分子伴侣主要分为: 伴侣素家族(chaperonin, Cpn) Cpn 家族是具有独特的双层 7-9 元环状结构的寡聚蛋白,它们以依赖 ATP 的方式促进体内正常和应急条件下的蛋白质折叠。 Cpns 又分为两组: GroEL(Hsp60) 家族和 TriC 家族。 GroEL 型的 Cpns 存在于真细菌、线粒体和叶绿体中,由双层 7 个亚基组成的圆环组成,每个亚基分子量约为 60Ku 。它们在体内与一种辅助因子,如 E. coli 中的 GroES ,协同作用以帮助蛋白折叠。除了叶绿体中的类似物外,这些蛋白是应急反应诱导的。人们对 GroEL 和 GroES 的结构、功能及其作用机制做了十分详尽的研究。 TRiC 型( TCP-1 环状复合物)存在于古细菌和真核细胞质中,由双层 8 或 9 元环组成,亚基分子量约为 55K ,与小鼠中 TCP-1 尾复合蛋白( TCP-1 tail complex protein )有同源性。这种 Cpn 没有类似 GroES 的辅助因子,而且只有古细菌中的成员有应急诱导性; 应激蛋白70 家族(Stress-70 family) 又称为热休克蛋白 70 家族( Hsp70 family ),是一类分子量约 70Ku 的高度保守的 ATP 酶,广泛地存在于原核和真核细胞中,包括大肠杆菌胞浆中的 DnaK/ DnaJ ,高等生物内质网中的 Bip 、 Hsc1 、 Hsc 2 、 Hsc 4 或 hsc70 ,胞浆中的 Hsp70 、 Hsp68 和 Ssal4p ,线粒体中的 Ssclp 、 Hsp70 等。在细胞应急和非应急条件下的蛋白质代谢,如蛋白质的从头折叠( de novo protein folding) 、跨膜运输、错误折叠多肽的降解及其调控过程中有重要的作用。在体内, Hsp70 家族成员的主要功能是以 ATP 依赖的方式结合未折叠多肽链的疏水区以稳定蛋白质的未折叠状态,再通过有控制的释放帮助其折叠; 应激蛋白90 家族(Stress-90 family) 即热休克蛋白 90 家族,分子量在 90Ku 左右,包括大肠杆菌胞浆中的 HtpG ,酵母胞浆中的 Hsp83 与 Hsc83 ,果蝇胞浆中的 Hsp83 ,以及哺乳类胞浆中的 Hsp90 与内质网中的 Grp94 ( Erp90 或内质网素 endoplasmin )等。 Hsp 90 可以与胞浆中的类固醇激素受体结合,封闭受体的 DNA 结合域,阻碍其对基因转录调控区的激活作用,使之保持在天然的非活性状态,但 hsp90 的结合也使受体保持着对激素配体的高亲和力。 hsp90 还与 Ras 信号途径中许多信号分子的折叠与组装密切相关,主要是 hsp90 的结合与解离,介导了这些分子在非活性形式与活性形式间的转化。如转化型酪氨酸激酶 pp60v-src 或在一定条件下,从 hsp90 等与之形成的复合物中释放,才能转位至胞膜,行使激酶的活性功能。 Casein(CKII) 和 el/f-2a 是两种丝氨酸 / 苏氨酸蛋白激酶,其中 Casein(CKII) 与细胞生长和细胞周期有关, el/f-2a 激酶则调节蛋白质合成,两者均可与 hsp90 及其他分子伴侣形成复合物。除 hsp90 以外,其他分子伴侣如 hsp70, PPIs 等都影响了受体分子的激活过程; 此外,其他的分子伴侣还有核质素、T 受体结合蛋白 (TRAP) 、大肠杆菌的 SecB 和触发因子( trigger factor )及 PapD 、噬菌体编码的支架蛋白( scaffolding proteins )等。 分子伴侣不仅与胞内蛋白的折叠与组装密切相关,影响到蛋白质的转运、定位或分泌;而且与信号转导中的信号分子的活性状态与活性行为相关连,具有重要的生理意义。
分子伴侣 1987 年 Lasky首先提出了分子伴侣(molecular chaperones)的概念。他将细胞核内能与组蛋白结合并能介导核小体有序组装的核质素( nucleoplasmin )称为分子伴侣。根据 Ellis 的定义,这一概念延伸为“一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质,它们在细胞内帮助其他含多肽的结构完成正确的组装,而且在组装完毕后与之分离,不构成这些蛋白质结构执行功能时的组份”。热休克蛋白就是一大类分子伴侣。1987年,Ikemura发现枯草杆菌素(subtilisin)的折叠需要前肽(propeptide)的帮助。这类前肽常位于信号肽与成熟多肽之间,在蛋白质合成过程中与其介导的蛋白质多肽链是一前一后合成出来的,并以共价键相连接,是成熟多肽正确折叠所必需的,成熟多肽完成折叠后即通过水解作用与前肽脱离。Shinde和Inouye将这类前肽称为分子内伴侣(intramolecular chaperones)。分子伴侣主要分为: 伴侣素家族(chaperonin, Cpn) Cpn 家族是具有独特的双层 7-9 元环状结构的寡聚蛋白,它们以依赖 ATP 的方式促进体内正常和应急条件下的蛋白质折叠。 Cpns 又分为两组: GroEL(Hsp60) 家族和 TriC 家族。 GroEL 型的 Cpns 存在于真细菌、线粒体和叶绿体中,由双层 7 个亚基组成的圆环组成,每个亚基分子量约为 60Ku 。它们在体内与一种辅助因子,如 E. coli 中的 GroES ,协同作用以帮助蛋白折叠。除了叶绿体中的类似物外,这些蛋白是应急反应诱导的。人们对 GroEL 和 GroES 的结构、功能及其作用机制做了十分详尽的研究。 TRiC 型( TCP-1 环状复合物)存在于古细菌和真核细胞质中,由双层 8 或 9 元环组成,亚基分子量约为 55K ,与小鼠中 TCP-1 尾复合蛋白( TCP-1 tail complex protein )有同源性。这种 Cpn 没有类似 GroES 的辅助因子,而且只有古细菌中的成员有应急诱导性; 应激蛋白70 家族(Stress-70 family) 又称为热休克蛋白 70 家族( Hsp70 family ),是一类分子量约 70Ku 的高度保守的 ATP 酶,广泛地存在于原核和真核细胞中,包括大肠杆菌胞浆中的 DnaK/ DnaJ ,高等生物内质网中的 Bip 、 Hsc1 、 Hsc 2 、 Hsc 4 或 hsc70 ,胞浆中的 Hsp70 、 Hsp68 和 Ssal4p ,线粒体中的 Ssclp 、 Hsp70 等。在细胞应急和非应急条件下的蛋白质代谢,如蛋白质的从头折叠( de novo protein folding) 、跨膜运输、错误折叠多肽的降解及其调控过程中有重要的作用。在体内, Hsp70 家族成员的主要功能是以 ATP 依赖的方式结合未折叠多肽链的疏水区以稳定蛋白质的未折叠状态,再通过有控制的释放帮助其折叠; 应激蛋白90 家族(Stress-90 family) 即热休克蛋白 90 家族,分子量在 90Ku 左右,包括大肠杆菌胞浆中的 HtpG ,酵母胞浆中的 Hsp83 与 Hsc83 ,果蝇胞浆中的 Hsp83 ,以及哺乳类胞浆中的 Hsp90 与内质网中的 Grp94 ( Erp90 或内质网素 endoplasmin )等。 Hsp 90 可以与胞浆中的类固醇激素受体结合,封闭受体的 DNA 结合域,阻碍其对基因转录调控区的激活作用,使之保持在天然的非活性状态,但 hsp90 的结合也使受体保持着对激素配体的高亲和力。 hsp90 还与 Ras 信号途径中许多信号分子的折叠与组装密切相关,主要是 hsp90 的结合与解离,介导了这些分子在非活性形式与活性形式间的转化。如转化型酪氨酸激酶 pp60v-src 或在一定条件下,从 hsp90 等与之形成的复合物中释放,才能转位至胞膜,行使激酶的活性功能。 Casein(CKII) 和 el/f-2a 是两种丝氨酸 / 苏氨酸蛋白激酶,其中 Casein(CKII) 与细胞生长和细胞周期有关, el/f-2a 激酶则调节蛋白质合成,两者均可与 hsp90 及其他分子伴侣形成复合物。除 hsp90 以外,其他分子伴侣如 hsp70, PPIs 等都影响了受体分子的激活过程; 此外,其他的分子伴侣还有核质素、T 受体结合蛋白 (TRAP) 、大肠杆菌的 SecB 和触发因子( trigger factor )及 PapD 、噬菌体编码的支架蛋白( scaffolding proteins )等。 分子伴侣不仅与胞内蛋白的折叠与组装密切相关,影响到蛋白质的转运、定位或分泌;而且与信号转导中的信号分子的活性状态与活性行为相关连,具有重要的生理意义。 整合素 整合素(integrin)大多为亲异性细胞粘附分子,其作用依赖于Ca2+。介导细胞与细胞间的相互作用及细胞与细胞外基质间的相互作用(图11-20)。几乎所有动植物细胞均表达整合素。 整合素是由α (120~185kD)和β(90~110kD)两个亚单位形成的异二聚体。迄今已发现16种α亚单位和9种β亚单位。它们按不同的组合构成20余种整合素。 α亚单位的N端有结合二价阳离子的结构域,胞质区近膜处都有一个非常保守的KXGFFKR序列,与整合素活性的调节有关。 含β1亚单位的整合素主要介导细胞与细胞外基质成分之间的粘附。含β2亚单位的整合素主要存在于各种白细胞表面,介导细胞间的相互作用。β3亚单位的整合素主要存在于血小板表面,介导血小板的聚集,并参与血栓形成。除β4可与肌动蛋白及其相关蛋白质结合,α6β4整合素以层粘连蛋白为配体,参与形成半桥粒。 着丝粒 着丝粒(centromere)是真核生物细胞在进行有丝分裂(mitosis)和减数分裂(meiosis)时,染色体分离的一种“装置”。着丝粒是染色体分离的一种装置,也是姐妹染色单体在分开前相互联结的位置,在染色体的形态上表现为一个缢痕(constriction)。着丝粒位于异染色质区内,这里富集了卫星DNA,也就是短的DNA串联重复序列。此外,在缢痕区内有一个直径或长度为400 nm左右的很致密的颗粒状结构,这称为动粒(kinetochore)的结构直接与牵动染色体向两极移动的纤丝蛋白相连结。 染色体着丝粒(centromere)的主要作用是使复制的染色体在有丝分裂和减数分裂中可均等地分配到子细胞中。在很多高等真核生物中,着丝粒看起来像是在染色体一个点上的浓缩区域,这个区域包含着丝点 (希腊语 kínesis 运动; chóros 部位),又称主缢痕。此是细胞分裂时纺锤丝附着之处。在大部分真核生物中每个纺锤丝附着在不同的着丝粒上。如啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)附着在每个着丝粒上仅一条纺锤丝。广义上说着丝粒也常指着丝点﹐然而狭义上的着丝点是将染色体和纺锤丝微管相结合的蛋白质复合体。 若着丝粒丢失了,那么染色体就失去了附着到纺锤丝上的能力,细胞分裂时染色体就会随机地进入子细胞。然而有着丝粒的染色体也会出现这种异常分配,那就是复制后的两个染色体拷贝并不总是正确地分离进入子细胞。在此过程中发生错误的概率通常是很低的。若发生错误会引起染色体数目的改变。如在酵母中分配发生错误的概率低于十万分之一。 目前正在研究着丝粒结合蛋白以及其它的一些因素。一个主要的问题是解决纺锤丝附着到着丝粒的具体机制。 着丝点是高中生物学教科书常用的染色体基本结构名称。本套教科书在第1册有丝分裂和减数分裂有关细胞分裂中均用“着丝点”,而在第2册染色体组型分析中对染色体分类却用“着丝粒”。许多学生疑问“着丝点和着丝粒有什么区别?是不是同一结构?” 经查,着丝点为Kinetochore,着丝粒为Centromere,在许多文献资料中使用不一。例如,在《细胞生物学》(1987年,高等教育出版社)中二者均有使用,刘祖洞和江绍慧的《遗传学》(1987年,高等教育出版社)中只用“着丝粒”,中央农业广播电视学校教材《植物及植物生理》(修订执笔人孟繁静等,1989年,农业出版社)中只用“着丝点”。近来在电镜下观察发现的资料表明,着丝粒(染色体的主缢痕primary constriction)为染色质的结构,将染色体分成二臂,在细胞分裂前期和中期,把两个姐妹染色单体连在一起,到后期两个染色单体的着丝粒分开。着丝粒两侧各有一个由蛋白质构成的3层盘状特化结构,为非染色体性质物质的附加物,称为着丝点,在染色质(染色体)被碱性染料染色时,着丝点部分染色很浅或根本不染色,由于着丝点部位几乎把着丝粒覆盖,所以,染色后观察染色体的外形,在着丝点部位几乎看不到着色。着丝点与染色体的移动有关,在细胞分裂(包括有丝分裂和减数分裂)的前、中、后期,纺锤体的纺锤丝(或星射线)微管就附着在着丝点上,并牵引染色体移动,意即纺锤体的纺锤丝(或星射丝)直接附着在着丝点上而不是附着在染色体着丝粒上,没有着丝点,染色体不能由纺锤丝牵引移动。因此,着丝点和着丝粒并非同一结构,它们的功能也不同,但它们的位置关系是固定的,有时用着丝点或着丝粒泛指它们所在的染色体主缢痕位置是可以理解的。
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细胞内新生肽链的折叠过程中,其正确折叠需要帮助蛋白如分子伴侣和折叠酶等的参与和介导;而蛋白质的降解还可以由分子伴侣提供的“质控系统(quality control system)”辅助完成(Hammond 1995,)。这种“质控系统”可以识别(recongnizing)、滞留(retaining)和靶向作用(targeting)于错误折叠的蛋白质,促进这些蛋白质聚集或降解,阻碍其正常定位,防止它们干扰细胞的正常功能。
但也可以导致疾病的发生。已知许多编码基因的细微突变如点突变或个别氨基酸的缺失,编码蛋白还具有绝大部分生物活性,只是出现蛋白产物极细微的折叠异常,却可导致疾病的发生。部分原因是“质控系统”在发挥作用:蛋白产物极细微的折叠异常,虽然对活性影响不大,却可以被分子伴侣等识别而滞留在内质网,不能实现正常的转位、转运或分泌,从而不能到达生理位置执行正常的功能,导致疾病发生。
典型的例子有抗胰蛋白酶缺陷病(Teckman 1995)。一种情况是因为抗胰蛋白酶发生Glu???(?Lys的Z突变时,仅有15%的蛋白质分泌出来,其余全部滞留在内质网(ER)。这种滞留的原因部分是由ER的分子伴侣calnexin介导了折叠异常的突变蛋白的聚集。而异常产物的聚集大大妨碍了细胞的正常活动,导致肝硬化(cirrhosis)或肺气肿(emphysema)的发生。另一种疾病是囊性纤维化(cysticfibrosis,CF),囊性纤维性跨膜递质调节蛋白(CFTR)是位于胞膜的cAMP激动型氯离子通道,野生型CFTR有12个跨膜结构域(membrane-spanning domains),大部分位于胞浆。新生CFTR多肽链在ER至少与两个以上的分子伴侣如calnexin和Hsp70形成复合物,脱离分子伴侣的“护送”方可转运至细胞膜(Yang 1993; Pind 1994)。超过70%的CF病人中,CFTR蛋白第508位的苯丙氨酸Phe发生缺失(ΔF508 CFTR),突变体仅有细微的构象变化,但能被“质控系统”识别并将其滞留在内质网,ΔF508 CFTR发生聚集,甚至降解,从而它的转运速度跟不上胞膜氯离子通道蛋白的更新速度,细胞功能受限。实际上,这种只有折叠细微变化的蛋白在特定条件下如低温时,仍可以转运至胞膜,具有绝大部分生理活性(Denning 1992)。可以设想,治疗这种疾病,并不一定非要进行基因治疗不可,而只要完善其转运途径即可。如甘油(glycerol)、二甲基亚砜DMSO(dimethylsulfoxide)和氘化水(deuterated water)等,以及细胞内的氮氧化物三甲亚砜(trimethysulfoxide N-oxide),可以稳定蛋白,增加溶解度,减少CFTR突变蛋白的降解,实现正常运输(Brown 1996)。对应于大分子的分子伴侣,这些小分子的蛋白稳定剂,又称为化学伴侣(chemical chaperones)。
细胞内存在的对抗高渗的渗透剂(osmolytes)就是典型的一类(Welch 1996):碳水化物中除甘油外,还有sorbitol、arabitol、myo-inositol及trehalose;氨基酸及氨基酸衍生物中的甘氨酸等;甲胺类物质中的TMAO,甘油磷酸胆碱(glycero-phosphorylcholine)。当然,并不是所有的蛋白折叠异常导致定位异常。如一些神经系统疾病Alzheimer's病和prion蛋白粒子病,突变蛋白并没有滞留在转运途中,可以到达正常定位位置)。突变蛋白之间的相互作用导致蛋白质发生错误折叠,因为降解不彻底而形成不溶性沉淀。不溶性沉淀形成过多,严重干扰正常的神经活动,引起失能,属于“折叠病(fold diseases)”。prion蛋白粒子病中致病性蛋白(pathogenic prion protein,PrPsc)的聚集,是因为蛋白构象中的一个或多个α螺旋变成了β片层,进入大脑后还能使正常的PrPc(normal PrP)蛋白变成异常的PrPsc蛋白,象介导错误折叠的“模板”,称为“病理性伴侣分子”(pathological chaperones),因而具有感染能力。一些蛋白稳定剂如甘油、DMSO和三甲亚砜等,可以阻止正常蛋白的异常化。Alzheimer's病淀粉样β蛋白N端发生Glu22(Gln的突变时,减少了N端α螺旋的含量,促进了淀粉样变的发生;而引入单个氨基酸突变Val18(Ala,则可以显著增加N端α螺旋的含量,减少了蛋白的淀粉样纤维化。还有其他疾病如遗传性cystatin C淀粉样变,门冬氨酰葡糖胺缺乏症(Aspartylglycosaminuria),以及一些显性遗传性神经元退变疾病如Huntington’s舞蹈病,脊髓/延髓性肌萎缩(spinal/bulbar muscular atrophy ),I型脊髓小脑性共济失调(spinocerebellar ataxia type I),红色齿状核-苍白球萎缩(dentatorubral-pallidoluysian atrophy),Machado-Joseph疾病(Machado-Joseph desease)均是由于蛋白质突变造成异常折叠,有的形成纤维状聚集物,严重干扰神经系统的正常功能。有的突变蛋白聚集后被降解则引起缺乏症(Ruddon 1996)。有些激素分子如hCG的折叠缺陷还可以引起妇科的恶性肿瘤,有些癌细胞因此缺少正常的细胞外基质(Ruddon 1996)。看来许多遗传性疾病或基因突变疾病实际上是折叠病。 此外,其他的分子伴侣还有核质素、T 受体结合蛋白 (TRAP) 、大肠杆菌的SecB 和触发因子(trigger factor )及 PapD 、噬菌体编码的支架蛋白(scaffolding proteins )等。分子伴侣不仅与胞内蛋白的折叠与组装密切相关,影响到蛋白质的转运、定位或分泌;而且与信号转导中的信号分子的活性状态与活性行为相关连,具有重要的生理意义。
找到了一点资料试译供参考。
in genetics, floxed is used to describe the sandwiching of a DNA sequence between two lox P sites, and is a contraction of the phrase "flanked by LoxP". Recombination between LoxP sites is catalysed by Cre recombinase. Floxing a gene allows it to be deleted (knocked out), translocated or inverted in a process called Cre-Lox recombination. [1]。
在遗传学中,floxed(敲入的)这个词是用来描述lox P 位点之间DNA序列的"三明治"式插入,它是短语"flanked by LoxP"(两侧被LoxP相伴的) 的缩写。
Floxed genes can also be used to produce organ-specific knockouts. For example, using the Cre recombinase with the alpha-myosin heavy chain promoter causes the floxed gene to be inactivated in the heart alone. Further, these knockouts can be inducible. In several mouse studies, tamoxifen is used to induce the Cre recombinase; in this case Cre is fused to a portion of the mouse estrogen receptor (ER), which is naturally localized to the cytoplasm via its interactions with chaperone proteins such as heat shock protein 70 and 90 (Hsp70 and Hsp90). Tamoxifen binds to ER and disrupts its interactions with the chaperones. That allows the Cre-ER fusion protein to enter the nucleus and act on the floxed gene.。
Floxed基因也能用于制备器官特异性的基因敲除。例如,用带有alpha-肌球蛋白重链启动子的Cre重组酶使Floxed基因仅在心脏内失活。而且这些敲除基因是能被诱导的。在一些小鼠研究中,他莫昔芬被用于诱导Cre重组酶;在此情形下Cre被融合于小鼠雌激素受体(ER)的一部分,雌激素受体在自然情况下借助其与伴侣蛋白如热休克蛋白70和90(Hsp70 和 Hsp90)的相互作用被局限于细胞质。他莫昔芬绑定于ER并干扰ER与伴侣蛋白的相互作用。这就使Cre-ER融合蛋白得以进入细胞核并作用于floxed 基因。
Alpha and Omega。
review by Brian Orndorf。
A thoroughly uninspired animated effort,“Alpha and Omega” doesn’t head anywhere Disney,Dreamworks,or a thousand Saturday morning cartoons haven’t already been. A routine tale of anthropomorphized animals,slapstick,and forbidden love,the picture fails to offer enough weirdness or wit to keep chaperones awake,while kids deserve a more engaging matinee babysitter -- a feature with some genuine life to it,not just the family film basics slapped together with a money-grabbing coat of 3D to help it shine.。
Inside a Canadian forest,Humphrey (voiced by Justin Long) is a carefree omega wolf,spending his days pallin’ around with his friends and dreaming of Kate (Hayden Panettiere),an alpha wolf with major responsibilities ahead of her. With two opposing wolf packs near war,leaders Tony (Dennis Hopper,in his final role) and Winston (Danny Glover,slowly losing his war with the letter S) arrange for Kate to enter a special marriage with star wolf Garth (Chris Carmack),whom she doesn’t love. Before plans can be set in motion,Kate and Humphrey are drugged by wildlife officials and relocated to Idaho,in hopes that the two wolves will help repopulate the area. Fearing chaos has erupted at home,Humphrey and Kate look to escape their new surroundings,while the time spent together reveals unexpectedly tender feelings between the furry pair.。
Assembled in India under the watch of directors Ben Gluck and Anthony Bell,“Alpha and Omega” is a woeful budget animation title,picked up by Lionsgate to compete in the CG-animated box office race. It’s a bland,nothing motion picture,playing as comfortably as it can to appease undiscerning younger viewers with a routine of shenanigans and sleepy dramatics,realized through blocky,rigid animation that doesn’t feel very special standing in the shadows of industry giants.。
To overcome monetary limitations,all “Alpha and Omega” needed was a shot of creativity in the screenplay department to bring it to life. Unfortunately,the writing is slack and lacks personality,with much of the script devoted to colorless elements of conflict and comedy,despite an invitation to take the road trip concept to far more appealing places. Welcome oddity only breaks up the monotony intermittently,coming in the form of a golf-playing goose that helps the wolves with directions and a mating sequence early in the picture that finds the wild animals enjoying some song and dance before the carnal delights begin. “Alpha and Omega” needed more of the bizarre to keep it engaging,and less of the moronic,pandering scripting,which often involves bodily fluids and crotch-wallop jokes to tickle the wee ones.。
The 3D enhancement is fairly worthless,only bringing dimension to the vistas,rarely adding to the alleged fun. It’s a cheap ploy to goose box office revenue,used to create excitement about a film that doesn’t deserve it. “Alpha and Omega” is best appreciated,or endured,as a rainy day diversion,forced upon kids with nothing better to do,with milk-money rental rates that keep expectations comfortably low.。