转运必需内吞体分选复合物的结构及其在生理疾病中的作用研究进展

在酵母和后生动物体内,转运必需内吞体分选复合物(ESCRT)在细胞分选及降解泛素化的膜蛋白这一过程中发挥重要作用,使一些激素、生长因子或细胞因子受体在与配体结合后内化并被溶酶体降解。同时,ESCRT还能够导致内体膜向内形成囊泡,从而介导多泡内体的形成。因为配体介导的受体下调在信号衰减中起着重要作用,所以ESCRT的组件受损会引起一系列的生理疾病。本文就国外对ESCRT的研究及其在防止癌症、神经退行性疾病和细菌感染中的作用以及RNA病毒利用ESCRT完成出芽生殖过程的研究进行综述。

植物内吞体分选转运复合物(ESCRT)调控逆境胁迫响应的研究进展

逆境胁迫是导致全球农作物产量下降的主要原因之一。当植物受到胁迫时,细胞内蛋白质运输途径需要迅速调整,以确保与应激反应相关的货物分子能通过内膜系统被正确递送到效应位点。真核生物的内膜系统由多种细胞器构成,这些细胞器在有序调控下被准确而高效地生成,参与细胞内物质运输。内吞体分选转运复合物(ESCRT)参与调控液泡前体/多囊泡体的生物学发生过程,并促使了泛素化蛋白从内吞体到液泡的运输过程。本研究重点概述了ESCRT在植物逆境胁迫响应方面的最新研究成果,包括ESCRT的基本组成和功能,以及ESCRT在植物非生物胁迫(干旱、盐胁迫)和先天免疫中的调控作用。探究ESCRT如何特异性识别并调控逆境胁迫响应蛋白,将有助于构建更为精准的ESCRT介导逆境响应的分子调控网络。图2表1参70.

内吞体运输必需分选复合物在肿瘤中的作用

内吞体运输必需分选复合物(endosomal sorting complex required for transport,ESCRT)是与膜重塑密切相关的复合物,在许多涉及膜重塑事件中起重要作用,包括病毒出芽、细胞分裂、神经元修剪、多泡体形成等。ESCRT含多种亚基,不同亚基相互配合协同完成复合物的生物学功能。ESCRT突变或表达水平改变会引起严重后果,造成多种与膜修复相关的生物学过程出现障碍,涉及帕金森病、艾滋病、肿瘤等疾病。肿瘤发生发展与许多膜重塑事件有关,随着对ESCRT的深入研究,发现其在肿瘤发生发展、治疗及预后中起重要作用。本文主要围绕ESCRT在肿瘤中的不同作用展开综述,包括作用机制、预后评估、治疗靶点的选择等,旨在为ESCRT与肿瘤之间的关系提供思路,为多种肿瘤治疗提供更多选择。

ESCRT系统:一个多功能的蛋白转运及膜剪切机器

转运必需内体分选复合物(endosomal sorting complex required for transport,ESCRT)系统是真核细胞中完成内体(endosome)膜内陷以形成多囊泡体(multi-vesicular body,MVB)的分子机器.其主要功能是促进被泛素(ubiquitin)标记的膜蛋白的降解,还与细胞分裂、病毒出芽、细胞自噬以及真菌pH感知相关.ESCRT系统包括ESCRT-0,-Ⅰ,-Ⅱ,-Ⅲ和Vps4-Vta1共5个蛋白-蛋白复合物.晶体学研究已经解析了大部分复合物的结构.其促使膜内陷的分子机理一般认为分3步.首先是ESCRT-Ⅰ和-Ⅱ在内体膜上结合并促使内体膜内陷形成初始芽体.之后,ESCRT-Ⅲ在芽体颈部聚合并导致芽体的剪切,从而将内腔囊泡(intralumenal vesicles,ILVs)释放到内体腔内,形成MVB.最后,Vps4/Vta1复合物则以水解ATP提供能量将聚合的ESCRT-Ⅲ解聚以循环使用,完成更多的出芽过程.本文将对ESCRT系统的结构、出芽机理和生物功能几方面做一个综述.

褐飞虱安全高效RNAi靶基因的筛选及Snf7同源基因的控害效果

褐飞虱(Nilaparvata lugens)是一种具有高繁殖力、强适应性和迁飞性的重要水稻害虫。为更有效地获得安全高效的褐飞虱RNAi靶标基因,建立了一套安全高效RNAi靶基因的筛选流程,获得了32个安全高效致死候选基因,并检测了其中12个基因的RNAi效率。进一步对其中的转运必需内吞体分选复合物Ⅲ亚基Snf7同源基因(简称为NlSnf7)的控害效果进行了研究。NlSnf7基因在褐飞虱各个时期和组织均有表达。通过注射法和饲喂法RNAi技术对NlSnf7进行低剂量干扰,结果表明干扰后NlSnf7的mRNA表达水平显著降低,褐飞虱的校正死亡率在每头注射50 ng后第13天可达70%,饲喂50 ng/μL后第9天可达48%;注射dsNlSnf7后第5天NlSnf7的蛋白水平也显著降低。此外,选择无连续21 bp相同序列的亚洲玉米螟和白背飞虱进行dsNlSnf7注射,发现与对照组相比,实验组均无显著变化。这些结果表明dsNlSnf7片段是一个高效安全的RNAi靶标分子。

ESCRT机制对阿尔茨海默病作用的研究进展

阿尔茨海默病(AD)是人类衰老过程中影响老年人智力、自理能力以及致残和新的致死病因的重大疾病之一。神经元中tau蛋白的过度磷酸化以及β淀粉样蛋白(Aβ)的沉积是AD发病的主要假说,目前仍无有效治疗AD的方案。转运必需内体分选复合物(ESCRT)在蛋白质降解及维持细胞结构完整、功能稳定方面发挥重要作用。ESCRT识别分类泛素化的病理tau蛋白及Aβ产生多囊泡体进入溶酶体降解或分泌,从而减轻tau蛋白及Aβ的神经元毒性作用。此外,ESCRT还能修复神经元突触的损伤,减少神经元的凋亡。因此,ESCRT机制的研究可能为治疗和延缓AD的进展提供新的研究思路和方向。

病毒劫持ESCRT系统促进自身复制的研究进展

内吞体分选转运复合体(endosomal sorting complex requiredfor transport,ESCRT)系统驱动细胞的不同生命进程,包括内体分选、细胞器生物发生、囊泡运输、维持质膜完整性、细胞质分裂期间的膜裂变、有丝分裂后的核膜重组、自噬过程中吞噬孔的封闭以及包膜病毒出芽等。越来越多的证据表明,ESCRT系统能够被不同家族病毒劫持用于自身增殖。在病毒生命周期的不同阶段,病毒可以通过各种方式干扰或利用ESCRT系统介导的生理过程,最大限度地提高感染宿主的机会。此外,许多逆转录病毒和RNA病毒蛋白具有“晚期结构域”基序,可招募宿主ESCRT亚基蛋白帮助病毒内吞、运输、复制、出芽以及外排。因此,病毒“晚期结构域”基序和ESCRT亚基蛋白可能是病毒感染治疗中具有广泛应用前景的药物靶点。本文重点综述了ESCRT系统的组成及功能,ESCRT亚基和病毒“晚期结构域”基序对病毒复制的影响以及ESCRT介导的抗病毒作用,以期为抗病毒药物的开发和利用提供参考。

缺失宿主Vta1蛋白的MIT结构域对杆状病毒AcMNPV复制的影响

【目的】克隆草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)Vta1基因,检测Vta1在苜蓿银纹夜蛾核多角体病毒(Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus,AcMNPV)复制中的作用。【方法】利用反转录-PCR与PCR方法筛选草地贪夜蛾Vta1基因及缺失Vta1N-端MIT结构域的突变体并构建其瞬时表达质粒,通过转染Sf9细胞检测表达;构建Vta1及其突变体的双分子荧光互补表达质粒,并通过瞬时转染检测其与Vps4及ESCRT-III亚基Vps46与Vps60的相互作用;共转染gp64与Vta1及其突变体瞬时表达质粒,检测瞬时表达Vta1突变体对AcMNPV出芽型病毒产量及病毒基因启动子指导报告基因表达的影响。【结果】获得了草地贪夜蛾Vta1基因。氨基酸序列相似性分析表明,昆虫、酵母与人类Vta1同源蛋白的相似性分别约为20%与50%。Western blotting分析表明GFP标签的Vta1及其突变体均能在瞬时转染的Sf9细胞中表达。双分子荧光互补分析发现,缺失第1个或第2个MIT结构域显著降低Vta1突变体与Vps4、Vps46或Vps60的相互作用。此外,瞬时表达Vta1突变体显著降低了AcMNPV感染性出芽型病毒的产量,但并未影响AcMNPVie1基因早期启动子和p6.9基因晚期启动子指导的LacZ和GUS报告基因的表达。【结论】Vta1可能参与杆状病毒AcMNPV子代病毒粒子的组装和/或出芽释放过程。