哺乳动物获能精子蛋白酪氨酸磷酸化研究进展

哺乳动物成熟精子是一种高度分化的生殖细胞,"获能"后具有受精能力,其中酪氨酸磷酸化过程是获能过程中非常重要的环节,参与调控获能相关的顶体反应和超激活运动。精子获能分子机理研究有助于解决临床男性不育以及男性避孕问题,同时为牲畜体外人工授精技术应用提供理论支持。目前哺乳动物获能精子蛋白酪氨酸磷酸化的分子机制研究主要集中在信号通路、蛋白质种类鉴定、影响因素等方面。     

酪氨酸磷酸化在精子获能过程中的作用

在精子细胞发生顶体反应并使卵母细胞受精之前,获能是一个重要的生理先决条件。获能是精子在雌性生殖道中进一步成熟的复杂现象,其赋予精子以增强活性的能力,使精子能够与卵母细胞透明带（ZP）相互作用,进行顶体反应并与卵母细胞质膜融合,进而完成受精过程。然而精子获能的分子机制十分复杂,目前还未完全明确,但获能后的精子会有诸多结构及生化方面的变化,如蛋白酪氨酸磷酸化、精子膜胆固醇外流、活性氧的产生及精子膜超极化。蛋白质通过磷酸化或去磷酸化调节精子获能和顶体反应等一些重要的现象,这是精子到达、结合、穿透和融合卵母细胞所必需的过程。因此蛋白磷酸化是获能的一个非常重要的过程,尤其是在酪氨酸残基处的磷酸化是获能过程中发生的最重要的事件之一,且酪氨酸磷酸化可能是细胞中信号转导途径的主要甚至是唯一的指标。作者主要针对蛋白磷酸化、精子中酪氨酸磷酸化的发现、作用和定位,以及影响获能过程中酪氨酸磷酸化的几个因素进行阐述。     

雌激素处理的奶牛乳腺上皮细胞核磷酸化蛋白质组学分析

雌激素调节多种生理过程,包括乳腺生长发育、形态发生、增殖和分化及乳蛋白的表达。许多磷酸化蛋白调节乳蛋白合成,如磷酸化Stat5和mTOR,但在乳蛋白合成的转录和翻译后水平的调节鲜有报道。为了阐述雌激素在奶牛乳腺上皮细胞中的作用机制,本试验利用双向电泳和质谱分析,鉴定了雌激素调节的细胞核磷酸化蛋白质。在雌激素处理24h后,鉴定出7个表达上调的蛋白质,包括以前报道过的甘氨酰-tRNA合成酶,属于氨基酰-tRNA合成酶家族Ⅱ;这些蛋白质涉及翻译起始因子、GTP结合的核蛋白、热休克蛋白、泛素-蛋白酶体系统。这些筛选出来的蛋白质,揭露了雌激素影响奶牛乳腺上皮细胞核磷酸化蛋白质,为进一步研究乳合成的分子机制提供一个新的途径。     

柱花草响应炭疽菌侵染的差异磷酸化蛋白质组学分析

磷酸化是重要的蛋白翻译后修饰，在调节植物免疫方面起重要作用，但目前对柱花草与炭疽菌互作的磷酸化知之甚少。本文以太空诱变柱花草抗病株系‘2001-84’和感病株系‘2001-71’为试验材料，通过非标记定量磷酸化蛋白质组学，分析了两种株系接种炭疽菌前后的差异磷酸化蛋白。结果表明：在‘2001-84’和‘2001-71’中分别有138个和106个蛋白的磷酸化丰度特异性响应炭疽菌侵染。蛋白功能与代谢通路富集分析发现两者具有明显的差异：‘2001-84’特异性磷酸化蛋白主要定位在质膜附近，参与胞内信号传导，并显著富集在MAPK级联信号通路、植物激素信号传导、病原菌互作途径等代谢通路；‘2001-71’则更多的定位于细胞器膜上，参与细胞器的分解，代谢通路只在剪接体途径显著富集。通过对‘2001-84’特异性磷酸化蛋白进一步分析，发掘了跟抗病相关的蛋白。本文研究可为后续解析柱花草抗炭疽病的分子机制和培育柱花草抗病品种提供参考。     

双向电泳检测奶牛乳腺上皮细胞核磷酸化蛋白质方法的建立

为研究不同激素或营养素对乳腺上皮细胞核磷酸化蛋白质的影响,本实验建立细胞核磷酸化蛋白质提取方法及双向电泳实验技术。结果表明,细胞核磷酸化蛋白纯化结合双向电泳技术是乳腺上皮细胞核磷酸化蛋白质组学研究的有效方法,可为进一步研究乳腺上皮细胞机理提供技术基础。     

锥虫蛋白磷酸酶研究进展

蛋白质磷酸化修饰是生物体内最普遍、最重要的翻译后修饰方式之一,被描述为细胞生理活动的"分子开关"。蛋白质的磷酸化和去磷酸化是受蛋白激酶和蛋白磷酸酶共同调控的动态生物过程,通过改变蛋白质构象从而改变蛋白质的功能,在细胞信号转导中起重要作用。论文在已有的研究基础上,综述了锥虫的磷酸化蛋白质组学以及蛋白磷酸酶的研究进展,对深入研究蛋白质翻译后修饰的功能具有重要意义。     

双向电泳分析蛋氨酸对奶牛乳腺上皮细胞核磷酸化蛋白质的影响

为了寻找奶牛乳腺上皮细胞核中与乳蛋白合成相关的重要蛋白质,从翻译水平揭示乳蛋白合成的机理,本试验应用双向凝胶电泳技术和基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)的方法,分析添加蛋氨酸后奶牛乳腺上皮细胞核磷酸化蛋白质的变化,并采用Western blotting验证。质谱分析鉴定出5个表达上调的细胞核磷酸化蛋白质,分别是葡萄球菌核酸域包含蛋白质1、甘氨酰-tRNA合成酶、Septin-6、Twinfilin-1和延长因子1-beta,这些蛋白质的功能涉及DNA转录、mRNA翻译、蛋白质合成、细胞分裂、细胞形态发生及细胞周期的调控。     

精子获能过程中蛋白酪氨酸磷酸化的研究进展

精子获能是精子发生顶体反应以及精卵结合受精前重要的生理过程,许多因素参与调节精子获能,其中精子蛋白酪氨酸磷酸化是精子运动力、精子超激活运动、精子获能等多种生理生化过程的重要调控因素。本文就目前有关精子蛋白酪氨酸磷酸化与精子获能之间的研究进展进行综述。     

猪精子获能前后细胞亚组分蛋白分离及酪氨酸磷酸化蛋白的鉴定

本研究对猪精子获能前后细胞亚组分蛋白进行分离以及对酪氨酸磷酸化蛋白进行鉴定,旨在为哺乳动物精子受精生物学研究奠定理论基础。利用动物精子体外获能培养、细胞亚组分分离技术及蛋白免疫印迹的方法,分离猪精子细胞亚组分蛋白及酪氨酸磷酸化蛋白鉴定。结果表明,猪精子经过获能培养后各项活力指标均得到显著提高,且与精子蛋白发生酪氨酸磷酸化修饰密切相关;获能精子中126、108、79ku的高分子量蛋白磷酸化程度明显高于未获能精子;分子质量约为25、47、50ku的膜蛋白及47ku胞浆蛋白发生酪氨酸磷酸化,其中25、47ku的膜蛋白酪氨酸磷酸化程度显著高于未获能精子(P<0.05);分子量约为23、37、42～50ku的核蛋白发生酪氨酸磷酸化,获能精子中23ku的核蛋白酪氨酸磷酸化程度显著高于未获能精子(P<0.05)。结果提示,猪精子细胞不同亚组分中,发生酪氨酸磷酸化修饰的蛋白以膜蛋白及核蛋白为主,同时有少量的胞浆蛋白。     

PASTA-eSTK对细菌调节作用研究进展

细菌体内的磷酸化蛋白可以使多种氨基酸如组氨酸、半胱氨酸、丝氨酸等发生磷酸化,对蛋白进行修饰,进而调节菌体生长、毒力和耐药等多种生理学功能。eSTK是位于细菌细胞膜上的一种磷酸化蛋白,具有与真核生物细胞内相似的催化反应区和细菌所特有的胞外区,这个胞外区域被称为PASTA。近年来发现,PASTA-eSTKs能够调节细菌菌体内多种物质的合成以及生命活动,包括细菌细胞壁的合成、细胞形态、细胞分裂和孢子的形成等,但在细菌的进化过程中,不同细菌产生了特有的蛋白磷酸化调节机制,因而,PASTA-eSTKs在不同的菌体所表现出来的作用也有一定差异。论文就eSTKs通过PASTA对细菌分裂等方面的调节作用进行综述,为探讨该蛋白激酶对细菌细胞分裂和形态调节作用机制提供参考。