小麦不同营养型病原真菌的候选GPCR蛋白预测及对比研究

【目的】通过对小麦3种不同营养型病原真菌的候选GPCR蛋白进行找寻及性质对比分析,为进一步找寻新型农药作用靶标奠定理论基础。【方法】选择已经公布全基因组序列的3种小麦营养型病原真菌,基于GPCR蛋白所具有的7重跨膜结构典型特征,利用3种蛋白跨膜在线预测程序(TOPCONS、TMHMM、Philius)对上述病原真菌的候选GPCR蛋白开展找寻,以及候选GPCR蛋白序列长度、理论等电点、不稳定系数、最强亲(疏)水性残基等特征和遗传关系进行对比分析。【结果】小麦白粉病菌、叶枯病菌、叶斑病菌中分别含有候选GPCR蛋白11、32、69个,蛋白序列平均长度为396 aa。蛋白的理论等电点平均值在8.78左右,不稳定系数在40左右,亲水性在-2.70左右,疏水性在3.20左右,而最强亲(疏)水性氨基酸残基分布不一致。上述112个候选GPCR蛋白按遗传关系聚为三大类,分别具有71、36、5个蛋白。【结论】小麦不同营养型病原真菌的候选GPCR蛋白数量以活体型真菌数量最少,死体型真菌数量最多,半活体型真菌介于两者之间。不同候选GPCR蛋白在理论等电点、不稳定系数等理化性质及遗传关系等方面具有一定同质性特征,然而最强亲(疏)水性氨基酸残基具有较大差异。

醛固酮瘤(APA)发病相关的G蛋白耦联受体(GPCRs)研究进展

醛固酮瘤（aldosterone-producing adenoma,APA）是原发性醛固酮增多症的一个重要亚型,约占30％～60％,是引起继发性高血压的重要病因.有关APA的发病机制,可见不同水平与角度的研究,但是对于APA的具体发病机制仍不清楚.本文就已知的与发病相关的G蛋白耦联受体（G-protein-coupled receptors,GPCRs）进行论述.

基于体外生物活性的中国地表水中G蛋白偶联受体药物筛选

低浓度(ng/L至μg/L)的药物在环境水体中被广泛检出,其对水生生物存在潜在的生态风险,进而受到人们的关注.G蛋白偶联受体(GPCR)是一类在人体与动物体内高度保守的跨膜蛋白,约40%市售药物作用于GPCR.然而,GPCR药物在中国水环境中赋存情况及生态风险还未知.基于药物行业生产报告构建GPCR药物环境浓度预测模型,使用体外测试检测22种高产量GPCR药物的生物活性,最后基于预测浓度和体外生物活性建立地表水中GPCR药物的环境活性预测模型,筛选出中国地表水中需要优先控制的13种GPCR药物.

G蛋白偶联受体相关分选蛋白研究进展

G 蛋白偶联受体（G Protein-coupled Receptors,GPCRs）是人类基因组编码的最丰富的一类膜蛋白家族.GPCRs 可被包括气体、光子、氨基酸及其衍生物、Ca2 ＋ 、肽、脂类物质和大量的糖蛋白激素等在内的多种配体激活,进而引发细胞信号转导,参与调节人体心血管系统、免疫系统和神经系统等在内的几乎所有的生理过程.

G蛋白偶联受体激酶活性调控与细胞炎性损伤

G蛋白偶联受体激酶 (Gprotein coupledreceptorki nases,GRKs)不仅调节G蛋白偶联受体 (GPCR)磷酸化、介导受体脱敏 ,使信号效应降低或消失 ,而且也调节G蛋白和靶细胞骨架 ,同时它还受到蛋白激酶A(PKA)、蛋白激酶C(PKC)、肌动蛋白和细胞内第二信使钙离子等调节。组织细胞表面存在多种GPCR如血小板活化因子 (PAF)受体、组胺受体、凝血酶受体等 ,介导炎性介质所致细胞损伤的信号转导作用。GRKs磷酸化GPCR 。

与G蛋白偶联受体相关的诺贝尔奖解析

G蛋白偶联受体（GPCR）是细胞信号传导中的重要蛋白质,其拓扑构象为7次跨膜的受体,介导多种信号分子的转导过程。胞外配体分子通过与细胞表面的GPCR结合导致细胞内的G蛋白构象发生变化,在胞内产生第二信使,从而将信号逐级传递,实现生物体生理功能的调节。GPCR是一个备受瞩目的蛋白大家族,与其相关的研究已经10次获得诺贝尔奖。本文按照＂配体-GPCR-G蛋白-第二信使＂的线索简要解析这10次诺贝尔奖。

利用深度迁移学习靶向GPCRs的配体活性预测

G蛋白偶联受体(GPCRs)是最重要的药物靶标之一,约占市场上药物靶标的34%。药物发现过程中,配体生物活性的准确建模和解释对于筛选苗头化合物至关重要。研究表明,同源的G蛋白偶联受体能提升配体分子生物活性的预测性能和可解释性。提出了一种新的方法GLEM,用多任务下的深度迁移学习来预测配体的生物活性,并通过组稀疏来识别相关的关键子结构。GLEM方法在9组30个具有代表性的人类GPCR数据集上进行了实验,这些GPCRs涵盖了大部分人类GPCRs的子家族,每个GPCR数据集都包含60~3000个配体。实验结果表明,GLEM方法在绝大多数数据集中都获得了最好的性能。与单任务学习方法相比,GLEM方法在r2上平均提升了31.72%;与深度学习方法相比,GLEM方法在r2上平均提升了22.45%。此外,还评估了不同数量的训练样本对模型性能的影响,实验发现GLEM方法在小样本情况下表现最好。

G蛋白偶联受体突变分析的生物信息学方法及其资源研究

G蛋白偶联受体(GPCR)参与调节人体各种生理过程,它的突变及基因多态性与多种人类遗传性疾病相关,其中50%以上的疾病突变是由功能性单核苷酸多态性构成的。因此,建立基因多态性与疾病的相关性研究成为主要热点之一。随着生物信息技术的发展,各种机器学习方法、特征提取和数据库资源的综合利用,极大地方便了GPCR的突变研究。介绍了GPCR上以功能性单核苷酸多态性突变为主的生物信息学研究方法和数据资源。

B族G蛋白偶联受体PAC1的N端基序HSDCIF对其二聚化和上膜运输的影响

B族G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors,GPCRs)PAC1是垂体腺苷酸环化酶激活多肽(pituitary adenylate cyclase activating polypeptide,PACAP)的特异受体,介导PACAP神经保护等功能,是神经系统疾病药物开发的重要靶点之一.HSDCIF(His-Ser-Asp-Cys-Ile-Phe)为位于PAC1的N端胞外1区(extracellar domain 1,EC1)的一段短肽序列,与特定负责激活PAC1受体的激动域PACAP(1-6)具有极高的同源性.利用基因敲除技术构建出缺陷HSDCIF基序的PAC1突变体(简称D-PAC1);利用基因工程原理和技术构建系列真核表达重组载体,包括融合了增强型黄色荧光蛋白(enhanced yellow fluorescent protein,EYFP)的表达载体D-PAC1-EYFP;用于生物发光能量转移(bioluminescence resonance energy transfer,BRET)检测的D-PAC1-Rluc;以及用于双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)实验的D-PAC1-EYFP/N和D-PAC1-EYFP/C.免疫荧光检测(immunofluorescence assay)测定D-PAC1的表达;荧光共聚焦显微观察D-PAC1的细胞运输,然后通过Western印迹、BRET与BiFC方法来检测D-PAC1的二聚化情况,综合评价HSDCIF基序对PAC1二聚化和在细胞中定位的影响.检测结果显示,缺陷HSDCIF基序的突变体D-PAC1不能发生二聚化,也不能正常的进行上膜运输,而是滞留在内质网中,同时外源化学合成的寡肽HSDCIF可以竞争性地抑制正常PAC1的二聚化.

5-HT_(1A)受体蛋白在PC12细胞膜转运的动态变化

目的在神经元样PC12活细胞上进行实时、可视和定量研究5-羟色胺1A受体的时空分布、膜转运和信号传导机制。方法运用RT-PCR方法获得小鼠5-HT1A基因,并插入到pEGFP-N1真核表达载体中。采用阳离子脂质体方法将质粒转染至PC12细胞和HEK293细胞中,通过G418筛选出稳定表达5-HT1A-EGFP的PC12细胞系。运用激光共聚焦成像系统观察活细胞中5-HT1A-EGFP的表达情况,利用光漂白荧光恢复(FRAP)技术在PC12细胞膜局部漂白后观察5-HT1A-EGFP荧光蛋白在细胞膜上转运的情况。结果克隆所获得的小鼠5-HT1A基因是准确的。5-HT1A-EGFP蛋白清晰的分布于PC12和HKE293细胞膜上。通过FRAP技术观察到漂白区域的细胞膜在100s内有部分恢复,说明受体在细胞膜上发生转运。结论建立了稳定表达5-HT1A-EGFP融合蛋白的PC12细胞系,并利用活细胞成像和FRAP技术观察分析并证实了5-HT1A受体在PC12细胞的膜表面的表达和转运的动态变化。

G蛋白偶联受体在不同表达系统中高水平表达的研究进展

G蛋白偶联受体(guanosine-binding protein coupled receptors,GPCRs)是一大类膜蛋白超级家族,具有7个跨膜域的特殊结构,并在机体内发挥着重要的生理作用.目前的研究主要集中在蛋白结构、功能、药物筛选等方面,然而,GPCRs在研究中也可以作为受体配基检测的重要工具.GPCRs体内本底含量很低,如果需要大量的GPCRs活性蛋白进行应用研究,体外异源表达是一种重要途径.通过对GPCRs在不同表达系统的高水平表达策略进行综述,将为GPCRs在体外的高含量表达提供有效参考,为探索GPCRs分子结构以及结构与功能的关系,更好地在各个领域应用GPCRs奠定基础.

G蛋白偶联受体的结合在镇痛中的作用[英]

体内组织特异性G蛋白偶联受体（GPCR）对于镇痛药物的发展非常重要，μ-和δ-阿片受体就属于此类。Daniels等的研究表明，同时作用于这两种受体的二价配体有与吗啡相似的镇痛效果，且无副作用。δ-阿片受体与μ-阿片受体激动剂耐受性和依赖性的形成有关，因而研究者提出同时调节两种受体的二价配体可能改善止痛药物的副作用，同时也可为研究受体的协同作用提供有力的工具。

趋化素受体的研究进展

趋化素受体是G蛋白偶联受体(G Protein-Coupled Receptors,GPCRs)家族的重要成员,广泛分布于人体各组织器官中,参与炎症反应、血管生成、脂质和葡萄糖代谢等多种生理过程,与炎症性疾病、癌症、代谢综合征等多种疾病的发生发展密切相关。本文综述了趋化素受体家族的结构、信号转导特性、相关疾病和拮抗剂类药物开发的最新研究进展,以期为后续研究趋化素受体功能和开发新型药物提供思路和参考。

一种基于四层推理模型的旋转异构体库构造方法

GPCR是一类重要的药物靶标,其侧链构象直接影响着对药物绑定位点的研究.现有的侧链旋转异构体库没有考虑侧链扭角之间的相互影响,而将它们同等看待.本文提出了一种基于四层推理模型的旋转异构体库构造方法,将侧链之间的相互影响也考虑进来,生成了一种富含层次化信息的旋转异构体库.并采用侧链预测程序Rosetta对GPCR Dock 2008和GPCR Dock 2010中的3个目标在本文产生的旋转异构体库的基础上进行预测,其预测精度接近于基于经典的旋转异构体库的侧链预测结果.通过实验还发现,本文提出的采用分层思想的模型生成的旋转异构体库明显优于不采用分层思想的模型生成的旋转异构体库.

短链脂肪酸受体GPR43的研究进展

短链脂肪酸受体(G protein-coupled receptor 43,GPR43)属于G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors,GPCR)家族,因其与脂肪和糖代谢相关,在过去的10年中其研究日益受到重视。研究表明,GPR43不仅可以通过参与调节食欲和胃肠肽的分泌来调节脂肪的分解与形成,最终与代谢性疾病如肥胖、2型糖尿病和心血管病的密切相关;而且GPR43还参与调节人身体血脂浓度和炎症发生过程,甚至还与细胞的癌变密切相关。GPR43作为糖代谢、脂肪代谢的重要调节受体,已经成为一个重要的药物筛选靶点。针对GPR43受体的研究现状进行了总结并对今后的应用研究进行了展望。

在基因化学的规模上识别G蛋白偶合受体(GPCR)与其配体的相互作用

G蛋白偶合受体(GPCR)不仅是一类重要的生物膜蛋白,而且代表着一类重要的治疗疾病的生物把标。长期以来,学术研究界和制药工业界都在努力寻找能与这些蛋白发生相互作用的配体分子以期成为潜在药物,其中包括对那些生物功能还未知的GPCR的配体的寻找。一个能对GPCR以及可能配体的相互作用关系作出准确预报和筛选的方法显然可以加速这一过程,尤其是这个方法具有进行大规模预报的能力,即可以同时处理多个GPCR和大量小分子配体。这样的预报结果可以揭示出多个不同GPCR和小分子的交叉反应关系,有助于减少药物副作用和毒性。本文提出这样一种使用支持向量机器学习法在基因化学的规模上识别GPCR-配体的相互作用的方法,其基本思想是以其跨膜部分的胺基酸序列表达每个GPCR蛋白和以化学分子结构表达每个配体。我们将此方法应用于一套GPCR-配体相互作用数据集,其中的GPCR包含A类中的28个子类,建立的模型能够正确预报86.9%的相互作用配对和99.97%的非相互作用配对。该模型的预报能力进一步在新的数据集上进行了验证,其中的小分子配体具有全新化学结构,GPCR的胺基酸序列也是全新的,并且在进化上远离训练集中的GPCR基于以上结果,我们认为该方法可以应用于大规模筛选GPCR小分子配体,以及识别生物功能还未知的GPCR的配体,这些都有助于加速针对GPCR的药物设计。

CARMA3调控NF-κB信号通路激活的研究进展

含半胱天冬酶募集结构域的膜相关鸟苷酸激酶蛋白3(caspase recruitment domain and membrane-associated guanylate kinase-like domain protein 3,CARMA3)属于CARMA家族,是一个新型的骨架蛋白。CARMA3通过调控NF-κB信号通路的激活,影响细胞的周期进程、增殖和信号转导,从而影响癌症的发生和细胞应答。论文介绍了NF-κB信号通路的激活过程、G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors,GPCRs)的配体、DNA损伤和感染可激活CARMA3介导的NF-κB信号通路、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的活性水平受CARMA3介导的NF-κB信号通路的影响、A20负调控CARMA3介导的NF-κB信号通路,以及CARMA3与癌症发生的关联,旨在为基于NF-κB信号通路的细胞周期进程、增殖和细胞应答方面的研究提供参考。

G蛋白偶联受体的核转位研究进展

G蛋白偶联受体(G-protein coupled receptor,GPCR)是细胞表面受体的超家族,通过响应相应配体来调节多种细胞功能。长期以来认为,GPCR信号传导仅涉及在细胞表面激活受体,然后与异源三聚体G蛋白和抑制蛋白结合以触发各种细胞内信号级联,并通过内化或其他方式终止信号传导。从20世纪末至今,已在细胞核(上或内)中检测到约30种GPCR。研究表明,定位于细胞核(上或内)的GPCR发挥不同于细胞膜上GPCR的生物学功能,并且在细胞核(上或内)的GPCR介导的信号转导通路与传统的G蛋白和下游第二信使依赖的信号转导通路有所不同,而是与一些转录因子密切相关。GPCR是重要的药物靶标,了解细胞核(上或内)GPCR的生理学功能和病理学意义,以及解析GPCR核转位运输机制,都有助于制定成功靶向它们的药物策略。该综述将对GPCR细胞核转位的诱导条件、GPCR核转位机制以及GPCR核转位介导的信号传导通路的最新研究成果进行概述,为新型靶向细胞核GPCR药物的研究提供参考。

乳腺癌MDA-231细胞中IL-8与表皮生长因子受体信号通路的关系

目的探讨IL-8对乳腺癌细胞增殖和侵袭的影响以及IL-8信号通路与表皮生长因子受体（EGFR）信号通路之间的关系。方法采用EHSA方法检测乳腺癌MDA-231细胞IL-8的分泌及rhEGF、anti-EGFR对IL-8分泌的影响；免疫细胞化学方法检测其膜受体CXCRI和CXCR2的表达；MTT和mabel invasion（基质凝胶侵袭）方法分析rhIL-8及anti-IL-8对癌细胞增殖和侵袭的影响；Western blot分析rbIL-8及anti-IL-8对EGFR活化的影响。结果乳腺癌细胞可分泌大量IL-8，其细胞膜表面表达CXCRI和CXCR2两种受体。rhIL-8及其中和抗体对乳腺癌细胞的增殖无明显影响，但可影响其侵袭能力：rhIL-8可提高癌细胞的侵袭活性（P〈0．05），其中和抗体则对癌细胞的侵袭有抑制作用（P〈0．05）。rhEGF及anti-EGFR均明显抑制了MDA-231细胞IL-8的分泌（P〈0．05，P〈0．01）；未发现rhIL-8对EGFR的酪氨酸磷酸化有任何影响，相反anti-IL-8却诱导了EGFR活化。结论IL-8不是乳腺癌自分泌的促细胞生长因子，IL-8主要通过促进癌细胞的侵袭而影响肿瘤的发展。乳腺癌中G蛋白耦联受体（GPCR）介导的IL-8信号通路与EGFR信号通路之间并无cross-talk，而是竞争抑制的关系。