必需氨基酸通过哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路调控乳蛋白合成的研究进展

最近的研究表明,必需氨基酸不仅可以作为合成乳蛋白的底物,还可以作为信号分子调控乳蛋白的合成.不同的必需氨基酸通过哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路调控乳蛋白合成的作用也不相同,既包括正调控作用,也包括负调控作用.研究不同必需氨基酸调控乳蛋白合成的分子机制将为提高乳蛋白合成率提供理论基础.本文综述了mTOR信号通路及必需氨基酸通过mTOR信号通路调控乳蛋白的合成的研究进展,为揭示必需氨基酸作为蛋白质合成底物及细胞信号分子在乳蛋白合成过程中的作用机制提供研究方向.     

营养素和激素通过哺乳动物雷帕霉素靶标信号通路调控乳蛋白合成

营养物质和内分泌虽能影响奶牛乳蛋白的合成,但至今这种调控作用的分子机制仍未完全阐明。本研究的目的是测定营养物质和激素是否是通过哺乳动物雷帕霉素靶标(mTOR)信号通路调控乳蛋白合成。试验从泌乳奶牛乳腺组织中分离乳腺腺泡,用含有氨基酸(AA)、葡萄糖和乙酸(GA)或催乳激素(HIP)以其混合物的培养基处理腺泡,然后测定乳蛋白合成速率和mTOR信号通路中各元件的磷酸化状态。结果发现,培养基添加AA后可使乳蛋白合成率提高50%,而单独添加GA或HIP不影响乳蛋白合成。HIP可以增强AA调控乳蛋白合成,但GA没有增强AA的这种作用。HIP可诱导蛋白激酶B发生磷酸化,而且当AA或GA存在时,HIP能增强这种磷酸化作用。AA和HIP对乳蛋白合成的促进作用与mTOR的底物磷酸化有关,即与p70核糖体蛋白S6激酶-1和真核起始因子4E(eIF4E)结合蛋白-1(4E-BP1)的磷酸化有关。结果表明,营养物质和激素可能通过mTOR信号通路调控乳蛋白合成。     

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路调控猪肠上皮细胞精氨酸转运的机制

本研究旨在基于哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路探讨猪肠上皮细胞增殖和精氨酸(Arg)转运的调控机制.在含100或350μmol/L Arg的培养基中添加(10 nmol/L)或不添加(0 nmol/L)雷帕霉素(Rap),培养猪肠上皮细胞(IPEC-J2细胞)3 d后,对细胞活力、细胞周期以及Arg转运、增殖...     

丁酸钠通过G蛋白偶联受体41介导蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路刺激牛乳腺上皮细胞增殖

本试验旨在研究丁酸钠（SB）刺激牛乳腺上皮细胞（BMECs）增殖的分子机制。采用单因素设计,以含不同浓度（0、15、30、45、60和75μmol/L） SB的DMEM/F12培养基（含10%新生胎牛血清）培养BMECs,通过细胞计数试剂盒（CCK-8）检测细胞活性,确定适宜SB浓度。然后以对照（0μmol/L）和适宜SB浓度培养BMECs,并采用蛋白激酶B (Akt)阻断剂（AKT-IN-1）、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）阻断剂雷帕霉素（Rap）或小干扰RNA(siRNA)沉默G蛋白偶联受体41(GPR41)对信号通路及受体进行处理,检测BMECs细胞增殖、凋亡以及GPR41和Akt/mTOR信号通路相关基因和蛋白表达的变化。结果表明：1）与对照组相比,60μmol/L的SB显著提高了BMECs细胞活力（P <0.05）,75μmol/L的SB显著抑制了BMECs细胞活力（P<0.05）;60μmol/L的SB极显著增加了增殖细胞核抗原（PCNA）、细胞周期蛋白A2(CCNA2)和细胞周期蛋白D1(CCND1)的mRNA相对表达量（P<0.01）,显著增加了P...     

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路影响精氨酸调控猪肠上皮细胞能量代谢的机制

本试验旨在研究哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路调控猪肠上皮细胞能量代谢的机制。用含不同浓度精氨酸(Arg)(100、350μmol/L)和雷帕霉素(RAP)(0、10 nmol/L)的DMEM-H培养基培养猪肠上皮细胞72 h后,采用Searhorse XF Analyzers检测细胞线粒体呼吸代谢指标,实时荧光定量PCR检测能量代谢相关酶的mRNA表达量,流式细胞术检测活性氧(ROS)的百分含量以及代谢组学检测代谢物的相对含量。结果表明:1)与仅含100μmol/LArg的培养基相比,添加10 nmol/L RAP至含100或350μmol/L Arg的培养基中后,细胞线粒体呼吸代谢指标基础呼吸、质子渗漏、最大呼吸、储备呼吸率和ATP生成的耗氧率均极显著降低(P0.01)。培养基中Arg浓度由100μmol/L提高到350μmol/L,除极显著提高ATP生成耗氧率(P0.01)以外,对细胞线粒体呼吸代谢其他指标无显著影响(P 0. 05)。2)与仅含100μmol/L Arg的培养基相比,在含100或350μmol/L Arg的培养基中添加10 nmol/L RAP极显著降低了糖酵解过程中相关酶的mRNA相对表达量,包括己糖激酶、丙酮酸脱氢酶、磷酸烯醇式丙酮酸激酶、柠檬酸合酶和异柠檬酸脱氢酶(P0.01),同时显著降低了脂肪酸代谢过程中脂肪酸合成酶和肉碱棕榈酰转移酶的mRNA相对表达量(P 0. 05)。培养基中Arg浓度由100μmol/L提高到350μmol/L对上述指标没有显著影响(P 0. 05)。3)与仅含100μmol/LArg的培养基相比,在含100或350μmol/L Arg的培养基中添加10 nmol/L RAP极显著降低了细胞内ROS的百分含量(P0.01),而不同浓度Arg之间则没有显著变化(P0.05)。4)与仅含100μmol/L Arg的培养基相比,在含100μmol/L Arg的培养基中添加10 nmol/L RAP显著或极显著降低了细胞提取物中丙氨酸、琥珀酸、柠檬酸、胆碱、肌醇和苏氨酸的相对含量(P0.05或P0.01),显著或极显著提高细胞提取物中亮氨酸、β-羟基异丁酸、Arg、赖氨酸、醋酸、糖蛋白和甲酸的相对含量(P0.05或P0.01)。综合上述结果可知,抑制mTOR信号通路显著抑制细胞呼吸代谢,即使增加Arg浓度也无法得到缓解,因此mTOR信号通路是Arg调控猪肠上皮细胞能量代谢的关键通路。     

营养素和激素对乳蛋白合成过程中哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路调节作用的研究进展

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)是一种非典型丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,是mTOR信号通路的重要分子。mTOR可整合氨基酸、能量和激素等多种细胞外信号,参与基因转录、蛋白质翻译等生物过程。本文总结了mTOR信号通路特点及信号途径,重点介绍了营养素(氨基酸、能量底物)和激素(主要是胰岛素)在乳蛋白合成过程中对mTOR信号通路的调节作用。     

营养素和催乳激素通过哺乳动物雷帕霉素靶点调控乳蛋白的合成

研究结果表明,营养和内分泌系统影响奶牛乳腺内乳蛋白的翻译过程,但其分子机制还不是很清楚。因此,本试验旨在研究营养素和激素通过哺乳动物雷帕霉素(mTOR)信号路径对乳蛋白合成的影响。氨基酸混合物(AA)、能量底物(葡萄糖和醋酸盐)和激素混合物(皮质醇、胰岛素和催乳素)分别或混合添加到培养乳腺腺泡(泌乳奶牛乳腺中分离)的培养媒介中,同时测定乳蛋白合成和mTOR信号路径元件的磷酸化状态。结果表明,AA单独添加时比能量底物或激素混合物单独添加时,乳蛋白的合成提高50%。乳蛋白的合成不受葡萄糖或催乳素的影响。AA能刺激乳蛋白的合成,催乳素同时添加能够进一步增强乳蛋白的合成,但葡萄糖同时添加不能增强这种作用。催乳素能够诱导蛋白激酶B的磷酸化状态,并且AA或葡萄糖同时作为底物时能够增强这种磷酸化状态。AA和催乳素在刺激乳蛋白的合成和进一步提高乳蛋白合成的同时,也提高了mTOR底物(p70核糖体蛋白S6激酶±1、真核起始因子4E(eIF4E)结合蛋白-1(4E-BP1)和4E-BP1的分化异变体)的磷酸化状态。结果暗示营养素和激素可能通过mTOR信号路径调控乳蛋白的合成。     

氨基酸调节哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合体1信号通路的分子机制

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合体1(mTORC1)信号通路能够感受一系列细胞内外环境因素的变化,如氨基酸浓度、能量水平、生长因子等进而调节细胞生长。氨基酸不仅是合成蛋白质的底物,也可作为信号分子激活mTORC1信号通路,促进蛋白质合成。溶酶体是氨基酸激活mTORC1信号通路过程中一个重要细胞器,mTORC1感应氨基酸的上游信号通路需要溶酶体相关蛋白及胞浆蛋白的参与完成。本文综述了氨基酸调节mTORC1信号通路的分子机制,为营养因子调控蛋白质合成的关键通路提供参考。     

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路与生理功能的调节研究进展

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)是调控蛋白质翻译起始阶段的一种蛋白激酶,与细胞的生长和细胞周期关系十分密切,近年来备受关注。文章就mTOR的结构,mTOR组成的上游信号和下游信号传导通路,mTOR在调节细胞增殖、促进细胞生长、参与免疫抑制和能量代谢及肿瘤发生等方面的作用进行了全面阐述,旨在为全面认识其功能并为相关疾病特别是肿瘤的治疗提供新的思路。     

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白生物学作用及机制

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)是一种高度保守的蛋白激酶,在动物的摄食、脂质和蛋白质合成、细胞自噬和衰老等方面都发挥了重要的生理作用,已成为当前生物学研究的一大热点。本文就mTOR的结构、组织分布和生理功能及作用机制进行了综述,以期为研究mTOR信号通路的作用机制提供一定的参考。     

亮氨酸或组氨酸通过哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路影响奶牛乳腺上皮细胞中酪蛋白的合成

本试验以永生化奶牛乳腺上皮细胞系为模型,单一添加不同浓度的亮氨酸或组氨酸,检测酪蛋白和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路相关基因的表达,旨在探讨亮氨酸和组氨酸通过mTOR信号通路影响酪蛋白合成的机制。以厄尔平衡溶液代替培养基,并设其为阴性对照,单一添加不同浓度的亮氨酸或组氨酸,分别采用噻唑蓝(MTT)比色法检测永生化奶牛乳腺上皮细胞12和24h的增殖;运用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测4个酪蛋白编码基因和8个mTOR信号通路相关基因mRNA表达量。结果表明:分别添加不同浓度亮氨酸或组氨酸12和24h,细胞增殖趋势一致;与阴性对照组相比,分别添加0.15~5.40mmol/L亮氨酸或0.15~9.60mmol/L组氨酸,永生化奶牛乳腺上皮细胞的数量均增加。与阴性对照组相比,当分别添加0.45~10.80mmol/L亮氨酸6h时,αs1-酪蛋白(CSN1S1)、αs2-酪蛋白(CSN1S2)和κ-酪蛋白(CSN3)基因表达均显著上调(P0.05)。当添加0.15~4.80mmol/L组氨酸6h时,CSN1S1、β-酪蛋白(CSN2)和CSN3基因表达均显著上调(P0.05)。在试验组中,当亮氨酸浓度为1.35mmol/L时,mTOR信号通路相关基因mTOR、mTOR调控蛋白(raptor)、mTOR复合物1中的绑定蛋白(GβL)、信号下游因子真核翻译起始因子4E结合蛋白1(4EBP1)和真核细胞翻译延伸因子2(eEF2)基因表达量最高。而核糖体S6蛋白激酶(S6K1)基因的表达量随着亮氨酸浓度的增加而减少。当添加组氨酸时,下游信号因子4EBP1、eEF2、真核翻译起始因子4E(EIF4E)和核糖体蛋白S6(rps6)基因的表达量随着组氨酸浓度的增加而增加,mTOR基因的表达量随着组氨酸浓度的增加而减少。在试验组中,GβL的表达量在组氨酸的浓度达到4.80mmol/L时最高;S6K1基因表达量在组氨酸的浓度达到1.20mmol/L时最高。综上所述,在乳腺上皮细胞中,亮氨酸和组氨酸能通过mTOR信号通路促进酪蛋白合成相关基因的表达。     

营养素和催乳激素通过哺乳动物雷帕霉素靶点调控乳蛋白的合成（摘要）

研究结果表明,营养和内分泌系统影响奶牛乳腺内乳蛋白的翻译过程,但其分子机制还不是很清楚。因此,本试验旨在研究营养素和激素通过哺乳动物雷帕霉素（mTOR）信号路径对乳蛋白合成的影响。氨基酸混合物（AA）、能量底物（葡萄糖和醋酸盐）和激素混合物（皮质醇、胰岛素和催乳素）分别或混合添加到培养乳腺腺泡（泌乳奶牛乳腺中分离）的培养媒介中,同时测定乳蛋白合成和mTOR信号路径元件的磷酸化状态。     

氨基酸缺乏诱导细胞自噬的哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合体C1信号通路机制研究进展

自噬是机体维持自身稳态的一种重要生理活动,当体内氨基酸或葡萄糖等营养缺乏时,细胞会启动自噬。自噬受到多种信号通路的调节,哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合体C1(m TORC1)信号通路是其中重要的一条,它可以使自噬相关基因13(Atg13)磷酸化,抑制自噬起始。本文将围绕近年来报道的氨基酸缺乏诱导细胞自噬的m TORC1信号通路,包括小G蛋白、腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)、微小RNA(miRNA)、氨基酰-tRNA合成酶在其中的作用等研究进展进行综述。     

调控乳蛋白合成信号通路的研究进展

本文概述了JAK-STAT、mTOR和GCN2-eIF2a信号通路的组成,以及其在乳蛋白合成过程中进行的调控作用和机理,对近些年来关于JAK-STAT、mTOR以及GCN2-eIF2a信号通路的相关研究进展进行了综述,为乳蛋白合成信号通路的研究提供了理论基础。