局限 ,在临床应用上更具优势。该技术可用于肿瘤疫苗和肿瘤免疫治疗方面的研究 ,将GPI锚定修饰的免疫分子直接转移到肿瘤细胞膜上 。

哺乳动物精卵黏附和融合的分子基础

哺乳动物受精是一个多分子参与的多级过程,在精卵融合形成一个受精卵时达到顶点。新的研究已表明:精卵黏附后,精子膜从赤道区开始与卵膜融合;有精子膜上的去整合蛋白金属蛋白酶蛋白家族(ADAM)、Izumo、附睾蛋白DE、卵膜上的整合蛋白、四次跨膜蛋白CD9、CD81、糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白等多种分子参与精卵黏附和融合过程。

硫酸乙酰肝素蛋白聚糖的功能机制研究进展

硫酸乙酰肝素蛋白聚糖是由核心蛋白和与之相连的硫酸乙酰肝素糖链组成,广泛分布于细胞膜与细胞外基质中。其中多配体蛋白聚糖(syndecan)和糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白聚糖(glypican)存在于细胞膜上,而串珠蛋白聚糖(perlecan)和组合蛋白聚糖(agrin)表达在细胞外基质中。该类蛋白在生理与病理历程,如发育、伤口愈合、肿瘤发生发展、感染、免疫应答等过程中担任重要作用,这些功能是其核心蛋白和糖链共同作用的结果。概述硫酸乙酰肝素蛋白聚糖的功能及其机制研究进展,同时强调其在作为药物靶标和临床诊断研究中的应用。