肌球蛋白磷酸化的研究进展
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中南大学学报(医学版)J Cent South Univ (Med Sci)2021,46(10)肌球蛋白轻链9在恶性肿瘤中的研究进展游伊梦,刘庭波,沈建箴(福建省血液病研究所,福建省血液病学重点实验室,福建医科大学附属协和医院血液科,福州350001)[摘要]肌球蛋白轻链9(myosin light chain 9,MYL9)是组成肌球蛋白的调节性轻链,其在细胞收缩、增殖与侵袭等不同生物学过程中发挥重要作用。
该基因在肺癌、乳腺癌、前列腺癌、恶性黑色素瘤等多种不同类型恶性肿瘤中均有异常表达,且往往与不良预后密切相关,其表达的临床意义根据癌组织的不同而不同。
MYL9作为分子标志物和潜在的靶标,在恶性肿瘤的早期诊断、预后预测以及靶向治疗中将具有极大的临床应用价值。
[关键词]肌球蛋白轻链9;恶性肿瘤;分子标志物Research progress in myosin light chain 9in malignant tumorsYOU Yimeng,LIU Tingbo,SHEN Jianzhen(Fujian Institute of Hematology;Fujian Provincial Key Laboratory on Hematology;Department of Hematology,Union Hospital Affiliated to Fujian Medical University,Fuzhou 350001,China)ABSTRACT Myosin light chain 9(MYL9)is a regulatory light chain of myosin,which plays an important role in various biological processes including cell contraction,proliferation and invasion.MYL9expresses abnormally in several malignancies including lung cancer,breast cancer,prostate cancer,malignant melanoma and others,which is closely related to the poor prognosis,but the clinical significance for its expression varies with different types of cancer tissues.Further elucidating the molecular mechanism of MYL9in various types of malignant tumor metastasis is of great significance for cancer prevention and treatment.At the same time,as a molecular marker and potential target,MYL9may have great clinical value in the early diagnosis,prognosis prediction,and targeted treatment of malignant tumors.KEY WORDS myosin light chain 9;malignant tumor;molecular markersDOI :10.11817/j.issn.1672-7347.2021.200814/xbwk/fileup/PDF/2021101153.pdf收稿日期(Date of reception):2020-10-09第一作者(First author):游伊梦,Email:youyimengyym@,ORCID:0000-0002-4181-4209通信作者(Corresponding author):沈建箴,Email :doctorsjz@,ORCID:0000-0002-8964-611X基金项目(Foundation item):福建省科技创新联合资金项目(2019Y9069)。
•综述•肌球蛋白轻链激酶介导的肌球蛋白调节轻链磷酸化研究高文1,李科S李雪萍李亚2,宋梅1(1.西安医学院临床医学院,陕西西安710021;2.西安医学院第一附属医院,陕西西安710003)摘要:肌球蛋白轻链激酶(MLCK)是一种Ca2+/CaM(钙调素)依赖性蛋白激酶,通过介导肌球蛋白调节轻链(RLC冤磷酸化促进肌肉的收缩遥近年来研究发现RLC磷酸化在细胞病理生理功能中起着重要作用,本文就MLCK介导的RLC磷酸化最新研究进展作一综述遥关键词:肌球蛋白轻链激酶;肌球蛋白调节轻链;肌肉收缩中图分类号:Q512.2文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1006-1959.2021.08.008文章编号:1006-1959(2021)08-0028-04Study on Myosin Light Chain Phosphorylation Mediated by Myosin Light Chain KinaseGAO Wen1,LI Ke*,LI Xue-ping*,LI Ya2,SONG Mei1(1.The Clinical Medicine College of Xi'an Medical University,Xi'an710021,Shaanxi,China;2.The First Affiliated Hospital of Xi'an Medical University,Xi'an710003,Shaanxi,China)Abstract:Myosin light chain kinase(MLCK)is a Ca2+/CaM(calmodulin)-dependent protein kinase that promotes muscle contraction by mediating myosin-regulated light chain(RLC)phosphorylation.In recent years,studies have found that RLC phosphorylation plays an important role in cell pathophysiological functions.This article reviews the latest research progress of MLCK-mediated RLC phosphorylation.Key words:Myosin light chain kinase;Myosin regulatory light chain;Muscle contraction肌球蛋白轻链激酶(myosin light chain kinase, MLCK)是一种专门依赖Ca2+/CaM(钙调素)的蛋白激酶,广泛存在于骨骼肌、平滑肌、心肌以及哺乳动物非肌肉细胞中,通过催化肌球蛋白调节轻链(regulatory light chain of myosin,RLC)N末端丝氨酸残基的磷酸化,可增强肌动蛋白激活的肌球蛋白ATP酶活性,从而促进肌球蛋白和肌动蛋白之间的相互作用[1]。
2018,27(2):135-140.[4]黄春香,周建芳,陆晓艳.维持性血液透析患者高磷血症知识调查与分析[J].中国中西医结合肾病杂志,2018,19(6):500-503.[5]周宏久,冯永民,贾晓燕,等.盐酸司维拉姆对慢性肾衰竭维持性血液透析患者高磷血症的影响[J].中国血液净化,2015,14(10):608-611.[6]董欣雨,张家瑛,陈靖.维持性血液透析患者高磷血症饮食治疗的研究进展[J].中华肾脏病杂志,2017,33(3):232-235.[7]张春华,赵素梅,张小东.碳酸镧在维持性血液透析患者高磷血症中的应用研究[J].中国医刊,2015,50(2):50-52.[8]杨玲.司维拉姆治疗维持性血液透析患者高磷血症疗效及安全性Meta分析[J].临床肾脏病杂志,2018,18(2):82-86.[9]叶燕卿,陈静芳,沈星星.授权教育对降低维持性血液透析患者高磷血症的影响[J].齐鲁护理杂志,2015,21(3):115-116.[10]黄艳艳,詹锋,林书典.醋酸钙联合阿法骨化醇治疗维持性血液透析患者高磷血症疗效观察[J].临床军医杂志,2017,45(9):979-980.[11]郭艳霞.饮食指导对血液透析患者高磷血症的预防效果[J].当代临床医刊,2016,29(6):2672.[12]曾巧,石宏斌.维持性血液透析患者高磷血症的治疗[J].中国临床研究,2016,29(8):1134-1138.急性心肌梗死(AMI)是冠状动脉急性、持续性缺血缺氧所引起的心肌坏死,是临床上胸痛的主要原因,也是死亡的主要原因。
根据《中国心血管病报告2017》,中国心血管病(cardiovascular disease,CVD)发病率及病死率仍处于持续上升阶段,占居民疾病死亡构成的40%以上[1]。
急性心肌梗死病程短、危险度高,是全球范围内严重威胁人类生命和健康的重大疾病之一,在美国每年大约有500万例患者受此威胁,而中国患者更呈现年轻化趋势,如何进行早期诊断、治疗是救治的关键[2-3]。
四川生理科学杂志2019;41(3)237.综述•肌球蛋白轻链磷酸酶靶向亚基1在调节血管张力中的作用的研究进展**基金项目:国家自然科学基金资助(编号:30670763,81173661);四川 省国际科技创新合作项目(编号:2019YFH0174);泸州市人民政府西南 医科大学科技战略合作应用基础研究项目(编号:2O18LZXNYI>ZK36) 作者简介:刘小勤,女,药理学硕士研究生在读,主要从事心血管药物作 用及机制研究,Email : lxql5310809804@ ;△通讯作者:杨艳,女,研究员,主要从事心血管药物作用的离子通道机 制 研究,Email : wyangyan @ swmu. edu. com 。
刘小勤杨艳#(西南医科大学心血管医学研究所医学电生理学教育部和四川省重点实验室、四川省心血管疾病防治协同创新中心,四川泸州646000)Advances on myosin phosphatase targeting 1 in regulating vascular tone *Liu Xiao-qin, Yang Yan #(Key Lab of Medical Electrophysiology of Ministry of Education and MedicalElectro p hysio l ogical Key Labo r ato r y o f Sichuan Province, Institute of Card i o v ascular Research,So u t h w est Medical University, Sichuan Luzho u 646000)摘 要 肌球蛋白轻链磷酸酶靶向亚基1(Myo s in pho s phatase target subunit 1,MYPT1)可通过其亮氨酸亚型转换和丝氨酸/苏氨酸(Serine/threonine,S/T )可磷酸化位点的磷酸化,调节血管张力。
㊃综述㊃D O I:10.3969/j.i s s n.1672-9455.2024.03.028C D C A8在肿瘤发生发展及耐药中的研究进展*顾汇权,张涵强,王芳玉,姚龙宇,周小天综述,刘嫱ә审校海南医学院药理教研室,海南海口571199摘要:细胞分裂周期相关基因(C D C A)8是C D C A家族中的一个成员,早期在胚胎干细胞中被发现,用于调控有丝分裂期间着丝粒的定位及纺锤体的稳定性㊂近年越来越多的研究发现C D C A8在肺癌㊁肝癌㊁黑色素瘤和胰腺癌等多种肿瘤组织中呈高表达,并与肿瘤的分级㊁不良预后密切相关㊂干扰C D C A8的表达会显著抑制肿瘤的生长以及转移,诱导细胞周期的阻滞及细胞凋亡,同时提高肿瘤细胞对顺铂和他莫昔芬的灵敏度,而对正常细胞影响较小㊂故认为C D C A8是治疗恶性肿瘤的一个潜在干预靶点㊂本文从预后情况㊁作用机制以及耐药关系出发,对C D C A8在肿瘤中的功能和作用的机制通路进行讨论,旨在为临床上肿瘤生物标志物的筛选及靶向药物研发提供新思路㊂关键词:细胞分裂周期相关基因8;肿瘤;治疗靶点;耐药中图法分类号:R730.2文献标志码:A文章编号:1672-9455(2024)03-0405-05R e s e a r c h p r o g r e s s o f C D C A8i n t u m o r d e v e l o p m e n t a n d d r u g r e s i s t a n c e*G U H u i q u a n,Z HA N G H a n q i a n g,WA N G F a n g y u,Y A O L o n g y u,Z H O U X i a o t i a n,L I U Q i a n gәD e p a r t m e n t o f P h a r m a c o l o g y,H a i n a n M e d i c a l U n i v e r s i t y,H a i k o u,H a i n a n571199,C h i n aA b s t r a c t:C e l l d i v i s i o n c y c l e-a s s o c i a t e d g e n e(C D C A)8i s a m e m b e r o f t h e C D C A f a m i l y,w h i c h i s d i s-c o v e r e d e a r l y i n e m b r y o n i c s t e m c e l l s a n d u s e d t o r e g u l a t e t h e l o c a l i z a t i o n o f t h e m i t o t i c g r a n u l e a n d t h e s t a-b i l i t y o f t h e s p i n d l e d u r i n g m i t o s i s.I n r e c e n t y e a r s,m o r e a n d m o r e s t u d i e s h a v e f o u n d t h a t C D C A8i s h i g h l y e x p r e s s e d i n a v a r i e t y o f t u m o r t i s s u e s,i n c l u d i n g l u n g c a n c e r,h e p a t o c e l l u l a r c a r c i n o m a,m e l a n o m a a n d p a n c r e-a t i c c a n c e r,a n d i t i s c l o s e l y a s s o c i a t e d w i t h t u m o r g r a d e a n d p o o r p r o g n o s i s.I n t e r f e r i n g w i t h C D C A8e x p r e s-s i o n c a n s i g n i f i c a n t l y i n h i b i t t u m o r g r o w t h a n d m e t a s t a s i s,i n d u c e c e l l c y c l e a r r e s t a n d a p o p t o s i s,a n d i n c r e a s e t h e s e n s i t i v i t y o f t u m o r c e l l s t o c i s p l a t i n a n d t a m o x i f e n,w i t h l i t t l e e f f e c t o n n o r m a l c e l l s.T h e r e f o r e,i t i s c o n-s i d e r e d t h a t C D C A8i s a p o t e n t i a l i n t e r v e n t i o n t a r g e t f o r t h e t r e a t m e n t o f m a l i g n a n t t u m o r s.I n t h i s p a p e r,t h e f u n c t i o n o f C D C A8i n t u m o r s a n d t h e m e c h a n i s t i c p a t h w a y o f i t s a c t i o n a r e d i s c u s s e d i n t e r m s o f p r o g n o s i s, m e c h a n i s m o f a c t i o n,a n d d r u g r e s i s t a n c e r e l a t i o n s h i p,a i m i n g t o p r o v i d e n e w i d e a s f o r t h e s c r e e n i n g o f t u m o r b i o m a r k e r s i n t h e c l i n i c a s w e l l a s t h e d e v e l o p m e n t o f t a r g e t e d d r u g s.K e y w o r d s:c e l l d i v i s i o n c y c l e a s s o c i a t e d8;t u m o r;t r e a t m e n t t a r g e t s;d r u g r e s i s t a n c e细胞周期相关蛋白的异常引起的细胞增殖不受控制,使肿瘤细胞具有更强的侵袭㊁转移及耐药能力,因此,细胞周期进程失调被认为是癌症的一个共同特征[1-2]㊂近年来,越来越多的细胞周期相关蛋白成为恶性肿瘤早期诊断的生物标志物和治疗的潜在靶点㊂细胞分裂周期相关基因(C D C A)和蛋白家族共有8名成员组成,即C D C A1~8㊂C D C A家族成员的异常表达与多种肿瘤的发生和发展密切相关,例如C D C A2作为一种核蛋白,负责调控蛋白磷酸酶1在染色质中的靶向定位,过表达可通过加速细胞周期进程,促进肿瘤细胞增殖[3];C D C A7是一种D N A结合蛋白,异常表达时可激活转录相关因子,促进肿瘤的迁移及血管的生成[4]㊂C D C A8也称为B o r e a l i n/D a s r a B,位于人染色体1p34.2,含11个外显子和10个内显子,c D-N A总长2139b p,编码280个氨基酸[5]㊂既往研究发现C D C A8在胚胎干细胞和多种癌细胞中的转录活性显著增加,且相较于C D C A其他成员,C D C A8在肿瘤和正常组织中的表达差异更显著[6-7]㊂上调的C D-C A8是促进癌症恶性进展的关键,在癌症发生及恶性病变中发挥着重要作用㊂本文对C D C A8在肿瘤中的功能及可能的作用机制进行综述,以期为靶向C D-C A8的治疗提供新思路㊂1 C D C A8的结构和功能C D C A8与有丝分裂激酶B(A u r o r a B)㊁内部着丝㊃504㊃检验医学与临床2024年2月第21卷第3期 L a b M e d C l i n,F e b r u a r y2024,V o l.21,N o.3*基金项目:国家自然科学基金资助项目(82060851);海南医学院创新实验项目(H Y Y S2021A35)㊂ә通信作者,E-m a i l:470048098@ q q.c o m㊂网络首发h t t p s://l i n k.c n k i.n e t/u r l i d/50.1167.R.20240105.0830.002(2024-01-05)粒蛋白(I N C E N P)㊁生存素(S u r v i v i n)共同组成染色体载客复合体(C P C)的重要部分[8]㊂在结构上,B o r e-a l i n直接与S u r v i v i n和I N C E N P结合,在体外展现出类似三重螺旋结构[9]㊂B o r e a l i n可通过N末端141个残基与S u r v i v i n的相互作用定位到中央纺锤体和中间体㊂B o r e a l i n虽然不与A u r o r a B直接连接,但可以通过前58个氨基酸与I N C E N P结合,并通过I N-C E N P的C端区域与A u r o r a B连接使其激活,用于着丝粒的靶向定位[10]㊂根据其结构特征,B o r e a l i n在动物和真菌中处于保守状态[9]㊂并且有研究发现B o r e a l i n可受多个位点的磷酸化调控,例如,单极纺锤体蛋白激酶1 (M P S1)在T h r230上的磷酸化,提高了A u r o r a B酶的活性[11]㊂细胞周期蛋白依赖性激酶1(C D K1)的磷酸化,促进C P C靶向着丝粒定位[12]㊂在有丝分裂间期,B o r e a l i n见于异染色质上;而前中期转移进入着丝粒内高度聚集;在中后期,B o r e a l i n离开着丝粒内,转移到中心纺锤体微管,随后定位于细胞皮层;最终,在末期和细胞质分裂期,B o r e a l i n定位于皮层中部[13]㊂B o r e a l i n缺失将减慢有丝分裂进程,导致着丝粒-纺锤体失连和异位纺锤极形成,还导致细胞增殖缺陷㊁p53积累和小鼠早期胚胎死亡[14-15]㊂一般来说,在人类有丝分裂细胞中,B o r e a l i n纠正着丝粒-纺锤体失连,稳定双极纺锤体,同时其二聚体结构域调控着丝粒的动态交换,以实现最佳的C P C功能[16]㊂除此之外,B o-r e a l i n还在有丝分裂过程中参与了染色体排列的调节㊁纺锤体信号传导和胞质分裂及细胞动态定位等功能[16-17]㊂2 C D C A8与肿瘤发生和发展之间的关系C D C A8是有丝分裂中的关键调控基因,作为一种细胞周期调节剂,C D C A8的表达受致癌相关转录因子的调控㊂D A I等[18]发现,核因子Y A(N F-Y A)可在肝癌细胞中激活C D C A8依赖的启动子区,促进C D C A8的转录及核内聚集㊂同源物N F-Y B会介导N F-Y C核靶向作用,形成二聚体[19],进一步增加N F-Y亚基与C D C A8启动子区结合的活性,促进肝癌的恶性进展㊂X I A N G等[20]和C H E N等[21]研究表明,在肺腺癌细胞中,C D C A8可以通过正反馈的形式作用于p53,p53的缺失会进一步诱导有丝分裂缺陷,诱导肿瘤恶性进展㊂除此之外,信号通路的激活也是C D C A8的调控模式之一㊂有研究证实,在黑色素瘤中,C D C A8的过表达可激活R O C K通路,降低c a s p a s e-3水平,诱导肌球蛋白M L C磷酸化,促进肿瘤的淋巴结转移及转移灶的形成[22-24]㊂综上所述, C D C A8可通过调控转录因子㊁凋亡蛋白及激活信号通路等方式促进肿瘤细胞的发展及转移㊂2.1 C D C A8与肺癌基于癌症基因组图谱(T C-G A)和基因表达综合数据库(G E O)筛选发现,在肺癌患者中包括C D C A8在内的9个关键基因表达水平明显上调,并且其表达水平与肿瘤大小㊁病理分级㊁T NM分期呈正相关,C D C A8水平越高,肺癌患者生存率越低[25]㊂H A Y AMA等[26]利用小R N A敲低L C319和S B C-5细胞中C D C A8的表达,发现可以显著抑制细胞的增殖和集落形成,并诱导细胞周期G1期的滞留,提示C D C A8可通过调控细胞周期,影响肺癌的发展和转化㊂更多的研究结果也证明了这个观点,肺癌细胞中C D C A8水平的降低会上调p53的水平,抑制周期检查点蛋白C D C2和C y c l i n B1的水平,干扰拓扑异构酶Ⅱ的水平,阻止细胞进入有丝分裂阶段并加强细胞周期的停滞,从而引起肺癌细胞的凋亡[27-29]㊂除此之外,HU等[30]通过分析肺腺癌患者的m i R N A表达谱,发现m i R N A-133b对C D C A8存在靶向负相关作用,m i R N A-133b可以与C D C A8的3'-U T R端结合,靶向诱导C D C A8的m R N A序列降解,进而调控m i R-133b水平,逆转因C D C A8缺失而引起的细胞活力下降㊂综上所述,C D C A8可能通过细胞周期㊁转录调控等不同机制在肺癌的发生与发展中发挥重要作用㊂2.2 C D C A8与肝癌 S HU A I等[31]发现在人类肝细胞癌中C D C A8呈高表达,且表达水平与患者的T NM分类,临床分期,组织学分级相关㊂因此C D-C A8也可以作为鉴别肝癌的潜在生物标志物㊂敲低肝癌细胞中的C D C A8不仅可以上调抑癌基因C D K N2B的水平,抑制细胞周期蛋白依赖激酶的活性,还可下调C y c l i n A2㊁C y c l i n D1㊁C y c l i n B1㊁C D K4㊁C D K6㊁p-C D C2等细胞周期蛋白水平,干扰细胞检查点的进行,从而引起细胞周期停滞[32]㊂此外,下调C D C A8还可增加凋亡蛋白c a s p a s e-7以及肿瘤抑制性因子A T F3和G A D D34蛋白水平,引起致癌信号通路A K T/β-c a t e n i n失活,促进肝癌的凋亡[33]㊂另外有研究发现,在动物体内利用杂交技术靶向敲除小鼠肝细胞中的C D C A8后,这些小鼠在生长过程中并没有出现明显的不良反应;后续通过插入致癌基因ΔN90-β-C a t e n i n和c-M e t诱发肝癌后,可以观察到肝癌的恶性进展被显著抑制[32]㊂因此,筛选靶向C D C A8的小分子化合物不仅能很好地抑制肝癌的进展,且对于研究对象本身的损伤也更小㊂2.3 C D C A8与黑色素瘤 G U O等[34]发现C D C A8的转录水平在黑色素瘤患者中明显上调,低水平的患者预后更差,表明C D C A8可作为黑色素瘤预后的独立预测因子㊂另外,通过免疫细胞浸润分析发现C D-C A8的表达与B细胞㊁中性粒细胞㊁树突状细胞浸润呈正相关㊂因此,在黑色素瘤中C D C A8不仅能作为生物标志物用于早期诊断,还能用于术后的预后评估[35]㊂另一项研究表明,转运蛋白T M E D3水平的降低可以引起内源性C D C A8的水平耗竭,并引起下游p-㊃604㊃检验医学与临床2024年2月第21卷第3期 L a b M e d C l i n,F e b r u a r y2024,V o l.21,N o.3A K T㊁C D K1/6和P I K3C A水平的降低,这和靶向敲除C D C A8的结果一致,而C D C A8的激活可以逆转这一现象,促进A k t和P I3K的磷酸化水平[36]㊂说明C D C A8可通过P I3K/A K T信号通路介导肿瘤细胞的凋亡,针对T M E D3/C D C A8轴的抑制剂可能是治疗黑色素瘤的新靶点㊂2.4 C D C A8与胰腺癌 G U等[37]发现在胰腺癌临床样本中C D C A8表达水平与患者的肿瘤分级以及糖尿病史呈正相关,且低表达的胰腺癌患者具有更长的生存期,但与年龄㊁性别并无显著性差异㊂敲减C D C A8会抑制胰腺癌细胞的增殖和迁移能力,此抑制作用是通过C D C A8/C D44轴产生的㊂C D44作为非激酶跨膜受体,可以与透明质酸结合激活肿瘤相关信号通路和并调整细胞骨架,使其利于侵袭和耐药㊂而C D C A8可与S N A I2形成复合物作用于C D44的启动子从而上调C D44水平,促进胰腺癌的恶性进展[37]㊂除此之外,有研究发现若敲低胰腺癌细胞中的驱动蛋白家族成员如K I F23和K I F18B水平,也会引起C D C A8的同步降低和细胞活力的抑制,从而抑制胰腺癌细胞的增殖及转移能力[38-39]㊂3 C D C A8与肿瘤耐药性之间的关系3.1 C D C A8与铂类药物顺铂在体内与D N A结合,阻止细胞分裂的正常进行,引起肿瘤细胞的氧化应激㊁调节钙信号㊁诱导凋亡蛋白等方式促进癌细胞的死亡[40-41]㊂在临床上广泛用于治疗肺癌㊁宫颈癌㊁卵巢癌等恶性肿瘤[42-44]㊂W E N等[45]利用G E O数据集对21例晚期宫颈鳞癌患者的样本进行分析,发现对比顺铂敏感的患者,顺铂耐药患者的C D C A8水平显著升高,说明C D C A8在宫颈癌耐药过程中存在潜在作用㊂Q I等[46]的结果同样证明了这一点,通过对比卵巢癌顺铂耐药患者中的差异发现T O P2A和C D-C A8是变化最显著的2个基因,且与T O P2A相比,在体外耐药细胞中C D C A8水平提高了约1.5倍,说明C D C A8在顺铂耐药过程中发挥了重要作用,通过慢病毒敲减了A2780和S K O V3细胞中的C D C A8后发现提高了顺铂对肿瘤细胞的损伤,且与顺铂水平成正相关㊂而C D C A8诱导细胞对顺铂的敏感性可能是通过p53介导,沉默C D C A8可引起p53的积累,过度积累的p53可以在顺铂的作用下激活死亡域蛋白(F A D D)中的白细胞介素1β转换酶(I C E),抑制蛋白泛素化,从而增加顺铂对肿瘤细胞的杀伤力[47-48]㊂因此,C D C A8可成为肿瘤细胞提高顺铂敏感性的目标基因㊂3.2 C D C A8与他莫昔芬他莫昔芬作为雌二醇的竞争性拮抗剂,可与雌激素受体竞争结合,抑制雌激素受体的转录活性,阻断乳腺癌细胞的G1期,抑制肿瘤增殖㊂有研究发现E R信号通路和细胞周期调节之间存在串扰作用,C D K7抑制剂的联合使用可使雌激素受体(E R)S e r118磷酸化,提高耐药细胞对他莫昔芬的敏感性[49]㊂N A B I E V A等[50]的研究也发现,使用C D K4/6的抑制剂可以显著改善激素受体阳性㊁人表皮生长因子受体-2(H E R2)阴性乳腺癌Ⅱ㊁Ⅲ和Ⅳ期患者中的疗效㊂因此,细胞周期调控蛋白可作为乳腺癌内分泌抵抗发展的研究方向㊂S U N等[51]发现C D C A8在他莫昔芬耐药细胞中高表达,而过表达敏感细胞C D C A8水平可降低他莫昔芬作用下细胞的凋亡率,促进细胞S期的富集,加速周期进程,C D C A8作为E2F相关通路的激活剂,有研究表明不仅可以通过E2F1介导染色体D N A复制和调节细胞周期的G1/S期,还能作用于转录抑制因子E2F3b影响C y c-l i n D1的水平,从而加快乳腺癌细胞对他莫昔芬耐药[52]㊂C y c l i n D1作为检查点蛋白可促进G1/S期的进展,乳腺癌细胞中C y c l i n D1的激活促进了癌细胞的耐药水平[53]㊂而在敲降C D C A8后,C y c l i n D1水平显著降低,G1期滞留细胞量增加,细胞恢复对他莫昔芬的敏感性[54]㊂因此,靶向C D C A8抑制剂的联用能提高耐药细胞对他西莫芬的敏感性㊂4小结C D C A8作为细胞周期调节因子,在胚胎干细胞中作用于有丝分裂阶段稳定双极纺锤体,调控纺锤体信号传导维持细胞周期的顺利进行㊂在正常的组织中C D C A8表达水平较低,而在细胞周期异常的恶性肿瘤中C D C A8呈高表达,在一定程度上可以促进肺癌和胰腺癌的发生,促进黑色素瘤的转移及肝癌的恶性进展㊂C D C A8可调节胞内转录水平,促进细胞的增殖和耐药㊂在肺癌中,通过反馈调节p53促进细胞四倍体形成诱导肿瘤的发生㊂在肝癌中,受到转录因子N F-Y簇的调控,诱导细胞周期C D K-C y c l i n轴的异常转化,促进肝癌的进展㊂在黑色素瘤中,C D C A8与R O C K协同作用,激活下游靶点磷酸化促进黑色素瘤的转移㊂在胰腺癌中,C D C A8通过增加C D44转录活性促进胰腺癌的进展㊂在化疗耐药细胞中,C D-C A8通过周期相关蛋白C y c l i n D1及p53调控细胞周期进展,以及蛋白泛素化提高细胞耐药性㊂因此,笔者认为C D C A8可通过肿瘤微环境㊁转录因子㊁周期调控以及致癌通路的激活等多方面发挥促癌及耐药的作用㊂综上所述,C D C A8表达水平在肺癌㊁肝癌㊁胰腺癌等肿瘤中相较于正常组织有着数倍的升高,并且其表达水平与肿瘤分级㊁预后情况及耐药情况呈正相关㊂因此,C D C A8有望成为新型生物标志物,为临床上的肿瘤诊断㊁术后评估以及敏感药物筛选提供参考依据㊂除此之外,根据C D C A8在肿瘤细胞中过表达的特点,通过研发靶向抑制剂作为化疗药物的联合用药之一,可提高化疗药物的杀伤力以及耐药细胞的敏感性㊂同时基于动物实验结果的推测,C D C A8的靶向抑制剂在肿瘤治疗的同时,可以给患者带来更少的不良反应,在临床应用上有着巨大的潜力㊂总之,目㊃704㊃检验医学与临床2024年2月第21卷第3期 L a b M e d C l i n,F e b r u a r y2024,V o l.21,N o.3前虽然对于C D C A8的研究取得了一定的进展,但大部分还是处于理论研究阶段,对于未来的应用效果还需要对其作用机制进行更深一步的研究㊂参考文献[1]L I U K,Z H E N G M,L U R,e t a l.T h e r o l e o f C D C25C i nc e l l c y c l e r e g u l a t i o n a nd c l i n i c a l c a n ce r t h e r a p y:a s y s t e m-a t i c r e v i e w[J].C a n c e r C e l l I n t,2020,20:213.[2]Y A D A V P,S U B B A R A Y A L U P,M E D I N A D,e t a l.M6AR N A m e t h y l a t i o n r e g u l a t e s h i s t o n e u b i q u i t i n a t i o n t o s u p-p o r t c a n c e r g r o w t h a n d p r o g r e s 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各种各样的化学修饰可以影响蛋白质的折叠和功能这为研究生物制造中的蛋白质结构和功能提供了新的工具蛋白质是生物体中重要的结构和功能分子,其结构和功能的正确性对生命活动至关重要。
在生物制造等领域中,为了实现蛋白质的定制化生产和功能发挥,需要对蛋白质的结构和功能进行调控。
化学修饰提供了这样一种手段,通过改变蛋白质的化学性质和空间构型,影响蛋白质的折叠和功能,从而为研究生物制造中的蛋白质结构和功能提供了新的工具。
下面将从不同的化学修饰角度,阐述其对蛋白质折叠和功能的影响。
1. 磷酸化修饰蛋白质中的磷酸化修饰是一种常见的后翻译修饰方式,能够通过磷酸化修饰使蛋白质结构发生改变,从而影响其功能。
例如,肌球蛋白是一种在肌肉运动中发挥作用的蛋白质,其结构中存在多个可磷酸化位点。
磷酸化后,肌球蛋白链的结构发生变化,导致肌球蛋白的功能发生改变。
此外,磷酸化修饰还能调控细胞的信号转导和代谢过程,对于许多生物过程的调节起到重要的作用。
2. 糖基化修饰蛋白质的糖基化修饰是指在蛋白质分子上加入糖类分子,是一种常见的后翻译修饰方式。
糖基化修饰能够影响蛋白质的稳定性、溶解度和分子识别。
例如,在体内,蛋白质被糖基化,能够增强蛋白质的溶解度,防止其被氧化、降解和清除。
另外,在免疫识别过程中,糖基化修饰也能够让蛋白质与免疫细胞分子结合,从而影响其功能。
3. 乙酰化修饰乙酰化是一种后翻译修饰方式,指在蛋白质分子中加入乙酰化基团。
乙酰化修饰会影响蛋白质的折叠和稳定性,从而影响其功能。
乙酰化修饰能够增加某些组蛋白结构的稳定性,在某些情况下增强组蛋白的活性。
此外,乙酰化修饰还能调节蛋白质在生物过程中的分子识别、修饰和转录过程,对于组织发育和细胞增殖具有重要作用。
4. 亚硝酸化修饰亚硝酸化是一种氧化修饰方式,是指将蛋白质上的亲核性基团和亚硝酸反应,形成亚硝酸盐。
亚硝酸化修饰可以一定程度上改变蛋白质的结构和功能。
例如,亚硝酸化引起蛋白质的互相交联,能够在某些情况下增强蛋白质的活性。
櫇櫇櫇櫇櫇櫇櫇櫇殱殱殱殱试验研究收稿日期:2023 08 14资助项目:杭州市农业与社会发展科研项目(20201203B98);杭州市农科院创新项目(2022HNCT-09)作者简介:魏莹晖(1994-),女,硕士,助理畜牧师,研究方向为畜禽遗传资源开发利用,E mail:309918676@qq.com,电话:0571-87313580通讯作者:范京辉(1971-),男,正高级畜牧师,主要从事家禽营养与育种研究,E mail:ufanta@163.com肌球蛋白轻链家族基因MYL2和MYL3在鸡皮肤组织中的表达研究魏莹晖,葛 莹,刘 航,王欢欢,李庆海,章学东,范京辉(杭州市农业科学研究院,浙江杭州310024)摘要:本研究旨在探究肌球蛋白轻链家族2(MYL2)和肌球蛋白轻链家族3(MYL3)基因与鸡皮肤组织黑色素沉着过程的关系,为鸡皮肤组织颜色差异的分子机制提供理论依据。
分别取白肤和黑肤鸡的皮肤样品比较它们的肤色,同时通过荧光定量PCR和蛋白质印迹法测定白肤和黑肤鸡皮肤组织中MYL2和MYL3的mRNA和蛋白水平的表达。
黑皮肤组与白皮肤组相比,L 值和b极显著低于白皮肤组(P<0.01);MYL2和MYL3的mRNA表达极显著下降(P<0.01);MYL2蛋白水平的表达显著下降(P<0.05)且MYL3极显著下降(P<0.01)。
结果表明MYL2和MYL3可能参与鸡皮肤组织颜色的生成,其表达量的下降可能使得鸡的皮肤颜色加深。
关键词:皮肤;MYL2;MYL3;肌球蛋白;黑色素中图分类号:S831.2 文献标识码:A 文章编号:1005-7307(2024)01-0001-004 动物皮肤的颜色差异主要是受色素沉着的影响,其中黑色素的形成尤为关键。
黑色素是影响动物皮肤和头发颜色的主要原因,广泛存在于皮肤、黏膜、视网膜和卵巢中。
黑素生成的来源是表皮黑素单位,它是由一个个单一的黑素细胞组成的,通过树突与10~36个相邻的角质形成细胞连接。
肌球蛋白轻链激酶与炎症性疾病关系的研究进展周子娟;王亮;李雅婵;张敏;刘畅;陈大朋;王靖宇【摘要】Myosin light chain kinase (MLCK) regulates cytoskeletal activity in response to myosin light chain phosphorylation,which is also based on the interaction between actins and myosin.Recent studies have shown that abnormal expression of long-chain MLCK and short-chain MLCK is involved in different inflammatory diseases and inflammation-related factors induces MLCK expression.This review summarizes the role of MLCK in the pathogenesis of pneumonia,vascular injury and inflammatory bowel disease,and summarizes the possible signaling pathways involved in inflammatory diseases,suggesting that MLCK has a potential role in the treatment of inflammatory diseases.%肌球蛋白轻链激酶(myosin light chain kinase,MLCK)可以调控肌球蛋白轻链的磷酸化,进而调控基于肌动蛋白与肌球蛋白之间相互作用的细胞骨架活动.近几年研究报道,长链MLCK与短链MLCK的异常表达在不同的炎症性疾病中多有发生,炎症相关因子能诱导MLCK表达升高.本文对MLCK在肺炎、血管损伤以及炎性肠病中的作用,及MLCK参与炎症性疾病的可能信号通路进行了综述.【期刊名称】《大连医科大学学报》【年(卷),期】2017(039)001【总页数】3页(P78-80)【关键词】肌球蛋白轻链激酶;炎症;屏障功能【作者】周子娟;王亮;李雅婵;张敏;刘畅;陈大朋;王靖宇【作者单位】大连医科大学实验动物中心,辽宁大连116044;大连医科大学实验动物中心,辽宁大连116044;大连医科大学实验动物中心,辽宁大连116044;大连医科大学实验动物中心,辽宁大连116044;大连医科大学实验动物中心,辽宁大连116044;大连医科大学实验动物中心,辽宁大连116044;大连医科大学实验动物中心,辽宁大连116044【正文语种】中文【中图分类】R963肌球蛋白轻链激酶(myosin light chain kinase,MLCK)在哺乳动物中,主要由两种MLCK基因编码,分别是mylk1基因与mylk2基因[1]。
中国细胞生物学学报 Chinese Journal of Cell Biology2021,43(1): 241-248DOI: 10.11844/cjcb.2021.01.0029原肌球蛋白相关激酶B在肿瘤中的研究进展王倩胡雪峰*(福建师范大学生命科学学院,福建省发育与神经生物学重点实验室,福州350117)摘要 原肌球蛋白相关激酶B(tropomyosin-related kinase B,T r k B)是一种神经营养性赂氣酸受体激酶,通过介导丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,M A P F C)、鱗脂酶C-y(phospholipase C-y,P L C-力、磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)、Janus激酶 (Janus kinase,J A K y信号转导子和转录激活因子3(signal transducer a nd activator of transcription 3,S T A T3)、W n t/p-catenin等信号通路,调节细胞分化、增殖、调亡和迁移。
现已证明,7VA5基因融合、蛋白质过表达或单核苷酸改变与多种癌症密切相关。
因此,该文针对T r k B的生物学特性、相关信 号通路以及T r k B在肿瘤中的作用及机制进行了综述。
关键词 T r k B;信号通路;肿瘤;调控Research Progress on Tropomyosin-Related Kinase B in TumorsW A N G Q i a n,H U X u e f e n g*{Fujian Key Laboratory of D evelopment and Neurobiology, College of L ife Sciences, Fujian Normal University, Fuzhou 350117, China)Abstract T r k B (tropomyosin-related kinase B),a neurotrophic tyrosine receptor kinase,regulates cell differentiation,proliferation,apoptosis a n d migration b y M A P K (mitogen-activated protein kinases),P L C-y (phospholipase C-y),PI3K(phosphatidylinositol 3-kinase),J A K(Janus kinase)/S T A T3 (signal transducer and activator of transcription 3) a n d W n t/p-catenin signaling p a t h w a y s.T h e g e n e fusion,protein overexpression a n d single nucleotide changes of T r k B are strongly related to cancers.H e r e,the study r e v i e w d the biological characteristics related signaling pathways and m e c h a n i s m in tumors of T r k B.Keywords tropomyosin-related kinase B;signal p a t h w a y;t u m o r;regulation原肌球蛋白相关激酶B(tropomyosin-related ki-n a s e B,T r k B)是一种在脑、甲状腺、脂肪组织和胆 囊等部位表达的膜结合酪氨酸受体激酶,主要由脑 源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,B D N F)和神经营养因子4(neurotrophin4, N T4)激活。
心肌肌钙蛋白I的磷酸化与非磷酸化调节3张 琳 余志斌(第四军医大学航空航天生理学教研室,西安710032)摘要 由于心肌肌钙蛋白复合体I亚基(Tr oponin I,Tn I)特殊的分子结构,使其在心肌收缩过程中起“分子开关”的重要作用。
心肌Tn I具有6个磷酸化位点,第23/24位丝氨酸残基可被蛋白激酶A(PK A)、蛋白激酶D(PK D)和蛋白激酶G(PKG)磷酸化,发挥正性肌力作用;第43/45位丝氨酸残基以及第144位酪氨酸残基可被蛋白激酶C(PKC)磷酸化,可能主要起负性肌力作用;蛋白激活激酶(P AK)磷酸化第149位丝氨酸残基后的作用尚待探明。
另外,经蛋白水解酶cal pain降解含磷酸化位点的片段,产生去磷酸化作用;亦可通过降解一些特定片段来改变Tn I空间构象,引起非磷酸化调节作用。
关键词 心肌收缩性能;肌钙蛋白I;磷酸化中图分类号 R33;Q46 肌钙蛋白复合体由三个亚基组成:Ca2+结合亚基TnC(Tr oponin C)、抑制性亚基Tn I(Tr oponin I)和与原肌球蛋白(T m)连接的亚基TnT(Tr oponin T)。
在对肌纤维收缩功能的调节中,Tn I起到了“分子开关”的重要作用。
正因如此,自从发现肌钙蛋白几十年来,Tn I一直是横纹肌收缩功能调节机制研究领域重点关注的对象之一。
一、cTn I蛋白分子的基本结构及可磷酸化位点在横纹肌中存在三种Tn I亚型:快骨骼肌型(fast skeletal is of or m,fsTn I)、慢骨骼肌型(sl o w skel2etal is of or m,ssTn I)和心肌型(cardiac is of or m,cTn I)。
一般依据功能将cTn I分子划分为6个片段:N2端心肌特异性片段(第1~30位氨基酸残基,cTn I1230)、N2端片段(cTn I34271)、TnT结合片段(cTn I802136)、抑制性片段(cTn I1282147)、开关片段(cTn I1472163)和C2端片段(cTn I1642210)。
平滑肌肌球蛋白轻链激酶对肌球蛋白非Ca2+依赖性磷酸化(2)唐泽耀;陈华;杨静娴;王晓明;林原【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2005(005)006【摘要】为初步揭示肌球蛋白轻链激酶(MLCK)对肌球蛋白(myosin)非Ca2+依赖性磷酸化的特征.试验方法采用10%甘油聚丙烯酰胺凝胶电泳检测myosin的磷酸化,用孔雀绿法测定myosin Mg2+-ATP酶活性及选择Scoin Image扫描软件分析所获得的数据.提出在MLCK参与的myosin活性调节中,myosin以非磷酸化、非Ca2+依赖性(CIPM)及Ca2+依赖性磷酸化(CDPM)三种状态存在.研究发现非Ca2+依赖性磷酸化myosin有以下特征:(1)耗能(Mg2+-ATP酶活性)高于非磷酸化myosin但低于Ca2+依赖性磷酸化myosin;(2)花生四烯酸(AA)可选择性加强myosin非Ca2+依赖性磷酸化;(3)在本试验条件下,未观察到MLCK抑制剂ML-9对非Ca2+依赖性myosin磷酸化的抑制作用;(4)组胺(histamine)对非Ca2+依赖性的抑制小于对Ca2+依赖性磷酸化的抑制,且这些差异在统计学上有显著性.以上结果提示myosin非Ca2+依赖性磷酸化不仅在程度上,而且在机制上与Ca2+依赖性磷酸化可能存在重要区别.【总页数】5页(P332-336)【作者】唐泽耀;陈华;杨静娴;王晓明;林原【作者单位】大连医科大学药理教研室,大连,116027;大连医科大学药理教研室,大连,116027;大连医科大学药理教研室,大连,116027;大连医科大学药理教研室,大连,116027;大连医科大学药理教研室,大连,116027【正文语种】中文【中图分类】Q512.2【相关文献】1.miR-200b调控肌球蛋白轻链激酶/磷酸化肌球蛋白轻链信号通路对肠上皮紧密连接的影响 [J], 沈玉洁;张琮;陈颖伟2.平滑肌肌球蛋白轻链激酶对肌球蛋白的非钙依赖性磷酸化 [J], 林原;唐泽耀;陈华;戴淑芳;杨静娴;王晓明3.肌球蛋白轻链激酶介导的肌球蛋白调节轻链磷酸化研究 [J], 高文;李科;李雪萍;李亚;宋梅4.平滑肌肌球蛋白轻链激酶的非激酶作用及对ATP酶活性的调节 [J], 崔颖;李晓丽;梁明丽;陈海波;高颖5.平滑肌细胞迁移的肌球蛋白轻链非磷酸化途径 [J], 叶丽虹;郭威;赵铁军;张伟英;叶婷婷;吴晶辉;张晓东因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
肌球蛋白轻链磷酸化意义
肌球蛋白轻链磷酸化意义
肌球蛋白是肌肉收缩的关键蛋白质,也是调节平滑肌细胞动力学过程
的重要分子。
其中的轻链是组成肌球蛋白的一部分,主要分为二种类型:背景肌球蛋白(smooth muscle myosin light chain,SMLC)和非背
景肌球蛋白(non-muscle myosin light chain,NMLC)。
在受到肌肉激
活信号的影响下,肌球蛋白轻链会经历磷酸化的过程,这一过程对肌
肉收缩及细胞内信号转导起着至关重要的作用。
对于平滑肌细胞,肌球蛋白轻链磷酸化的意义主要在于调节其收缩状态。
当肌球蛋白轻链受到磷酸化作用时,会促使肌球蛋白的收缩过程。
因此,平滑肌细胞在受到激活信号后,肌球蛋白轻链的磷酸化作用可
以促进肌肉收缩,使其能够更好地完成相应的生理功能。
此外,肌球
蛋白轻链的磷酸化也可以促进平滑肌细胞的增殖及突触传递。
对于非肌肉细胞,肌球蛋白轻链磷酸化的意义则主要在于影响细胞的
形态和粘附。
经过磷酸化作用后,肌球蛋白形成了新的瞬态状态,使
得细胞能够更好地适应环境变化并进行相应的细胞运动。
此外,在细
胞内部,肌球蛋白轻链磷酸化还可以影响细胞内信号转导通路,从而
调整细胞内各种化学反应的速率和效率。
总的来说,肌球蛋白轻链磷酸化在细胞内发挥着重要的调节作用。
其
利用化学信号对肌肉收缩和非肌肉细胞运动产生影响,从而有效地参
与细胞生物学过程中的各种生理功能。
在临床研究中,肌球蛋白轻链的磷酸化变化已经被广泛用于一些疾病诊断及治疗的评估,促进了该领域的深入研究。
炎症性肠病专题:最新临床指南研究进展热心肠日报今天是第1073期日报。
JAMA临床指南解读:克罗恩病的诊断与治疗JAMA[IF:44.405]①用粪钙网蛋白来帮助区分炎症性肠病和肠易激综合征;②活动性克罗恩病(CD)患者不应使用口服美沙拉嗪治疗;③当患者抵抗皮质类固醇治疗或需要持续地类固醇治疗时,应使用抗TNF制剂(英夫利昔单抗、阿达木单抗、赛妥珠单抗);④在没用过英夫利昔单抗和免疫调节剂(thiopurines)治疗的患者中,二者联合治疗的疗效优于单独使用其中一种;⑤对中重度活动性CD患者,应考虑联合免疫调节剂或单独使用抗整合素治疗(vedolizumab)来诱导缓解。
Diagnosis and Management of Crohn Disease04-10, doi: 10.1001/jama.2019.3684【主编评语】美国胃肠病学会于2018年发布了最新版成人克罗恩病管理临床指南,《JAMA》近期发表了针对该指南的解读短文,推荐给相关临床医生。
(@李丹宜)美国胃肠病学会出品:成人溃疡性结肠炎最新临床指南American Journal of Gastroenterology[IF:10.231]①以达到粘膜愈合从而促进持续无类固醇缓解并防止住院和手术为治疗目的;②无法镜检时用粪钙网蛋白评估粘膜愈合情况,注意排查艰难梭菌感染,筛查和治疗患者的焦虑/抑郁;③基于病情的活动性、严重性、炎症程度、预后因素等,选择适当的疗法和药物,如:中度活动性患者可先行非系统性皮质类固醇治疗,中重度活动性患者可用抗TNF疗法、vedolizumab和托法替尼来诱导缓解;④根据结直肠癌综合风险因素和既往镜检结果,每1-3年进行结肠镜检。
ACG Clinical Guideline Ulcerative Colitis in Adults03-01, doi: 10.14309/ajg.0000000000000152【主编评语】溃疡性结肠炎是炎症性肠病的一种。
平滑肌肌球蛋白的磷酸化调节机理平滑肌肌球蛋白是一种重要的肌动蛋白,在平滑肌细胞中起着调节肌肉收缩和松弛的关键作用。
磷酸化是一种常见的蛋白质修饰方式,通过磷酸化可以改变蛋白质的结构和功能。
平滑肌肌球蛋白的磷酸化调节机理是指通过磷酸化修饰来调控平滑肌肌球蛋白的功能和活性。
平滑肌肌球蛋白由肌球蛋白重链和肌球蛋白轻链组成,其中肌球蛋白轻链包括肌球蛋白轻链激酶(MLCK)和肌球蛋白轻链磷酸酶(MLCP)。
MLCK能够将肌球蛋白轻链的丝氨酸残基磷酸化,而MLCP 则能够将其去磷酸化,从而对平滑肌肌球蛋白的收缩和松弛起到调节作用。
在静息状态下,平滑肌肌球蛋白的肌球蛋白轻链处于未磷酸化状态,肌球蛋白轻链磷酸酶(MLCP)处于活性状态,能够将肌球蛋白轻链上的磷酸基团去除,使得平滑肌肌球蛋白解除收缩状态,保持松弛状态。
而当平滑肌受到刺激时,钙离子能够结合到肌球蛋白轻链激酶(MLCK)上,激活MLCK并促使其磷酸化肌球蛋白轻链的丝氨酸残基。
磷酸化后的肌球蛋白轻链无法被MLCP去磷酸化,导致平滑肌肌球蛋白收缩。
这种收缩效应使得平滑肌细胞缩短,从而产生肌肉收缩的力量。
磷酸化调节机理中的关键因素是钙离子的浓度变化。
钙离子能够结合到MLCK上,促使其激活并磷酸化肌球蛋白轻链。
而平滑肌细胞中的钙离子浓度是通过细胞内外钙离子平衡来调节的。
在静息状态下,细胞内钙离子浓度较低,MLCK处于不活跃状态,平滑肌肌球蛋白保持松弛状态。
而当细胞受到刺激时,细胞内钙离子浓度会升高,钙离子结合到MLCK上,促使其激活并磷酸化肌球蛋白轻链,从而使得平滑肌肌球蛋白收缩。
除了钙离子的调节作用外,还有其他因素也可以影响平滑肌肌球蛋白的磷酸化调节机制。
例如,一些激素和神经递质能够通过影响MLCK和MLCP的活性来调节平滑肌肌球蛋白的磷酸化状态。
此外,一些激酶和磷酸酶的活性也可以通过磷酸化或去磷酸化平滑肌肌球蛋白的肌球蛋白轻链来调节其收缩和松弛。
这些因素的调节作用可以使平滑肌肌球蛋白的磷酸化状态发生变化,从而调节平滑肌的收缩和松弛。
蛋白质磷酸化修饰对细胞功能的调控生物体内的蛋白质是由一条条氨基酸链组成的,它们在细胞内担任着诸如载体、酶、信号转导分子等功能。
然而,生物体内蛋白质的活性往往不是由它们的结构决定的,而是由它们的修饰决定的。
蛋白质的修饰是一种与化学反应有关的过程,其中最为重要的修饰之一就是磷酸化修饰。
什么是蛋白质磷酸化修饰?简而言之,蛋白质磷酸化修饰是通过将磷酸基(PO4)连接到蛋白质分子上进行的一种化学反应。
这个化学反应可以对蛋白质在细胞内的功能产生直接和间接的影响。
在这个过程中,磷酸基是由酶类似物分子带来的,而这些分子被称为激酶。
激酶这一过程的存在就类似于一个人手动打开了一扇花园大门,为许多进程提供了可能性。
磷酸化修饰对蛋白质生物学行为的调控影响是多种多样的。
一方面,它可以改变蛋白质的生理活性。
另一方面,它还可以影响蛋白质的局部结构和构象。
下文将深入探讨这些影响。
首先,让我们从蛋白质的激活入手探究磷酸化修饰的作用。
一旦某个蛋白质在细胞内被磷酸化,它的生理作用便会被激活。
举一个具体的例子:在凋亡信号进入肿瘤细胞以后,白细胞介素-3(IL-3)受体会被激活并在其激活站点处进行磷酸化修饰。
这种磷酸化修饰会导致某些胞内信号递减分子受到直接的负调节,很可能会导致细胞死亡。
这个过程中,IL-3的作用是将一个活性分子带到IL-3的激活站点处,使其成为一个有效的酶催化现象。
除了激活外,磷酸化修饰对蛋白质的局部结构和构象也有极大的影响。
蛋白质的局部结构指的是蛋白质分子中的整个结构,而构象是局部结构的固有方向。
这里,我们将以肌球蛋白的磷酸化修饰为例进行说明。
在这个例子中,磷酸化修饰靶标是肌球蛋白。
肌球蛋白是一种肌肉纤维组织中的蛋白质,它在肌肉收缩过程中发挥重要作用。
肌球蛋白的一个组分——肌球蛋白调节蛋白a(Tm)——在受到磷酸化修饰后,它会带着自身的分支动力学变化移动到肌球蛋白分子中的另外一个位点,并与之相结合。
这个过程导致另一个组分——乳酸脱氢酶a(LDHa)——从上述过程中受到直接负调节,继而导致右旋乳酸在乳腺细胞机体内不能进行有效氧化反应。
宰后肌动球蛋白解离对肉品嫩度的影响研究进展
李胜杰;徐幸莲;周光宏
【期刊名称】《食品科学》
【年(卷),期】2010(031)021
【摘要】宰后肉品经过成熟后其嫩度得到明显改善,而成熟时肌动球蛋白的解离可能是导致这一变化的重要原因之一.本文对宰后僵直过程中肌动球蛋白的形成作简单介绍,在此基础上详细讨论宰后成熟过程中肌动球蛋白的解离与肉品嫩度改善之间的潜在关系,同时对此过程中可能会引起肌动球蛋白解离的因子进行总结.
【总页数】4页(P442-445)
【作者】李胜杰;徐幸莲;周光宏
【作者单位】南京农业大学教育部肉品加工与质量控制重点实验室,江苏,南
京,210095;南京农业大学教育部肉品加工与质量控制重点实验室,江苏,南
京,210095;南京农业大学教育部肉品加工与质量控制重点实验室,江苏,南
京,210095
【正文语种】中文
【中图分类】TS251.1
【相关文献】
1.宰后肉品pH值与嫩度 [J], 李兰会;孙丰梅;黄娟;张志胜
2.细胞凋亡酶在肉品成熟过程中对其嫩度影响的研究进展 [J], 苟惠天;师希雄
3.宰后肌肉中肌球蛋白磷酸化调控肌动球蛋白解离作用机制 [J], 高星;李欣;李铮;
杜曼婷;张彩霞;张德权;丁武
4.碳酸氢钠联合超声波对羊肉嫩度及其肌动球蛋白含量的影响 [J], 时海波; 诸永志; 陈晓; 张新笑; 姜迪; 徐平平; 邹烨; 王道营; 徐为民
5.宰后肉品pH值变化与嫩度的关系 [J], 李兰会;张宏鑫;李潭清;张志胜
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肌球蛋白磷酸化的研究进展摘要:肌球蛋白是肌原纤维粗丝的组成单位,由多条重链与多条轻链组成,被视为一种分子马达。
在肌肉收缩、趋化性胞质分裂、胞引作用、膜泡运输以及信号传导等生理过程中起重要作用。
目前肌球蛋白磷酸化是研究的一个热点,它对细胞的迁移、收缩、胞质分裂以及其他未知功能都有着至关重要的作用。
肌球蛋白磷酸化分为重链的嶙酸化与轻链的磷酸化。
根据国内外的最新相关研究报道,分别从肌球蛋白的结构与功能、磷酸化的作用机制、磷酸化的生物学功能以及最新研究成果等方面,对肌球蛋白的嶙酸化研究进展进行阐述。
关键词:肌球蛋白;β-抑制蛋白;肌球蛋白重链磷酸化;肌球蛋白轻链磷酸化中图分类号:Q71文献标识码:A 文章编号:1007-7847(2015)02-0154-06Progresses on Myosin PhosphorylationHAO Li-juan,KANG Zhi-qiong,MA Shang-shang,LU Peng,YAO Qin,CHEN Ke-ping*(Life Sciences Institute,Jiangsu University,Zhenjiang 212013,Jiangsu,China)Abstract :Myosin is the unit of myofibril raw silk,composed of multiple heavy chains and light chains,is regarded as a kind of molecular motors. It mainly works on muscle contraction,chemotaxis cytoplansmic* division,cell function,vesicular transport and signal transduction. Recently myosin phosphorylation is a hot topic,as it plays an important role in cell migration,contraction,cytokinesis and other unknown functions. Myosin phosphorylation is divided into heavy chain and light chain phosphorylation. According to the latest reports,it mainly elaborates the research progress on the phosphorylation of myosin on the structures and functions,the action mechanism of phosphorylation,the biological function of phosphorylation and the latest research results.Key words:myosin;β-Arrestin;phosphorylation of myosin heavy chain;phosphorylation of myosin light chain (LifeScienceResearch,2015,19(2):154-159)l肌球蛋白的结构与功能肌球蛋白主要存在于平滑肌中,它是肌原纤维粗丝的组成单位。
其分子形状如豆芽状,由多条重链与多条轻链组成。
肌球蛋白的家族较大,目前发现的肌球蛋白有24种,但依据其来源又可分为传统的肌球蛋白和非传统的肌球蛋白,如传统的肌球蛋白为肌肉的肌球蛋白,即肌球蛋白Ⅱ,但非肌肉细胞也存在肌球蛋白Ⅱ,为非肌肉肌球蛋白Ⅱ;非传统的肌球蛋白是指肌肉中不含有的肌球蛋白,如肌球蛋白I、Ⅲ、IV、V,只存在于非肌肉细胞中;肌球蛋白VⅢ、XI和XⅡ只存在于植物当中。
此外,肌球蛋白I在生物体内的作用是细胞运动,胞引作用和泡液收缩;骨骼肌肌球蛋白Ⅱ的作用是使骨骼肌肌肉收缩;肌球蛋白v主要功能是靶向小包运输和mRNA的靶向运输[1]。
在生物有机界中,利用化学含故化学势能进行机械做功的生物大分子,称为分子马达。
而肌球蛋白作为一种分子马达[2],参与了肌肉收缩、趋化性胞质分裂、胞引作用、膜泡运输以及信号传导等活动[1]。
目前研究得较多的是肌球蛋白Ⅱ,其最早发现于动物细胞的肌肉组织和细胞质中,形状如“Y”型,是一个六聚体的大分子蛋白质,包括两条相对分子质量约为220kD的重链、两条约17kD的必须轻链和两条约20kD的调节性轻链[3]。
根报重链在细胞内所起的作用,按照结构和功能不同可划分为3个区域:1)位于重链的N末端形成-个球状的头部,含有一个肌动蛋白(actin)结合位点和ATP结合位点的催化区域,负责释放化学能;2)重链的C末端则形成一个细长的a-螺旋状的尾部,尾部结构域含有决定尾部是同膜结合还是同其他的尾部结合的位点;3)连接头尾的是a-螺旋状的颈部,其与必须轻链、调钙素或类似钙调素的调节轻链相连,颈部是起到水平臂作用的区域,在这个区域中通过ATP水解将产生动力冲程,实现将化学能转化为机械能[4]。
通过对各个物种的肌球蛋白重链,轻链序列的功能结构域分别进行氨基酸水平上的多序列比对,结果发现肌球蛋白较为保守,只是个别氨基酸序列存在差异,这表明各个物种肌球蛋白磷酸化的作用机制与功能大体一致(图1)。
2肌球蛋白轻链的磷酸化由肌动蛋白-肌球蛋白(actin-myosin)相互作用介导的细胞收缩,对肌肉与非肌肉细胞的一些生理活动起着至关重要的作用,包括细胞分裂、粘连、趋化性和胞质分裂[5],其动力学活性会调控细胞收缩,调节血管渗透性,控制平滑肌细胞中的血压[6]。
2.1肌球蛋白轻链磷酸化的作用机制肌球蛋白(平滑肌与非肌肉蛋白)受肌球蛋內轻链(MLC)磷酸化调控[7]。
磷酸化的肌球蛋白是维持细胞骨架活性及细胞功能的重要效应因子[8、9]。
肌球蛋白轻链激酶(myosinlightchainkinase,ML-CK)和ROCK/ROK/Rho激酶(Rhokinase,ROCK)是在体内和体外使MLC 磷酸化的两种重要激酶通常认为,当Ca2+与钙调蛋白复合体(Calmodulincomplexes,CaM)结合后,会激活MLCK,进而ML-CK使肌球蛋白轻链20(myosinlightchain20,MLC20)上第19位的丝氨酸(Serl9)磷酸化,导致激活肌球蛋白头部的Mg2+-ATP酶(简称ATP酶)[11],该酶水解ATP产生能量会使其构象发生转变,这种构象会使肌球蛋白去结合肌动蛋白(actm),利用ATP形成一种细胞收缩的压力[12]。
相反地,用肌球蛋白轻链隣酸酶((myosinlightchainphosphatase,MLCP)使MLC去磷酸化后会使构象弯曲,结合肌动蛋白的能力下降。
MLCP是一个异源三聚体蛋白,由磷酸酶(PP1C)、肌动蛋白结合区和调节区域(MYPH以及一个20kD的小亚基(ML20)组成,但ML20的功能尚不清楚。
MLC的这种周期性的磷酸化与去磷酸化的状态,是细胞发生运动和收缩的必备条件[13]。
RhoA的效应分子ROCK-是肌球蛋白磷酸化和调节肌球蛋白功能的另一个重要调节因子,它使肌球蛋白结合肌球蛋白磷酸酶(MLCP)的位点(MBS)磷酸化[15],抑制MLCP活性,从而增加了肌球蛋白的磷酸化水平,诱导RhoA介导的应力纤维和粘着斑装配。
在平滑肌和非肌细胞中,ROCK还能直接磷酸化MLC刺激肌球蛋白收缩[16]。
对于所有的肌球蛋白,大体机制都可以解释为当肌动蛋白结合到马达区域时,马达运动由于在活性位点ATP诱导的构象发生变化引起RD(一种调控区域可以使必须轻链、调节轻链以及重链结合)旋转ln]。
RD包含着重链(heavychain,HC)的一段较长的螺旋,可以使调节轻链(regualatelightchain,RLC)和必须轻链(essentiallightchain,ELC)以反向平行的方式结合。
轻链可以稳定HC螺旋,然后作为一个较为自由的转换器,由一种构象转换为另一种构象去产生工作的动力。
2.2肌球蛋白轻链磷酸化的主要生物学功能2.2.1磷酸化对细胞迁移的调节Totsukawa等在2004年将成纤维细胞作为研究材料发现,MLCK与ROCK在调节MLC磷酸化时,在MLC所处的不同空间分布中起着不同的作用。
在细胞迁移中MLCK诱导细胞周边和前端肌球蛋白轻链磷酸化,ROCK诱导细胞中心肌球蛋内轻链磷酸化。
肌球蛋白Ⅱ在细胞周边的磷酸化有两种功能:第一,阻止由肌动蛋白多聚化产生的突触,以便于细胞迁移;第二,位于细胞周边的肌球蛋白Ⅱ磷酸化对在运动细胞的前端装配成熟的粘附结构是必需的[16]。
2.2.2磷酸化对细胞收缩行为的影响肌球蛋白Ⅱ产生的收缩力不仅为细胞的迁移提供动力,在维持细胞形态,促进伤口愈合,介导胞外基质和细胞信号转导中也起着重要的作用[16]。
Beningo等使用特异性抑制剂blebb1Stam处理后,发现抑制了肌球蛋白Ⅱ的收缩活动,同时抑制ROCK也会很大程度减少肌球蛋白Ⅱ的收缩[18]。
2.2.3磷酸化对细胞形态与凋亡的影响肌球蛋白Ⅱ的活性对于应力纤维粘着斑的形成是必需的。
ROCK使肌球蛋白结合肌球蛋白磷酸酶(MLCP)的位点(MBS)磷酸化,抑制肌球蛋白磷酸酶活性,从而增加了肌球蛋白的磷酸化水平,诱导RhoA介导的应力纤维和粘着斑装配。
而且它还与整合素介导的一些信号通路相关[16](表1)。
P114RhoGEF是一种RhoA激活剂,能结合到肌球蛋白TIA上,并起到一定的调控作用[19、20],有数据显示,P114RhoGEF能驱动上皮细胞的迁移,变形虫的运动以及肿瘤细胞的入侵[21]。
2.3肌球蛋白轻链磷酸化的最新研究成果2.3.1β-抑制蛋白调控的嶙酸化2013年ElieSimard等通过利用兔子的骨骼肌,发现β-抑制蛋白可以调控由血管紧张肽Ⅱ型la受体(ATlaR)刺激的肌球蛋白MLC的磷酸化。
β-抑制蛋白属于抑制蛋內家族,包括β-抑制蛋白-1和β-抑制蛋白-2,它可以在哺乳动物组织中广泛表达[5]。
抑制蛋白介导G蛋白耦联受体和其他一些受体的信号通路的调控,在细胞的生长、凋亡及免疫功能中都发挥了重要作用,并且与一些疾病的发病密切相关。
一些研究表明,β-抑制蛋白-1对于激活RhoA/ROCK以及迫使形成肌纤维是不可缺失的。
一些G蛋白偶联受体(GPCRs),如血管紧张肽Ⅱ型la受体(ATlaR),参与调控细胞收缩[12]。
而ATlaR的拮抗剂Ⅱ(AngⅡ)能够很好地防治血管收缩类的疾病[22]。