支链氨基酸对mRNA翻译起始的调控作用

综述了支链氨基酸（BCAAs）对mRNA翻译起始过程的调控及其在调控过程中信号转导机制方面的研究进展，包括翻译的起始过程，BCAAs对翻译起始过程的调节和BCAAs在调节起始过程中的信号转导机制，并就值得深入研究的问题进行了探讨。     

Ras同源蛋白A-Ras同源蛋白激酶信号转导途径对上皮细胞紧密连接的调节作用

紧密连接是上皮细胞顶端连接复合体的重要组成部分,对维持上皮细胞的屏障功能、门控功能和细胞间联系等具有重要意义。Ras同源蛋白(Rho)A-Rho激酶(ROCK)信号转导途径在紧密连接的形成和功能发挥中起着重要的作用,如:RhoA的活化是保证紧密连接功能正常发挥的重要起始过程,而RhoA失衡、RhoA过度活化则会导致紧密连接的解聚;RhoA-ROCK信号转导途径能通过影响紧密连接蛋白的合成与定位从而调节上皮细胞间隙通透性;另外,RhoA信号能通过调节肌动蛋白细胞骨架收缩、直接调节连接膜蛋白等机制影响上皮细胞间隙通透性。本文拟就上皮细胞紧密连接结构、功能及RhoA-ROCK信号转导途径对其调控作用进行综述。     

睾丸发育与精子发生相关miRNAs的研究进展

miRNAs是一类广泛存在于真核生物中参与调节不同生物过程的非编码小RNA,可在转录后特异结合mRNAs 3'非翻译区降解靶mRNAs或抑制其翻译,调控其表达。miRNAs对精子发生的细胞特异性调控,对调节雄性生殖具有重要意义。本文概述了miRNAs的生物合成、作用机制,特别是miRNAs对睾丸组织发育及精子发生的表达调控,旨在为进一步深入研究miRNAs在雄性生殖中的作用及分子调控机制提供参考。     

氨基酸对基因表达的影响

氨基酸除了作为蛋白质合成底物外 ,氨基酸在体内还发挥着其它重要的营养生理功能 ,例如作为糖异生的底物、作为神经递质和信号转导的前体及蛋白质周转的调节剂等。然而 ,大量研究证实氨基酸还作为营养信号分子调控着许多调节细胞功能和氨基酸代谢的基因的表达。氨基酸主要是通过影响DNA的转录和mRNA的稳定性和翻译而调控基因的表达。但是 ,氨基酸调控基因表达的分子机制仍然不十分清楚     

家蚕滞育生理及其分子调控机制研究进展

滞育是昆虫等动物应对周期性不利环境表现出的一种发育停滞的生理过程。家蚕既是重要的经济昆虫,也是鳞翅目模式生物,研究家蚕滞育生理及分子调控机制,对于理解昆虫的发育生理与适应性进化以及制定农林害虫防治策略等都有重要的理论和实践意义。国内外学者的研究证实,家蚕滞育是环境因素与遗传因素共同作用的结果,当环境信号被蚕体感知后转化形成滞育信号,再经复杂的信号转导途径,通过激素调节和营养物质储备与代谢的调控,使家蚕体内建立起适应滞育的生理代谢体系。近年来的研究进一步表明,家蚕滞育激素受体蛋白、热休克蛋白以及磷酸化作用参与的基因表达调控是家蚕滞育重要的分子调控机制,与滞育的起始、维持、终止密切相关。本文系统概述了上述家蚕滞育生理机制与分子调控机制的研究成果。     

脂肪酸对基因表达的影响及调控

脂肪酸是一类重要的营养物质,是动物体内的能量来源,同时也是生物膜的组成成分,在细胞生化过程中也同样起着重要作用。研究发现,脂肪酸可通过对基因表达的影响,对代谢、生长发育以及细胞分化发挥重要的调控作用。真核生物基因表达的调控大致可分为转录前、转录、转录后、翻译和翻译后等5个阶段的调控。脂肪酸通过细胞膜受体信号途径和转录因子活化途径调节基因表达,而多不饱和脂肪酸主要从基因转录和mRNA的稳定性两个方面调节基因表达。文章综述了脂肪酸,尤其是多不饱和脂肪酸对基因表达的影响及调控机制。     

Toll样受体信号转导的负调控机制研究进展

Toll样受体(TLRs)为模式识别受体的一员,是介导天然免疫及病原体信号转导与细胞活化信号转导的重要跨膜信号传递受体。研究发现许多负向调节蛋白通过靶向TLRs信号通路的关键信号分子,干扰信号转导途径中连接复合体形成、泛素化降解信号通路中接头蛋白、转录调控等不同方式负向调控TLRs信号通路,及时抑制TLRs信号,维持机体的免疫平衡。论文就TLRs信号转导途径及其负调控机制进行了综述。     

乳腺内氨基酸调控乳蛋白合成的分子作用机制

作为维持哺乳动物生命活动重要的"生物工厂",乳腺利用从流经血液中摄取的氨基酸等营养物质为底物合成乳蛋白。研究证实,氨基酸还可作为一种信号因子,通过乳腺内多种信号级联传导通路,调控乳蛋白基因的转录及翻译过程,从而影响乳腺中乳蛋白的合成。酪氨酸蛋白激酶-信号转导子和转录激活子(JAK-STAT)信号通路和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(m TOR)信号通路是乳蛋白基因转录和翻译过程中的主要调控路径。本文综述了乳腺JAKSTAT和m TOR信号通路的分子机制及氨基酸通过这些通路调控乳蛋白合成的研究进展,旨在进一步阐明氨基酸调控乳蛋白合成的作用机理。     

垂体促性腺激素表达的受体后信号转导机制

对促性腺激素释放激素(GnRH)作用机制的研究是一个重要领域。文章综述了国内外GnRH的研究进展,认为GnRH与受体(Rs)结合后,要通过一系列的信号转导,调节和控制促卵泡激素(FSH)和黄体生成素(LH)的合成和分泌。GnRH受体后信号转导途径主要是通过3大信号转导系统完成的:环磷酸腺苷(cAMP)信号转导系统、蛋白激酶C(PKC)信号转导系统和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号转导系统。cAMP信号转导通路和PKC信号转导通路都属于G蛋白偶联的信号通路,二者最后都要通过激活MAPK信号转导系统来完成调控。这为进一步研究GnRH作用机制提供了依据,同时讨论了存在的问题,并对下一步的研究方向做出展望。     

microRNA在反刍动物中的研究进展

微小RNA(microRNA,miRNA)是一类长度在22个核苷酸左右的小分子非编码RNA,通过与3'端非翻译区的碱基配对靶向调节mRNA的表达从而抑制其翻译或降解。miRNA广泛存在于动物和植物中,可以参与调节多种发育调控和生物学过程,本文在总结miRNA的来源、作用机制、预测方法及其基因表达与功能的基础上,综述了其在反刍动物中的研究进展。     

家蚕Poly(A)结合蛋白基因BmPABP的克隆及序列与功能分析

Poly(A)结合蛋白[Poly(A)-binding protein,PABP]是广泛存在于真核生物细胞内的一类高保守性蛋白,通过与Poly(A)的结合形成翻译起始复合物调节mRNA的稳定性和翻译效率。利用RT-PCR方法克隆了家蚕Poly(A)结合蛋白基因Bm-PABP,该基因含有4个外显子,开放阅读框(open reading frame,ORF)长度为1 812 bp,编码603个氨基酸,具有4个典型的RNA识别模体(RNA recognization motif,RRM)和1个保守的C末端结构域。基因芯片数据分析显示,BmPABP在家蚕5龄第3天幼虫各组织以及5龄第4天至化蛾阶段具有高水平的转录表达。构建基于家蚕Actin4启动子的瞬时转染载体pSLA4-Bm-PABP,将其与携带有荧光素酶报告基因的pSLA4-LUC质粒分别按1∶1和2∶1的摩尔比混合后共转染昆虫Sf9细胞,于转染后72 h检测荧光素酶活性,结果显示荧光素酶的活性较对照分别提高了11.9倍和7.5倍。研究结果初步证实了BmPABP具有促进目的基因表达的功能,同时提示利用BmPABP有望提高外源基因在转基因家蚕中的表达水平,可应用于家蚕生物反应器研究。     

Regulation of mTORC1 by amino acids in mammalian cells: A general picture of recent advances

The mechanistic target of rapamycin complex 1 (mTORC1) integrates various types of signal inputs, such as energy, growth factors, and amino acids to regulate cell growth and proliferation mainly through the 2 direct downstream targets, eukaryotic translation initiation factor 4E-binding protein 1 (4EBP1) and ribosomal protein S6 kinase 1 (S6K1). Most of the signal arms upstream of mTORC1 including energy status, stress signals, and growth factors converge on the tuberous sclerosis complex (TSC) − Ras homologue enriched in brain (Rheb) axis. Amino acids, however, are distinct from other signals and modulate mTORC1 using a unique pathway. In recent years, the transmission mechanism of amino acid signals upstream of mTORC1 has been gradually elucidated, and some sensors or signal transmission pathways for individual amino acids have also been discovered. With the help of these findings, we propose a general picture of recent advances, which demonstrates that various amino acids from lysosomes, cytoplasm, and Golgi are sensed by their respective sensors. These signals converge on mTORC1 and form a huge and complicated signal network with multiple synergies, antagonisms, and feedback mechanisms.     

支链氨基酸调控机体糖代谢的研究进展

支链氨基酸是体内最丰富的必需氨基酸,包括亮氨酸﹑异亮氨酸和缬氨酸。支链氨基酸具有促进蛋白质合成、提高机体免疫力和促进胚胎发育等生理功能。支链氨基酸在机体糖代谢调节中发挥着重要作用,其可以通过调控机体胰岛素的分泌﹑胰岛素的敏感性以及葡萄糖转运载体的表达和易位等方式调控糖代谢。本文对支链氨基酸在体内的代谢途径及其调控机体糖代谢的途径进行综述。     

亮氨酸和缬氨酸在绵羊骨骼肌和肾组织中的分解代谢

本研究测得5头15月龄体重33.5±2.5千克的美利奴羯羊血浆、骨骼肌和肾组织中游离分支氨基酸含量为:缬氨酸含量>亮氨酸含量)异亮氨酸含量。组织中游离分支氨基酸含量略高于血浆中含量。不同组织(骨骼肌和肾)中分支氨基酸转氨酶(EC 2.6.1.42)在作用底物(亮氨酸或缬氨酸)相同时的Km值相近似,但Vmax却呈现较大的差异。组织中游离亮氨酸和缬氨酸在不同含量水平下的转氨基分解量显著不同(P<0.01)。当组织中游离亮氨酸和缬氨酸含量在1.5～5倍于正常组织水平范围内变化时,分解量的增加幅度为0.5～3倍。实验结果初步表明,酶的活性诱导作用是绵羊组织中分支氨基酸代谢性拮抗作用机制之一。     

家蚕滞育激素受体基因(BmDHR)的分子克隆及定量分析

家蚕滞育激素受体(BmDHR)能特异性地识别滞育激素(DH),参与滞育激素信号的转导,在家蚕滞育发动过程中发挥重要作用。采用RT-PCR方法克隆出BmDHRcDNA,其开放阅读框长1 311 bp,编码436个氨基酸,属于一种G蛋白偶联受体,含有7个跨膜结构域。同源性及系统进化分析表明,BmDHR蛋白序列与玉米夜蛾性信息素合成激活肽受体(HzPBANR)和家蚕性信息素合成激活肽受体(BmPBANR)蛋白序列具有较高的同源性,分别为46.0%和40.9%。定时半定量分析显示,BmDHR基因表达水平在不同条件催青的二化性5龄幼虫、蛹体中存在差异。     

家蚕真核翻译起始因子3f基因结构与表达研究

在对家蚕5龄丝腺cDNA文库测序的过程中,发现一个编码家蚕翻译起始因子基因(eIF3f)的EST序列。利用电子克隆、3′RACE(3′rapid amplification of cDNA ends)方法克隆了家蚕eIF3f基因cDNA序列全长,命名为eIF3f(GenBank登录号为DQ868530)。家蚕eIF3f基因cDNA全长为1 009 bp,由870 bp的开放阅读框序列(openreading frame,ORF)、55 bp的5′端非翻译区序列(5′-UTR)和65 bp的3′端非编码区序列(3′-UTR)组成,编码289个氨基酸。氨基酸序列比较分析显示,家蚕eIF3f与其他物种的eIF3f都具有翻译起始功能所必需的JAB_MPN结构域。家蚕eIF3f基因组结构分析:该基因由5个外显子和4个内含子组成;5′调控序列存在E74A、DFD、DRI等多个潜在的转录因子结合位点,但没有TATA盒启动子序列。家蚕eIF3f基因的表达在不同组织和不同发育时期存在差异,eIF3f是一种负调控翻译起始因子。研究结果有助于进一步研究真核翻译起始因子的相关基因调控规律。     

槲皮素对猪肠上皮细胞利用蛋白质的作用机制

本试验旨在研究槲皮素促进猪肠上皮细胞利用蛋白质的作用及机制。猪肠上皮细胞孵育48 h后试验组分别用含0.1、0.2、0.4、0.8和1.6 mg/L槲皮素的二甲基亚砜(DMSO)溶液处理72 h,对照组采用0.2%DMSO处理。采用二喹啉甲酸(BCA)测定受试细胞中蛋白质的含量;采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法测定氨基酸和小肽转运载体以及哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路相关基因的mRNA相对表达量;采用Western blot法测定mTOR信号通路相关基因的蛋白表达。结果表明:与对照组相比,1)0.4和0.8 mg/L槲皮素均极显著增加猪肠上皮细胞中蛋白质的含量(P<0.01)。2)1.6 mg/L槲皮素极显著提高猪肠上皮细胞中兴奋性氨基酸转运载体1(EAAC1)、谷氨酰胺载体2(ASCT2)、氨基酸转运载体A2(ATA2)、L型氨基酸转运载体2(LAT2)、阳离子氨基酸转运载体1(CAT1)、b 0,+系统氨基酸转运载体(rBAT)、y+L系统氨基酸转运载体1(y+LAT1)、y+L系统氨基酸转运载体2(y+LAT2)和寡肽转运载体1(PepT1)mRNA相对表达量(P<0.01)。3)0.4 mg/L槲皮素极显著降低猪肠上皮细胞中结节性硬化复合物1(TSC1)mRNA相对表达量(P<0.01);0.8 mg/L槲皮素极显著增加mTOR和核糖体蛋白S6(RPS6)mRNA相对表达量并极显著降低TSC1 mRNA相对表达量(P<0.01);1.6 mg/L槲皮素极显著增加mTOR、真核起始因子4E结合蛋白1(4E-BP1)、真核细胞翻译起始因子4E(eIF4E)、真核细胞翻译起始因子4B(eIF4B)、真核细胞翻译起始因子4A(eIF4A)和RPS6 mRNA相对表达量(P<0.01)。4)0.1和1.6 mg/L槲皮素极显著提高猪肠上皮细胞中mTOR、eIF4E和eIF4A蛋白表达量并极显著降低4E-BP1蛋白表达量(P<0.01)。由此可见,槲皮素可通过调控氨基酸转运载体、小肽转运载体及mTOR信号通路相关基因的表达来促进猪肠上皮细胞对蛋白质的利用。