【肌動蛋白及結(jié)合蛋白研究進展6100字（論文）】

肌動蛋白及結(jié)合蛋白研究進展研究目錄TOC\o"1-3"\h\u一、肌動蛋白及結(jié)合蛋白 1（一）肌動蛋白 1（二）結(jié)合蛋白 1二、肌動蛋白及結(jié)合蛋白的研究進展 1（一）肌動蛋白及結(jié)合蛋白的組織表達特異性 1（二）肌動蛋白體內(nèi)聚合與調(diào)節(jié) 2（三）肌動蛋白及結(jié)合蛋白的生物學(xué)功能 3（四）肌動蛋白及結(jié)合蛋白的研究及鑒別方法 4（五）細胞核肌動蛋白的結(jié)合蛋白和相關(guān)蛋白 5三、小結(jié)和展望 6參考文獻 8一、肌動蛋白及結(jié)合蛋白（一）肌動蛋白蛋白是人體當(dāng)中不可缺少的一類物質(zhì)，其中肌動蛋白更是細胞分裂、運動、遷移、形態(tài)維持、生長等重要生理活動的基礎(chǔ)。肌動蛋白在動物和植物體內(nèi)都有存在，但是在不同類型的生物體當(dāng)中存在的方式并不相同，而且起到的作用也并不相同，在動植物體內(nèi)肌動蛋白通常是以單體、低聚物和聚合物的形式與細胞內(nèi)結(jié)合蛋白結(jié)合。在動植物體內(nèi)肌動蛋白有著不同的生理功能，存在與不同的形式當(dāng)中，其起到的作用也并不相同。自從1970年以來，對于肌動蛋白的研究就在不斷深入，對于細胞核內(nèi)的肌動蛋白作用研究也逐步明顯，特別是隨著醫(yī)療衛(wèi)生水平的提高，各種疾病治療的效果更是進一步提升，近年來，對核肌動蛋白功能的研究取得了很大進展。（二）結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白存在與動植物體內(nèi)，但是其存在的方式與其他的蛋白存在極大的不同，結(jié)合蛋白通常很少以單體的形式存在，結(jié)合蛋白更多的是與其他類型的蛋白結(jié)合，在蛋白當(dāng)中起著一個重要的輔助作用。在動植物體內(nèi)結(jié)合蛋白通?？梢赃M行分離，通過改變其共價或非共價方式。來改變其存在的形式。結(jié)合蛋白除了由氨基酸組成的多肽蛋白質(zhì)外，沒有稱為簡單蛋白質(zhì)的非蛋白質(zhì)成分。脂肪酸結(jié)合蛋白是一種低分子量的細胞質(zhì)蛋白。它在長鏈脂肪酸的吸收、運輸和代謝調(diào)節(jié)中起著重要作用。哺乳動物結(jié)合蛋白具有組織特異性。結(jié)合蛋白在心肌、小腸等組織和細胞中有9種表達。近年來，在基本了解結(jié)合蛋白的分布和生物學(xué)特性的基礎(chǔ)上，對結(jié)合蛋白的臨床應(yīng)用進行了越來越多的研究。已有研究表明，結(jié)合蛋白檢測對高脂血癥、急性心肌梗死、腦梗死和小腸缺血性病變的診斷具有重要價值。本文綜述了近年來結(jié)合蛋白測定及臨床應(yīng)用的研究進展。二、肌動蛋白及結(jié)合蛋白的研究進展（一）肌動蛋白及結(jié)合蛋白的組織表達特異性擬南芥中有10個肌動蛋白基因家族，其產(chǎn)生的原因尚不清楚。這可能包括復(fù)制散布在四條染色體（1、2、3、5）上的小基因片段或重要的基因組重排。師書玥（2019）通過對肌動蛋白基因家族的系統(tǒng)分析，將其分為營養(yǎng)肌動蛋白和生殖肌動蛋白，肌動蛋白的表達具有組織特異性。在大多數(shù)組織和器官中，常常同時表達兩種以上的肌動蛋白亞型。對雙子葉花椰菜中肌動蛋白的研究發(fā)現(xiàn)，雙子葉中的肌動蛋白主要集中在下胚軸上，而子葉中的肌動蛋白含量很低。在種子萌發(fā)過程中，肌動蛋白的表達增加了5倍。雷蕾（2018）發(fā)現(xiàn)了四種同源類型的肌動蛋白，其中兩種是瞬時的，兩種是穩(wěn)定的。對單子葉玉米的研究表明，肌動蛋白分布在種子的各個部位，但主要集中在下胚軸上。在干燥種子中，PI值在5.0、5.1和5.2之間至少存在三個差異，并且表達隨種子吸水時間而變化。豌豆中已知的三個異型肌動蛋白基因在根、莖、葉、卷須、花粉和幼果中表達，但在發(fā)育和表達強度上存在差異。有顯著性差異和組織特異性。（二）肌動蛋白體內(nèi)聚合與調(diào)節(jié)細胞骨架參與植物的許多動態(tài)生理過程。由肌球蛋白和肌動蛋白基因家族組成的分子馬達在將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能方面起著重要作用。王玥（2016）研究發(fā)現(xiàn)許多重要的生理過程依賴于單體肌動蛋白的聚合、聚合物微絲網(wǎng)絡(luò)的形成和定位、微絲的解聚以及單體肌動蛋白庫的維持。許多肌動蛋白結(jié)合蛋白在肌動蛋白聚合和解聚的動態(tài)變化中起著重要的調(diào)節(jié)作用，包括單體結(jié)合蛋白（prdflin）、肌動蛋白成核因子（arp2/3，formin）、肌動蛋白解聚因子（adf/cdflin）。昆蟲結(jié)合蛋白由嗅覺旁的支持細胞合成并釋放到嗅淋巴中，是一種小分子（14-17kda）水溶性微酸球蛋白（pH約5.0），與進入觸角的脂溶性氣味物質(zhì)結(jié)合，承擔(dān)信息化合物的運輸和卸載。范芮銘（2017）指出昆蟲識別環(huán)境氣味是昆蟲特異性生化反應(yīng)的第一步，在昆蟲與外界的信息交換中起著重要作用。昆蟲結(jié)合蛋白一般由135～220個氨基酸組成，種間序列相似性差，但在典型的結(jié)合蛋白結(jié)構(gòu)中保留了6個半胱氨酸位點，第二～第三個半胱氨酸之間有3個氨基酸。第五個和第六個半胱氨酸之間有八種氨基酸。由這六個保守的半胱氨酸形成的蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)中的三對二硫鍵在蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)中起著穩(wěn)定作用，例如在CSY、-csys4和-csys4之間形成的三個二硫鍵。家蠶bmorpp中的Csyolcsy108和csyr7-csyu7分別與ax1和3、3和6、5和6螺旋槳相連。還有一類非典型結(jié)合蛋白具有6個或更多或更少的保守半胱氨酸位點，分別稱為+c-obp和plusc-obp。一般認為，結(jié)合蛋白的主要功能是首先識別和溶解環(huán)境中的脂溶性氣味分子，然后通過感覺淋巴細胞將這些氣味分子轉(zhuǎn)運到ors。激活整個嗅覺信號傳導(dǎo)過程。（三）肌動蛋白及結(jié)合蛋白的生物學(xué)功能肌動蛋白的動態(tài)變化是信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的重要一步，來自不同信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的蛋白質(zhì)可以通過直接作用于肌動蛋白來改變細胞結(jié)構(gòu)，大量肌動蛋白結(jié)合蛋白與肌動蛋白單體、纖維肌動蛋白和肌動蛋白束相互作用，誘導(dǎo)細胞內(nèi)動態(tài)性質(zhì)的變化。它被多種肌動蛋白亞型的表達強烈放大。秦飛宇，宋海桐，張昕（2019）從細胞核到頂端的距離是固定的，細胞核末端的肌動蛋白束阻止它移動到末端。當(dāng)根毛生長受到抑制時，細胞核會隨機移動到其他部位，細胞核的運動也需要肌動蛋白微絲的功能骨架?；ǚ酃苌扉L是高等植物有性生殖的關(guān)鍵過程。植物肌動蛋白在花粉管伸長調(diào)控中的中心位置已被廣泛證實。研究表明，肌動蛋白在花粉管伸長的調(diào)控中起著重要的核定位作用。葉綠體的光遷移和高爾基復(fù)合體小泡的運輸。吳南芳（2016）等人已經(jīng)證明，肌動蛋白微絲網(wǎng)絡(luò)在假設(shè)的干內(nèi)皮重力細胞中非常豐富。在細胞分裂后期，子細胞膜的形成、擬南芥毛狀體的形成和棉纖維的伸長均表現(xiàn)為肌動蛋白的調(diào)節(jié)。自從提出了結(jié)合蛋白在昆蟲嗅覺識別中的特殊功能假說，王慧（2018）認為結(jié)合蛋白具有以下功能：外周濾過功能。氣味分子識別過程中某些氣味分子的選擇性結(jié)合以及氣味分子濃度過高時結(jié)合蛋白濃度的降低可能抑制受體敏感性的降低。因為PBP可以過濾非信息素分子。結(jié)合蛋白可用作溶劑和載體，通過親水性淋巴傳遞氣味。它能溶解感覺淋巴中的氣味分子，并攜帶脂溶性氣味分子。結(jié)合蛋白幫助氣味分子到達嗅覺受體蛋白，促進信號的快速傳遞?；舻希?019）研究指出降解氣味分子并使氣味分子失活。結(jié)合蛋白可以將氣味分子轉(zhuǎn)移到嗅覺受體，然后迅速激活它們，然后迅速降解它們。能及時清除受體相關(guān)信息素，維持受體活性。結(jié)合蛋白也來自昆蟲觸角以外的不同組織部位，這意味著結(jié)合蛋白可能發(fā)揮其他尚未發(fā)現(xiàn)的重要功能。到目前為止，科學(xué)家們能夠證實的是，親脂性氣味分子首先被識別和結(jié)合，然后通過感覺淋巴細胞運輸?shù)侥康牡匦嵊X受體。至于作用過程，一些研究表明，OBP到達膜結(jié)合受體時釋放配體，然后配體激活嗅覺受體；還認為OBP和氣味分子的結(jié)合復(fù)合物激活膜結(jié)合受體。當(dāng)然，OBP也在昆蟲的其他組織中表達，并可能發(fā)揮其他重要作用。OBP可單獨或與自身結(jié)合，或與其他OBP形成二聚體后與氣味分子結(jié)合。例如，岡比亞按蚊的obp1和obp4可以形成二聚體共表達。20世紀80年代至90年代，利用同位素標(biāo)記信息素和聚丙烯凝膠電泳技術(shù)研究了鱗翅目昆蟲（包括復(fù)音蛾、毒蛾、煙草蛾和卷心菜蛾）氣味分子結(jié)合蛋白的功能。轉(zhuǎn)移和放射自顯影。這種方法的缺點是簡單，安全性差，實驗結(jié)果不穩(wěn)定。有幾種方法可以測定蛋白質(zhì)結(jié)合的外部氣味分子。在這些方法中，競爭熒光鍵合實驗是目前應(yīng)用最廣泛的方法。該方法利用氣味分子與高效熒光特異性探針和靶蛋白的競爭結(jié)合來確定OBP和氣味分子之間的特異性結(jié)合強度。它可以過濾特定的氣味物質(zhì)或信息素，簡單實用。該方法安全可靠，已廣泛用于測定OBP與氣味分子的結(jié)合能力。（四）肌動蛋白及結(jié)合蛋白的研究及鑒別方法以玉米花粉為原料，采用硫酸銨分離沉淀法，結(jié)合各種色度法精制了筋動蛋白質(zhì)。用粘度法測定玉米花粉的體外聚合性能。通過克隆豌豆肌運動蛋白質(zhì)亞型基因，通過gfp融合和體外表現(xiàn)來研究其理化學(xué)性質(zhì)。趙子婷（2016）等人通過熒光環(huán)肽微注射法在同一區(qū)域觀察到兩種不同的纖維結(jié)合蛋白質(zhì)。顯示了肌動蛋白在細胞板形成中的重組。為闡明肌動蛋白在植物有絲分裂和細胞質(zhì)運動中的作用提供了新的途徑。趙拴平（2018）等人對基因研究從而進一步發(fā)現(xiàn)，在雄性水龍觸角中發(fā)現(xiàn)了16kDa的信息素結(jié)合蛋白和4個等電點。它是一種可溶性蛋白質(zhì)，與女性信息素特異性結(jié)合，存在于毛發(fā)傳感器的淋巴中。這是昆蟲obp的首次發(fā)現(xiàn)，開啟了結(jié)合蛋白的研究，成為近年來昆蟲化學(xué)生態(tài)學(xué)研究的熱點。昆蟲觸角受體淋巴中的結(jié)合蛋白濃度很高，可分為pbp和普通結(jié)合蛋白，其中g(shù)結(jié)合蛋白可分為普通結(jié)合蛋白Ⅰ和普通結(jié)合蛋白Ⅱ；另一類被稱為天線特異性蛋白，最初在西方蜜蜂中發(fā)現(xiàn)，包括asp1和asp2天線特異性蛋白。pbps主要檢測雌性釋放的性信息素，并分布在毛細血管傳感器中；g結(jié)合蛋白主要檢測環(huán)境信號中的氣味物質(zhì)，如分布在錐形傳感器中的植物揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)。近年來，越來越多的昆蟲結(jié)合蛋白被鑒定出來。隨著基因組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)的迅速發(fā)展，郝煥鳳（2016）利用這些技術(shù)發(fā)現(xiàn)了許多結(jié)合蛋白，如膜翅目、意大利蜜蜂A.21等。在果蠅雙翅目和中華按蚊基因組中分別鑒定出近60種結(jié)合蛋白和64種obp。共鑒定出25種結(jié)合蛋白。在直翅目亞洲Oedaleusasiaticus的觸角中鑒定出15種結(jié)合蛋白。在棉鈴蟲觸角轉(zhuǎn)錄組中鑒定出26種結(jié)合蛋白，在家蠶基因組中發(fā)現(xiàn)40多種結(jié)合蛋白。在同翅目昆蟲中也發(fā)現(xiàn)了許多結(jié)合蛋白，例如，程思源（2018）在豌豆蚜蟲中發(fā)現(xiàn)了十幾種以上的結(jié)合蛋白。結(jié)合蛋白序列的相似性差異很大，有的在90%以上，有的在10%以下，特別是不同目、種的結(jié)合蛋白。（五）細胞核肌動蛋白的結(jié)合蛋白和相關(guān)蛋白與細胞質(zhì)肌動蛋白一樣，核肌動蛋白必須與稱為ABP的小蛋白質(zhì)形成復(fù)合物。它們通過單體結(jié)合、解聚和包衣來調(diào)節(jié)肌動蛋白纖維的伸長或縮短。膠溶蛋白家族成員在肌動蛋白纖維的脊髓端具有切割和帽狀活動。周小南（2021）研究發(fā)現(xiàn)肌動蛋白和凝膠蛋白之間的相互作用受Ca2+濃度的調(diào)節(jié)。當(dāng)Ca2+濃度大于1umol/L時，長f肌動蛋白可被切割成碎片，使細胞質(zhì)從凝膠狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z狀態(tài)。C-ab1也是一種鈣依賴性肌動蛋白結(jié)合蛋白。其C-末端包含一個肌動蛋白結(jié)合位點、三個核定位信號和一個與RNA聚合酶C-末端重復(fù)結(jié)構(gòu)域（CTD）的相互作用位點C-Abl磷酸化CTD上的酪氨酸殘基，并參與RNA聚合酶介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)錄延伸。周婧（2016）研究中指出肌動蛋白單體結(jié)合蛋白是一類小分子蛋白，包括profilin、β胸腺肽和ADF/cofilin家族。在許多細胞中，G-肌動蛋白的濃度相當(dāng)高。理論上，這些單體應(yīng)在該濃度下自動聚合，但實際情況并非如此。由于ABP和肌動蛋白單體之間形成1:1復(fù)合物，從而阻止肌動蛋白單體之間的聚合，因此profilin是一種分子量為12-15kd的基本小分子多肽，對肌動蛋白具有雙重作用。它不僅能促進肌動蛋白F的聚合，而且能阻止肌動蛋白纖維的組裝。最近的研究表明，profilin促進F-肌動蛋白的聚合并參與mRNA的剪接。β-胸腺肽是一種5kd小分子蛋白，易在細胞核內(nèi)擴散。侯彩平（2017）研究說明Cofilin是ADF/Cofilin家族中的一種低分子量18kd肌動蛋白結(jié)合蛋白。它由138～156個氨基酸組成。在pH<7時，它與肌動蛋白具有pH敏感的相互作用。1H時形成可擴散的肌動蛋白-肌動蛋白復(fù)合物。當(dāng)pH>7.1時，肌動蛋白和F-肌動蛋白裂解并阻斷肌動蛋白單體。球蛋白家族是產(chǎn)生機械力的蛋白質(zhì)家庭之一。確定于哺乳類動物身上存在的的7種球蛋白，其N端包括高度保存的運動區(qū)域，即ATP結(jié)合部位和ATP感受性球蛋白結(jié)合部位。其特征是水堿結(jié)合和ATP水解的機械力。球蛋白I是存在于細胞核和細胞質(zhì)中的單頭球蛋白。最近，吳從英（2019）等人發(fā)現(xiàn)了只存在于細胞核中的同種異體球蛋白I。肌球蛋白質(zhì)I在小白鼠的第11個染色體上由相同的遺傳因子編碼，但是翻譯起點比最初的氨基酸早16個氨基酸。這16種氨基酸在細胞核中確定了球蛋白I的異型，并將其與現(xiàn)有的球蛋白I（稱為核肌球蛋白I）結(jié)合區(qū)分開來。肌動蛋白相關(guān)蛋白（Actin-relatedproteins，ARPS）是近年來在許多生物體中發(fā)現(xiàn)的一個新的蛋白質(zhì)家族。根與傳統(tǒng)肌動蛋白的同源性最初被鑒定并分為10個家族，稱為arp1-~0119。ARP有一個類似于肌動蛋白的折疊結(jié)構(gòu)域，特別是許多可以與ATP結(jié)合的氨基酸殘基，陳曉雷（2018）認為ARP可能具有ATP依賴性地調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)構(gòu)象的能力1201。Arp1~3分布在所有的真核細胞中，其子細胞的位置與肌肉蛋白相同。Arp1和肌動蛋白的同源性為45%。那是ARP家族中唯一合成短纖維的蛋白質(zhì)。ARP2和ARP3復(fù)合體在控制真核生物肌動蛋白的動態(tài)平衡方面起著核心作用。這些可以使筋動蛋白質(zhì)聚合，覆蓋筋動蛋白質(zhì)纖維的末端，形成交聯(lián)筋運動蛋白質(zhì)21纖維的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。Arp4～10分布在細胞核內(nèi)，與肌動蛋白同源性為17%~30%。ARP4、ARP5、ARP7、ARP8和ARP9是染色質(zhì)修飾復(fù)合物和谷氨酸乙?；?去乙?；瘡?fù)合物的一部分。三、總結(jié)和展望肌動蛋白作為一種結(jié)構(gòu)蛋白，不僅參與細胞核骨架和染色質(zhì)骨架的組成，而且參與細胞核的形成。更重要的是，作為一種功能蛋白，它參與了染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控。因此，在DNA復(fù)制、RNA修復(fù)、RNA處理和轉(zhuǎn)運、基因表達和細胞周期等生物學(xué)活動中，肌動蛋白、肌動蛋白結(jié)合蛋白和肌動蛋白相關(guān)蛋白的功能研究仍需進一步重視。建立一個更好的細胞內(nèi)和體外實驗系統(tǒng)，闡明肌動蛋白在細胞核內(nèi)的生理現(xiàn)象和調(diào)控過程，進一步探討肌動蛋白作用的確切分子機制，應(yīng)是一個重要的目標(biāo)。由于結(jié)合蛋白的廣泛分布及其在細胞生理活動中的重要作用，其在臨床診斷中的應(yīng)用價值遠遠超出了本文的研究范圍。目前，對于各種蛋白性質(zhì)及功能的研究有了新的進展。肌動蛋白及結(jié)合蛋白檢測在疾病診斷、預(yù)防性監(jiān)測和預(yù)后預(yù)測等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，目前醫(yī)學(xué)對于肌動蛋白及結(jié)合蛋白認識和研究還不夠深入，對于其價值還可以進行進一步的開發(fā)，為了更好的提升肌動蛋白及結(jié)合蛋白的醫(yī)療作用，將肌動蛋白及結(jié)合蛋白運用于臨床是下階段的主要研究目標(biāo)。相信在科學(xué)界和醫(yī)學(xué)界的共同努力下，肌動蛋白及結(jié)合蛋白的研究必將取得更大的突破，在為了將有一個更好的發(fā)展前景。參考文獻師書玥，李麗娟，寇浩瑋,等.凝溶膠蛋白基因的生物學(xué)功能及其應(yīng)用研究進展[J].基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué)，2019，38(7):8.雷蕾，刀慶，牛成慧,等.酸性調(diào)寧蛋白的研究進展[J].中國比較醫(yī)學(xué)雜志，2018，28(7):5.王玥，孟曉娜，賈曉宇,等.肌動蛋白結(jié)合蛋白細絲蛋白A參與腫瘤壞死因子α誘導(dǎo)的支持細胞屏障功能降低的研究[J].生殖與避孕，2016，