【肌动蛋白及结合蛋白研究进展6100字（论文）】

肌动蛋白及结合蛋白研究进展研究目录TOC\o"1-3"\h\u一、肌动蛋白及结合蛋白 1（一）肌动蛋白 1（二）结合蛋白 1二、肌动蛋白及结合蛋白的研究进展 1（一）肌动蛋白及结合蛋白的组织表达特异性 1（二）肌动蛋白体内聚合与调节 2（三）肌动蛋白及结合蛋白的生物学功能 3（四）肌动蛋白及结合蛋白的研究及鉴别方法 4（五）细胞核肌动蛋白的结合蛋白和相关蛋白 5三、小结和展望 6参考文献 8一、肌动蛋白及结合蛋白（一）肌动蛋白蛋白是人体当中不可缺少的一类物质，其中肌动蛋白更是细胞分裂、运动、迁移、形态维持、生长等重要生理活动的基础。肌动蛋白在动物和植物体内都有存在，但是在不同类型的生物体当中存在的方式并不相同，而且起到的作用也并不相同，在动植物体内肌动蛋白通常是以单体、低聚物和聚合物的形式与细胞内结合蛋白结合。在动植物体内肌动蛋白有着不同的生理功能，存在与不同的形式当中，其起到的作用也并不相同。自从1970年以来，对于肌动蛋白的研究就在不断深入，对于细胞核内的肌动蛋白作用研究也逐步明显，特别是随着医疗卫生水平的提高，各种疾病治疗的效果更是进一步提升，近年来，对核肌动蛋白功能的研究取得了很大进展。（二）结合蛋白结合蛋白存在与动植物体内，但是其存在的方式与其他的蛋白存在极大的不同，结合蛋白通常很少以单体的形式存在，结合蛋白更多的是与其他类型的蛋白结合，在蛋白当中起着一个重要的辅助作用。在动植物体内结合蛋白通常可以进行分离，通过改变其共价或非共价方式。来改变其存在的形式。结合蛋白除了由氨基酸组成的多肽蛋白质外，没有称为简单蛋白质的非蛋白质成分。脂肪酸结合蛋白是一种低分子量的细胞质蛋白。它在长链脂肪酸的吸收、运输和代谢调节中起着重要作用。哺乳动物结合蛋白具有组织特异性。结合蛋白在心肌、小肠等组织和细胞中有9种表达。近年来，在基本了解结合蛋白的分布和生物学特性的基础上，对结合蛋白的临床应用进行了越来越多的研究。已有研究表明，结合蛋白检测对高脂血症、急性心肌梗死、脑梗死和小肠缺血性病变的诊断具有重要价值。本文综述了近年来结合蛋白测定及临床应用的研究进展。二、肌动蛋白及结合蛋白的研究进展（一）肌动蛋白及结合蛋白的组织表达特异性拟南芥中有10个肌动蛋白基因家族，其产生的原因尚不清楚。这可能包括复制散布在四条染色体（1、2、3、5）上的小基因片段或重要的基因组重排。师书玥（2019）通过对肌动蛋白基因家族的系统分析，将其分为营养肌动蛋白和生殖肌动蛋白，肌动蛋白的表达具有组织特异性。在大多数组织和器官中，常常同时表达两种以上的肌动蛋白亚型。对双子叶花椰菜中肌动蛋白的研究发现，双子叶中的肌动蛋白主要集中在下胚轴上，而子叶中的肌动蛋白含量很低。在种子萌发过程中，肌动蛋白的表达增加了5倍。雷蕾（2018）发现了四种同源类型的肌动蛋白，其中两种是瞬时的，两种是稳定的。对单子叶玉米的研究表明，肌动蛋白分布在种子的各个部位，但主要集中在下胚轴上。在干燥种子中，PI值在5.0、5.1和5.2之间至少存在三个差异，并且表达随种子吸水时间而变化。豌豆中已知的三个异型肌动蛋白基因在根、茎、叶、卷须、花粉和幼果中表达，但在发育和表达强度上存在差异。有显著性差异和组织特异性。（二）肌动蛋白体内聚合与调节细胞骨架参与植物的许多动态生理过程。由肌球蛋白和肌动蛋白基因家族组成的分子马达在将化学能转化为机械能方面起着重要作用。王玥（2016）研究发现许多重要的生理过程依赖于单体肌动蛋白的聚合、聚合物微丝网络的形成和定位、微丝的解聚以及单体肌动蛋白库的维持。许多肌动蛋白结合蛋白在肌动蛋白聚合和解聚的动态变化中起着重要的调节作用，包括单体结合蛋白（prdflin）、肌动蛋白成核因子（arp2/3，formin）、肌动蛋白解聚因子（adf/cdflin）。昆虫结合蛋白由嗅觉旁的支持细胞合成并释放到嗅淋巴中，是一种小分子（14-17kda）水溶性微酸球蛋白（pH约5.0），与进入触角的脂溶性气味物质结合，承担信息化合物的运输和卸载。范芮铭（2017）指出昆虫识别环境气味是昆虫特异性生化反应的第一步，在昆虫与外界的信息交换中起着重要作用。昆虫结合蛋白一般由135～220个氨基酸组成，种间序列相似性差，但在典型的结合蛋白结构中保留了6个半胱氨酸位点，第二～第三个半胱氨酸之间有3个氨基酸。第五个和第六个半胱氨酸之间有八种氨基酸。由这六个保守的半胱氨酸形成的蛋白质三维结构中的三对二硫键在蛋白质三维结构中起着稳定作用，例如在CSY、-csys4和-csys4之间形成的三个二硫键。家蚕bmorpp中的Csyolcsy108和csyr7-csyu7分别与ax1和3、3和6、5和6螺旋桨相连。还有一类非典型结合蛋白具有6个或更多或更少的保守半胱氨酸位点，分别称为+c-obp和plusc-obp。一般认为，结合蛋白的主要功能是首先识别和溶解环境中的脂溶性气味分子，然后通过感觉淋巴细胞将这些气味分子转运到ors。激活整个嗅觉信号传导过程。（三）肌动蛋白及结合蛋白的生物学功能肌动蛋白的动态变化是信号转导途径中的重要一步，来自不同信号转导途径的蛋白质可以通过直接作用于肌动蛋白来改变细胞结构，大量肌动蛋白结合蛋白与肌动蛋白单体、纤维肌动蛋白和肌动蛋白束相互作用，诱导细胞内动态性质的变化。它被多种肌动蛋白亚型的表达强烈放大。秦飞宇，宋海桐，张昕（2019）从细胞核到顶端的距离是固定的，细胞核末端的肌动蛋白束阻止它移动到末端。当根毛生长受到抑制时，细胞核会随机移动到其他部位，细胞核的运动也需要肌动蛋白微丝的功能骨架。花粉管伸长是高等植物有性生殖的关键过程。植物肌动蛋白在花粉管伸长调控中的中心位置已被广泛证实。研究表明，肌动蛋白在花粉管伸长的调控中起着重要的核定位作用。叶绿体的光迁移和高尔基复合体小泡的运输。吴南芳（2016）等人已经证明，肌动蛋白微丝网络在假设的干内皮重力细胞中非常丰富。在细胞分裂后期，子细胞膜的形成、拟南芥毛状体的形成和棉纤维的伸长均表现为肌动蛋白的调节。自从提出了结合蛋白在昆虫嗅觉识别中的特殊功能假说，王慧（2018）认为结合蛋白具有以下功能：外周滤过功能。气味分子识别过程中某些气味分子的选择性结合以及气味分子浓度过高时结合蛋白浓度的降低可能抑制受体敏感性的降低。因为PBP可以过滤非信息素分子。结合蛋白可用作溶剂和载体，通过亲水性淋巴传递气味。它能溶解感觉淋巴中的气味分子，并携带脂溶性气味分子。结合蛋白帮助气味分子到达嗅觉受体蛋白，促进信号的快速传递。霍迪（2019）研究指出降解气味分子并使气味分子失活。结合蛋白可以将气味分子转移到嗅觉受体，然后迅速激活它们，然后迅速降解它们。能及时清除受体相关信息素，维持受体活性。结合蛋白也来自昆虫触角以外的不同组织部位，这意味着结合蛋白可能发挥其他尚未发现的重要功能。到目前为止，科学家们能够证实的是，亲脂性气味分子首先被识别和结合，然后通过感觉淋巴细胞运输到目的地嗅觉受体。至于作用过程，一些研究表明，OBP到达膜结合受体时释放配体，然后配体激活嗅觉受体；还认为OBP和气味分子的结合复合物激活膜结合受体。当然，OBP也在昆虫的其他组织中表达，并可能发挥其他重要作用。OBP可单独或与自身结合，或与其他OBP形成二聚体后与气味分子结合。例如，冈比亚按蚊的obp1和obp4可以形成二聚体共表达。20世纪80年代至90年代，利用同位素标记信息素和聚丙烯凝胶电泳技术研究了鳞翅目昆虫（包括复音蛾、毒蛾、烟草蛾和卷心菜蛾）气味分子结合蛋白的功能。转移和放射自显影。这种方法的缺点是简单，安全性差，实验结果不稳定。有几种方法可以测定蛋白质结合的外部气味分子。在这些方法中，竞争荧光键合实验是目前应用最广泛的方法。该方法利用气味分子与高效荧光特异性探针和靶蛋白的竞争结合来确定OBP和气味分子之间的特异性结合强度。它可以过滤特定的气味物质或信息素，简单实用。该方法安全可靠，已广泛用于测定OBP与气味分子的结合能力。（四）肌动蛋白及结合蛋白的研究及鉴别方法以玉米花粉为原料，采用硫酸铵分离沉淀法，结合各种色度法精制了筋动蛋白质。用粘度法测定玉米花粉的体外聚合性能。通过克隆豌豆肌运动蛋白质亚型基因，通过gfp融合和体外表现来研究其理化学性质。赵子婷（2016）等人通过荧光环肽微注射法在同一区域观察到两种不同的纤维结合蛋白质。显示了肌动蛋白在细胞板形成中的重组。为阐明肌动蛋白在植物有丝分裂和细胞质运动中的作用提供了新的途径。赵拴平（2018）等人对基因研究从而进一步发现，在雄性水龙触角中发现了16kDa的信息素结合蛋白和4个等电点。它是一种可溶性蛋白质，与女性信息素特异性结合，存在于毛发传感器的淋巴中。这是昆虫obp的首次发现，开启了结合蛋白的研究，成为近年来昆虫化学生态学研究的热点。昆虫触角受体淋巴中的结合蛋白浓度很高，可分为pbp和普通结合蛋白，其中g结合蛋白可分为普通结合蛋白Ⅰ和普通结合蛋白Ⅱ；另一类被称为天线特异性蛋白，最初在西方蜜蜂中发现，包括asp1和asp2天线特异性蛋白。pbps主要检测雌性释放的性信息素，并分布在毛细血管传感器中；g结合蛋白主要检测环境信号中的气味物质，如分布在锥形传感器中的植物挥发性化学物质。近年来，越来越多的昆虫结合蛋白被鉴定出来。随着基因组学和转录组学的迅速发展，郝焕凤（2016）利用这些技术发现了许多结合蛋白，如膜翅目、意大利蜜蜂A.21等。在果蝇双翅目和中华按蚊基因组中分别鉴定出近60种结合蛋白和64种obp。共鉴定出25种结合蛋白。在直翅目亚洲Oedaleusasiaticus的触角中鉴定出15种结合蛋白。在棉铃虫触角转录组中鉴定出26种结合蛋白，在家蚕基因组中发现40多种结合蛋白。在同翅目昆虫中也发现了许多结合蛋白，例如，程思源（2018）在豌豆蚜虫中发现了十几种以上的结合蛋白。结合蛋白序列的相似性差异很大，有的在90%以上，有的在10%以下，特别是不同目、种的结合蛋白。（五）细胞核肌动蛋白的结合蛋白和相关蛋白与细胞质肌动蛋白一样，核肌动蛋白必须与称为ABP的小蛋白质形成复合物。它们通过单体结合、解聚和包衣来调节肌动蛋白纤维的伸长或缩短。胶溶蛋白家族成员在肌动蛋白纤维的脊髓端具有切割和帽状活动。周小南（2021）研究发现肌动蛋白和凝胶蛋白之间的相互作用受Ca2+浓度的调节。当Ca2+浓度大于1umol/L时，长f肌动蛋白可被切割成碎片，使细胞质从凝胶状态转变为溶胶状态。C-ab1也是一种钙依赖性肌动蛋白结合蛋白。其C-末端包含一个肌动蛋白结合位点、三个核定位信号和一个与RNA聚合酶C-末端重复结构域（CTD）的相互作用位点C-Abl磷酸化CTD上的酪氨酸残基，并参与RNA聚合酶介导的基因转录延伸。周婧（2016）研究中指出肌动蛋白单体结合蛋白是一类小分子蛋白，包括profilin、β胸腺肽和ADF/cofilin家族。在许多细胞中，G-肌动蛋白的浓度相当高。理论上，这些单体应在该浓度下自动聚合，但实际情况并非如此。由于ABP和肌动蛋白单体之间形成1:1复合物，从而阻止肌动蛋白单体之间的聚合，因此profilin是一种分子量为12-15kd的基本小分子多肽，对肌动蛋白具有双重作用。它不仅能促进肌动蛋白F的聚合，而且能阻止肌动蛋白纤维的组装。最近的研究表明，profilin促进F-肌动蛋白的聚合并参与mRNA的剪接。β-胸腺肽是一种5kd小分子蛋白，易在细胞核内扩散。侯彩平（2017）研究说明Cofilin是ADF/Cofilin家族中的一种低分子量18kd肌动蛋白结合蛋白。它由138～156个氨基酸组成。在pH<7时，它与肌动蛋白具有pH敏感的相互作用。1H时形成可扩散的肌动蛋白-肌动蛋白复合物。当pH>7.1时，肌动蛋白和F-肌动蛋白裂解并阻断肌动蛋白单体。球蛋白家族是产生机械力的蛋白质家庭之一。确定于哺乳类动物身上存在的的7种球蛋白，其N端包括高度保存的运动区域，即ATP结合部位和ATP感受性球蛋白结合部位。其特征是水碱结合和ATP水解的机械力。球蛋白I是存在于细胞核和细胞质中的单头球蛋白。最近，吴从英（2019）等人发现了只存在于细胞核中的同种异体球蛋白I。肌球蛋白质I在小白鼠的第11个染色体上由相同的遗传因子编码，但是翻译起点比最初的氨基酸早16个氨基酸。这16种氨基酸在细胞核中确定了球蛋白I的异型，并将其与现有的球蛋白I（称为核肌球蛋白I）结合区分开来。肌动蛋白相关蛋白（Actin-relatedproteins，ARPS）是近年来在许多生物体中发现的一个新的蛋白质家族。根与传统肌动蛋白的同源性最初被鉴定并分为10个家族，称为arp1-~0119。ARP有一个类似于肌动蛋白的折叠结构域，特别是许多可以与ATP结合的氨基酸残基，陈晓雷（2018）认为ARP可能具有ATP依赖性地调节蛋白质构象的能力1201。Arp1~3分布在所有的真核细胞中，其子细胞的位置与肌肉蛋白相同。Arp1和肌动蛋白的同源性为45%。那是ARP家族中唯一合成短纤维的蛋白质。ARP2和ARP3复合体在控制真核生物肌动蛋白的动态平衡方面起着核心作用。这些可以使筋动蛋白质聚合，覆盖筋动蛋白质纤维的末端，形成交联筋运动蛋白质21纤维的交联结构。Arp4～10分布在细胞核内，与肌动蛋白同源性为17%~30%。ARP4、ARP5、ARP7、ARP8和ARP9是染色质修饰复合物和谷氨酸乙酰化/去乙酰化复合物的一部分。三、总结和展望肌动蛋白作为一种结构蛋白，不仅参与细胞核骨架和染色质骨架的组成，而且参与细胞核的形成。更重要的是，作为一种功能蛋白，它参与了染色质结构和基因转录的调控。因此，在DNA复制、RNA修复、RNA处理和转运、基因表达和细胞周期等生物学活动中，肌动蛋白、肌动蛋白结合蛋白和肌动蛋白相关蛋白的功能研究仍需进一步重视。建立一个更好的细胞内和体外实验系统，阐明肌动蛋白在细胞核内的生理现象和调控过程，进一步探讨肌动蛋白作用的确切分子机制，应是一个重要的目标。由于结合蛋白的广泛分布及其在细胞生理活动中的重要作用，其在临床诊断中的应用价值远远超出了本文的研究范围。目前，对于各种蛋白性质及功能的研究有了新的进展。肌动蛋白及结合蛋白检测在疾病诊断、预防性监测和预后预测等方面具有广阔的应用前景。然而，目前医学对于肌动蛋白及结合蛋白认识和研究还不够深入，对于其价值还可以进行进一步的开发，为了更好的提升肌动蛋白及结合蛋白的医疗作用，将肌动蛋白及结合蛋白运用于临床是下阶段的主要研究目标。相信在科学界和医学界的共同努力下，肌动蛋白及结合蛋白的研究必将取得更大的突破，在为了将有一个更好的发展前景。参考文献师书玥，李丽娟，寇浩玮,等.凝溶胶蛋白基因的生物学功能及其应用研究进展[J].基因组学与应用生物学，2019，38(7):8.雷蕾，刀庆，牛成慧,等.酸性调宁蛋白的研究进展[J].中国比较医学杂志，2018，28(7):5.王玥，孟晓娜，贾晓宇,等.肌动蛋白结合蛋白细丝蛋白A参与肿瘤坏死因子α诱导的支持细胞屏障功能降低的研究[J].生殖与避孕，2016，