一种跨膜蛋白_闭锁蛋白的研究现状_邵立健

跨膜丝氨酸蛋白酶研究进展郭晓强(解放军白求恩军医学院生物化学教研室,石家庄050081)摘要　跨膜丝氨酸蛋白酶(T MPRSSs),又名II型跨膜丝氨酸蛋白酶(TTSPs)是一类定位于细胞膜上具有保守丝氨酸蛋白酶结构域的蛋白家族,哺乳动物中已发现二十多个成员。

T MPRSSs基本结构类似,C端蛋白酶结构域在胞外,N端位于胞内,还拥有单跨膜结构域,差异之处在于主干区。

T MPRSSs具有多种重要生理功能,功能异常可造成耳聋、癌症、贫血和高血压等多种疾病。

本文对T MPRSSs基本特征、结构、生理功能及相关疾病进行综述。

关键词　跨膜丝氨酸蛋白酶;耳聋;癌症;贫血;高血压中图分类号　Q55 蛋白酶是一类水解蛋白质的酶类,最早于上世纪初在胃液中发现(胃蛋白酶),至今已鉴定多个成员。

最早认为蛋白酶主要通过非特异性水解蛋白质参与食物消化,然而一系列研究表明哺乳动物体内还存在一些具有底物选择性的蛋白酶,它们参与更为多样的生理过程,如细胞周期、形态建成、细胞增殖和迁移、排卵、血管生成和细胞凋亡等,功能异常可造成代谢性疾病、神经退行性疾病、心血管疾病、关节炎和癌症等的发生(Puente等.2003)。

相对于传统水溶性蛋白酶,新近发现一类特殊蛋白酶———具有单跨膜结构域的丝氨酸蛋白酶,并且C端位于胞外,因此被称为II型跨膜丝氨酸蛋白酶(type II trans me mbrane serine p r oteases,TTSPs)(Hooper等. 2001),又称跨膜丝氨酸蛋白酶(trans me mbrane p r o2 tease serines,T MPRSSs),这些新成员的发现和深入研究使人们对蛋白酶有了全新的认识[1]。

一、T M PRSS结构与基本特征自1988年发现第一个跨膜丝氨酸蛋白酶T M2 PRSS1(hep sin)(Leytus等.1988)以来,至今已在人、小鼠和大鼠中发现二十多个成员,仅人类就有十几种(表1)。

膜蛋白结构及功能研究进展膜蛋白是一类广泛存在于细胞膜上的蛋白质，它们在维持细胞内外环境平衡、传递信号和调节细胞的功能上起着至关重要的作用。

随着科学技术的不断发展，对膜蛋白结构及功能的研究也取得了重要进展。

本文将介绍膜蛋白结构的研究方法、重要的结构发现和膜蛋白功能的进一步探索。

关于膜蛋白结构的研究，传统的方法主要包括X射线晶体学和NMR。

X射线晶体学通过获得膜蛋白晶体的X射线衍射图像来确定其结构，但很多膜蛋白由于难以获得高质量的晶体而难以进行研究。

而NMR则可以在溶液状态下研究膜蛋白结构，但对于大分子膜蛋白来说，其结构的解析相对困难。

近年来，随着冷冻电镜技术的发展，其在膜蛋白结构研究中的应用越来越普遍，尤其是应用于解析大分子膜蛋白结构。

冷冻电镜通过将膜蛋白样品在液氮温度下快速冷冻，然后获取高分辨率的电镜图像，通过图像处理可以重建出膜蛋白的三维结构。

这种方法已经被应用于多个大分子膜蛋白的结构解析，为膜蛋白研究提供了新的突破口。

在膜蛋白结构的研究中，也发现了一些具有重要意义的结构。

例如，G蛋白偶联受体（GPCR）是一类广泛存在于细胞膜上的膜蛋白，对于许多重要的生理过程起着调节作用。

最近，科学家们成功地利用冷冻电镜解析了β2肾上腺素能受体的结构，这是GPCR家族中的一种具有广泛研究重要性的受体。

通过该结构的解析，我们可以更好地理解膜蛋白的激活机制，为药物设计和治疗相关疾病提供了新的思路。

此外，膜蛋白的功能也是目前研究的热点之一。

膜蛋白作为细胞的大门，参与物质的跨膜转运、细胞信号传导等重要功能过程。

近年来，一些研究揭示了膜蛋白的结构与功能之间的关系。

例如，研究人员在GABA受体结构中发现了一种自由空间的腔室结构，通过该腔室，离子可以跨过细胞膜进行通道传导。

这一发现为我们理解膜蛋白的离子转运提供了新的线索。

另外一个重要的研究方向是膜蛋白与药物的相互作用。

膜蛋白作为许多药物的靶点，药物与膜蛋白之间的相互作用对于药物的疗效和副作用具有重要影响。

细胞与分子免疫学杂志（Chin J Cell M ol Immunol)2020, 36( 10)953•综述.文章编号：1007 -8738(2020)10 -0953 -06黏蛋白1(MUC1)在肿瘤免疫中的作用研究进展曾艳芳，卢琦，王张智，刘兴，雷婷，严诗佳，陶炳灼，秦鑫*(湖北文理学院医学院生物化学与分子生物学学部，湖北襄阳441056)[摘要]黏蛋白l(MU C l)是抗肿瘤药物设计的重要耙点。

我们主要总结了MUC1的生物学特点和生物学功能，特别是MUC1在参与肿瘤细胞的增殖、上皮间质转化、免疫逃逸以及肿瘤细胞表观遗传学重塑等方面的作用；并对基于MUC1的抗肿瘤策 略：疫苗设计策略、靶向MUC1的抗体研究、以MUC1为耙点的嵌合抗原受体T(CAR-T)细胞，树突状细胞（DC)等免疫治疗策 略以及联合免疫检査点抑制剂的临床治疗策略等方面的研究进展进行了讨论，以期为基于MUC1粑点的肿瘤免疫治疗策略提 供参考。

[关键词]黏蛋白l(M U C l);肿瘤；免疫治疗；综述[中图分类号]R730.3, R730.51, G353.ll [文献标志码]A肿瘤的免疫治疗是继手术、放疗和化疗之后第 四种肿瘤治疗策略，其通过激活机体自身免疫系统 从而达到消除肿瘤的目的[1_2]。

黏蛋白1(m u c i n antigen 1，M U C1)是黏蛋白家族中最早被发现的蛋 白，在正常生理环境中，M U C1可表达于许多组织器 官中上皮细胞近管腔面或腺腔面，呈顶端表达，极性 分布[3]。

在肿瘤细胞中，M U C1则呈现出表达上调、糖基化异常和极性消失等特点，并且通过调控肿瘤 细胞的增殖，上皮间质转化和表观遗传学等过程在 肿瘤的发生发展中发挥重要作用，尤其是近年来的 研究表明M U C1还可以通过和肿瘤微环境中的免疫 细胞相互作用进而促进肿瘤的免疫逃逸。

M U C1的这些特点使其成为肿瘤免疫治疗领域中一个具有良 好前景的靶点，我们总结了 M U C1的生物学特点和 其在肿瘤发生发展中的作用，并对M U C1在肿瘤免 疫治疗领域的研究进展进行讨论，以期为以M U C1为靶点的肿瘤免疫治疗策略提供可能的参考。

跨膜蛋白质结构和功能的研究跨膜蛋白质是一类重要的蛋白质，它们具有穿越细胞膜的功能，使得细胞能够与外界进行物质和信息的交换。

因此，研究跨膜蛋白质的结构和功能对于深入了解细胞活动、生物学过程以及疾病的发生和治疗等都有着重要的意义。

一、跨膜蛋白质的主要结构类型跨膜蛋白质的结构多种多样，根据其跨越细胞膜的方式主要可分为α螺旋型、β折叠型以及其他结构等几类。

1. α螺旋型跨膜蛋白质α螺旋型跨膜蛋白质是其中最为常见的一种类型，它们由一系列α螺旋结构组成，这些螺旋结构穿越细胞膜形成通道或者受体结构。

常见的α螺旋型跨膜蛋白质包括受体酪氨酸激酶、Na+/K+ ATP酶等。

2. β折叠型跨膜蛋白质β折叠型跨膜蛋白质又称为跨膜β折叠或者转运蛋白质结构，包括精氨酸转运蛋白、离体识别精氨酸-组氨酸转运蛋白、磷脂酰肌醇转移酶等。

二、跨膜蛋白质的功能跨膜蛋白质是细胞膜上的重要功能分子，它们的主要功能包括运输、通道、受体和酶催化等多个方面，是细胞内外物质交换以及细胞内环境维持的重要保障。

1. 运输蛋白运输蛋白主要是负责将细胞内物质转移到细胞外，或者将细胞外物质转移到细胞内，包括离子、代谢物、荷尔蒙、营养素等。

例如，钠钾泵可以将细胞内的钠离子排出，同时将钾离子吸入细胞内，维持细胞内外离子浓度的正常平衡。

2. 通道蛋白通道蛋白则是为了规定特定的离子或者物质在细胞膜上的通道中传递。

跨膜蛋白质通过这些通道寻找相互作用的分子或者离子，使其在线均衡中。

常见的通道蛋白包括离子通道、水通道以及其他离子/物质通道。

3. 受体蛋白受体蛋白则是参与细胞信号传递的蛋白，跨膜蛋白质通常以受体的形式出现。

例如，细胞表面的光敏受体，它可以感受到外界的光线，再通过化学信号刺激细胞。

另外，某些蛋白质也可以作为酵素的形式参与和细胞信号的传递。

4. 酶催化蛋白一些跨膜蛋白质可以作为酶催化物质，在细胞内外的化学反应中起到催化作用。

例如，人体中的酸性脱氧核糖核酸聚合酶（HIV）就是一种跨膜酶催化物质，它可以将DNA转录成RNA并继续其进一步的合成和翻译过程。

跨膜转运蛋白的结构和功能研究进展跨膜转运蛋白是指负责物质跨越细胞膜的蛋白分子，是生物体内物质代谢的重要关键。

它们分布在各种细胞膜中，包括细胞壁、细胞质膜和内膜系统中。

跨膜转运蛋白的结构和功能是生物学家长期致力于探索的研究方向，下面我们来了解一下它的最新进展。

一、跨膜转运蛋白的结构研究跨膜转运蛋白属于膜蛋白的范畴，其结构复杂多样，目前大多数研究工作都围绕着两个问题展开：一是跨膜结构拓扑学的解析，二是跨膜转运蛋白结构与功能之间的关系研究。

跨膜结构拓扑学的研究主要涉及到研究转运蛋白的膜位结构，包括其在膜中的定位和序列特点。

随着膜蛋白结构拓扑学研究的深入，越来越多的膜蛋白结构被揭示出来，为跨膜转运蛋白的结构研究提供了基础。

跨膜转运蛋白结构与功能之间的关系研究涉及到研究转运蛋白的分子机制，包括其核心区域的构象和动力学特点。

随着获得大量跨膜转运蛋白的晶体结构，研究人员利用这些数据对跨膜转运蛋白进行生物信息学分析和计算机模拟，以揭示其构造和功能。

二、跨膜转运蛋白的功能研究跨膜转运蛋白是细胞膜的关键组成成分之一，它在维持细胞膜的通透性、运输营养物质、毒性物质、药物等方面具有重要作用。

为了深入研究跨膜转运蛋白的功能，研究者们在开展功能研究方面作出了很多探索。

例如，利用大量的蛋白质结构数据和计算机模拟模型，来探究跨膜转运蛋白结构和功能之间的关系，以揭示其转运机制；通过相关方法，分析跨膜转运蛋白的蛋白质结构和结构域特征，来发掘新的药物靶点。

这一系列的研究使得我们对跨膜转运蛋白的功能有了更深入的认识。

三、跨膜转运蛋白研究中的未来展望跨膜转运蛋白作为维持细胞正常代谢的重要组成部分，其研究也是生命科学领域的重要课题。

下面，我们不妨来看看这个领域未来的研究方向和展望。

第一，在跨膜结构拓扑学的领域中，能够发掘更多转运蛋白的膜蛋白结构，以解析跨膜蛋白的结构和机制。

第二，在跨膜蛋白的机器学习和深度学习方面，将有望为跨膜转运蛋白的功能研究提供更丰富的数据和信息，从而推动跨膜转运蛋白的研究进一步向前推进。

《向日葵四跨膜蛋白（Tetraspanin,TET）家族基因在向日葵—列当寄生体系中的作用研究》篇一向日葵四跨膜蛋白（Tetraspanin, TET）家族基因在向日葵-列当寄生体系中的作用研究摘要：本文旨在研究向日葵四跨膜蛋白（TET）家族基因在向日葵与列当寄生体系中的关键作用。

通过对向日葵和列当之间的相互作用以及TET基因在向日葵防御机制中的具体表现进行探讨，旨在为作物抗逆性研究提供理论依据和实验数据支持。

一、引言随着分子生物学的发展，对植物与寄生生物之间的相互作用研究越来越受到重视。

作为具有特殊结构特性的四跨膜蛋白，TET蛋白家族在植物响应外来侵害和寄生物生长的过程中发挥了关键作用。

因此，我们选择了具有显著生物意义且富含实际价值的向日葵与列当的寄生体系作为研究对象，以期深入探讨TET基因在其中的作用机制。

二、材料与方法本研究选取了不同抗性水平的向日葵品种和列当寄生植物作为实验材料。

通过分子生物学技术，如基因克隆、序列分析、实时荧光定量PCR等手段，对TET基因家族的序列特征、表达模式以及在寄主与寄生植物相互作用中的功能进行了研究。

三、TET基因家族的序列特征通过基因克隆和序列分析，我们发现向日葵中存在多个TET 基因家族成员。

这些基因在编码区具有相似的四跨膜结构特征，但其在启动子区域和调控序列上存在差异，这可能与其在不同生物学过程中的功能差异有关。

四、TET基因在向日葵防御机制中的作用1. 表达模式分析：通过实时荧光定量PCR技术，我们发现在列当寄生过程中，TET基因的表达水平会发生显著变化。

特别是在受到寄生攻击的早期阶段，某些TET基因的表达量显著增加，这表明它们可能参与了向日葵的早期防御反应。

2. 抗性分析：我们对不同抗性水平的向日葵品种进行了比较研究。

结果显示，高抗性品种在列当寄生过程中TET基因的表达水平更高，这表明TET基因可能参与了向日葵的抗性反应。

3. 遗传转化研究：通过遗传转化技术，我们成功地将某些TET基因转入易感品种中，得到了对列当抗性增强的转基因品种。

《向日葵四跨膜蛋白（Tetraspanin,TET）家族基因在向日葵—列当寄生体系中的作用研究》篇一向日葵四跨膜蛋白（Tetraspanin, TET）家族基因在向日葵-列当寄生体系中的作用研究摘要：本文研究了向日葵四跨膜蛋白（TET）家族基因在向日葵-列当寄生体系中的作用。

通过分析TET基因的序列特征、表达模式以及与列当寄生的相互作用机制，揭示了TET基因在植物与寄生生物相互作用中的关键作用，为进一步了解植物与寄生生物的互作机制及植物抗病育种提供了理论依据。

一、引言向日葵作为一种重要的油料作物，其与列当的寄生关系一直是植物与寄生生物互作研究的热点。

列当是一种常见的寄生植物，能够通过与寄主植物的相互作用获取营养，对寄主植物的生长和产量造成严重影响。

近年来，四跨膜蛋白（Tetraspanin, TET）家族基因在植物抗逆和抗病过程中发挥着重要作用，但其在向日葵-列当寄生体系中的作用尚不明确。

因此，本研究旨在探讨TET家族基因在向日葵抗列当寄生过程中的作用。

二、材料与方法1. 材料本研究所用材料为向日葵和列当，以及相关的生物学实验试剂和设备。

2. 方法（1）TET基因的克隆和序列分析：通过PCR技术克隆向日葵TET基因，进行序列分析和比对。

（2）TET基因的表达模式分析：采用实时荧光定量PCR技术，分析TET基因在向日葵不同组织及与列当互作不同时间点的表达情况。

（3）TET基因的功能验证：通过转基因技术，构建TET基因的过表达和沉默载体，分析其对向日葵抗列当寄生的影响。

三、结果与分析1. TET基因的序列特征本研究成功克隆了向日葵TET基因，并进行了序列分析和比对。

结果表明，TET基因具有典型的四跨膜结构域，与其他植物TET基因具有较高的相似性。

2. TET基因的表达模式实时荧光定量PCR结果显示，TET基因在向日葵的不同组织中均有表达，且在与列当互作的不同时间点表达量有所变化。

特别是在列当侵染初期，TET基因的表达量显著上升。

膜蛋白的功能与研究进展膜蛋白是一种能够与膜结合的蛋白质，也是细胞膜的重要组成部分之一，具有众多的生物学功能。

近年来，随着生命科学技术的不断发展，膜蛋白的研究也取得了长足的进展。

一、膜蛋白的结构与特点膜蛋白是一种具有跨膜结构的蛋白质，通常由单个或多个螺旋结构组成，并具有亲水性和疏水性两种区域。

其中亲水性区域往往暴露于膜的内外侧，而疏水性区域则处于膜的内部。

这种结构使膜蛋白能够穿过膜，并完成跨膜信号传递与质子泵运输的功能。

二、膜蛋白的功能膜蛋白作为细胞膜的重要组成部分之一，其具有广泛而复杂的生物学功能。

其中包括细胞通道、离子泵、受体、酶、运输蛋白等多种生理活动。

比如，钠离子泵能够通过移动离子来维持细胞内外的离子平衡，神经和肌肉的正常功能都需要其作用。

钾通道则可控制神经元动作电位的形成和信号传递，细胞膜上还有许多底物转运蛋白质，起到物质吸收的作用。

此外，膜蛋白还在感染、免疫、细胞凋亡以及细胞结构和形态等方面进行了多种研究，其作用也有不断深入的探索。

三、膜蛋白研究的技术手段当前，膜蛋白的研究主要依赖于结构学、生物物理学和分子生物学等技术手段，以及细胞培养、基因工程等实验方法。

其中，膜蛋白的结晶和X射线晶体学分析是研究膜蛋白的关键技术手段之一，这种手段可用于得到蛋白质结构的高分辨率模型，便于研究蛋白质的功能和机理。

另外一些生物物理学技术如核磁共振(NMR)、超分辨显微技术(SR)等也为膜蛋白的研究提供了重要手段。

四、现代膜蛋白研究的进展随着技术和实验手段的不断革新，现代膜蛋白研究也取得了长足的进展。

特别是利用基因编辑技术和蛋白质组学技术等最新技术手段，对膜蛋白进行全基因组研究，可以更好地揭示膜蛋白的功能，进而扩展疾病治疗的范围。

比如，丝氨酸蛋白酶抑制剂(API)是一类治疗癫痫和骨质疏松症的药物，当API与对应的膜蛋白SPINK7结合后，可以形成一个可被识别的配体，从而抑制相关酶的活性，进而阻止相关疾病的发展。

跨膜蛋白质的结构与功能研究跨膜蛋白质是一类广泛存在于细胞膜中的蛋白质，它们具有穿过细胞膜的跨膜结构，承担着许多重要的生命活动功能。

跨膜蛋白质的结构与功能研究是现代生物学中的重要研究领域，具有广泛的研究价值和应用前景。

一、跨膜蛋白质的基本结构跨膜蛋白质一般由两个主要的结构域组成，即细胞膜内域和细胞膜外域。

其中，细胞膜内域包括一些结构域和功能域，如信号转导域、ATP酶活性域、酪氨酸激酶结构域等，它们能够使得跨膜蛋白质在细胞内部发挥重要的调控功能；而细胞膜外域则是跨膜蛋白质的传感器，能够感知到各种外界物质、环境变化、或其他生物分子的信号，并将这些信号转发到细胞内部的信号转导通路中。

细胞膜外域的结构常见的有α螺旋、β折叠板和β桶等。

而跨膜结构则是跨膜蛋白质中最重要的结构，在整个蛋白质的结构中占有至关重要的地位。

跨膜结构由多个跨越细胞膜的氨基酸残基组成，这些氨基酸残基的特殊性质，使得跨膜结构具有充分的疏水性和亲疏水性，从而具有良好的疏水性膜通道和选择性通道的特性。

跨膜蛋白质的跨膜结构，可以分为α螺旋结构和β折叠结构两种主要类型。

其中，α螺旋型跨膜蛋白质包括多个α-螺旋结构，这些α-螺旋结构可以偏转成跨膜螺旋，形成完整的跨膜通道，如多种离子通道、G蛋白偶联受体等。

而β折叠型跨膜蛋白则是以β折叠板为主要结构，通常包括多个跨越膜的β折叠片段，例如转运蛋白、离子泵等。

二、跨膜蛋白质的功能与应用跨膜蛋白质是细胞膜上广泛存在的蛋白质，其功能非常广泛，包括了传递信号、负责物质转运等。

跨膜蛋白的透过膜的空间，是细胞与外界之间信息交流和物质交换的主要通道，可通过调节物质的移向和浓度，调节机体内环境平衡和代谢过程。

在现代医学中，跨膜蛋白质的研究有着重要的应用价值。

蛋白质药物一般按照功能可分为胞内、细胞外、可门诊服用、不可口服等几大类型。

而跨膜蛋白质药物则是其中的重要类型之一，它们能够穿过细胞膜进入细胞内部发挥药理效应，是现代药物不可缺少的组成部分。

跨膜蛋白的结构与功能研究跨膜蛋白是细胞膜的重要组成部分，它们负责维持细胞的结构和功能，并参与了很多细胞的生理过程。

随着科技的不断发展，人们对跨膜蛋白的结构和功能进行了深入的研究。

本文将从跨膜蛋白的结构、功能和应用三个方面来探讨跨膜蛋白的研究进展。

跨膜蛋白的结构跨膜蛋白是一类膜结合蛋白，它们穿过细胞膜，将细胞的外部和内部连接起来，类似于一个门户。

跨膜蛋白的结构非常多样化，但它们的结构都包含了一个或多个内嵌于膜中的螺旋结构或β折叠结构。

其中最常见的是α螺旋结构，它可以形成跨膜螺旋通道或槽道，作为某些物质进入或离开细胞的通道。

除了α螺旋结构以外，β折叠结构在细菌外膜蛋白中也很常见。

跨膜β折叠结构由多个β折叠片组成，形成一个管道或者空心的圆柱体。

这种结构主要用于传递物质，比如细菌的毒素或者钙离子通道。

不仅如此，跨膜蛋白的结构还包括多肽链的形式。

这种结构虽然比较简单，但是在某些情况下，也发挥了重要的作用。

另外，还有一类非常重要的跨膜蛋白，叫做G蛋白偶联受体。

它们含有七个跨膜结构，通过它们来传递细胞外信号到细胞内部，在人体中具有非常重要的作用。

跨膜蛋白的功能跨膜蛋白由于具有非常多样化的结构，因此具有非常多样化的功能。

其中最主要的一种功能是转运作用，例如葡萄糖转运蛋白、离子通道、激素受体等。

葡萄糖转运蛋白是一种能够将葡萄糖从细胞外向细胞内转运的跨膜蛋白。

它通过一个类似于空心柱子的螺旋结构，将葡萄糖带入细胞内，以维持细胞的活动。

离子通道是一类非常特殊的跨膜蛋白。

它们是一种载体依靠离子梯度将离子从一个区域传送到另一个区域的方法。

以钾离子通道为例，它具有高度的选择性，仅允许钾离子从高浓度的地方流向低浓度的地方。

此外，它们还具有非常高的传导速度和调节性能。

激素受体也是一类非常特殊的跨膜蛋白。

它们位于细胞膜内外侧，起着接受体外激素信号并将其转化为细胞内反应的作用。

激素受体不仅可以调节细胞的生长和分化，还可以调节代谢和行为等各方面的功能。