-
高通量多参数活细胞与免疫荧光分析揭示紫苏与黄芪毛状根提取物对人肝星状细胞的抗纤维化生物活性
肝脏作为人体最大的代谢器官,其纤维化病变正成为全球健康重大威胁。酒精滥用、不良饮食和病毒感染等因素导致的肝纤维化,其特征是肝星状细胞(HSCs)异常活化并过度沉积细胞外基质(ECM)蛋白,最终发展为致命的肝硬化。尽管现有药物如尼达尼布(Nintedanib)和水飞蓟素(Silymarin)显示出一定疗效,但靶向性不足和毒副作用等问题亟待解决。植物来源的天然化合物因其多靶点作用特点备受关注,但传统提取方法效率低下且成分不稳定,严重制约其临床应用。针对这一系列挑战,研究人员在《Current Plant Biology》发表的研究中,创新性地将植物毛状根培养技术与高通量药物筛选平台相结合。研究团队
来源:Current Plant Biology
时间:2025-05-07
-
综述:玉米中的油菜素内酯:生物合成、信号通路及对农艺性状的影响
玉米中油菜素内酯的研究进展玉米作为人类和动物的重要食物来源,也是关键的工业原料。然而,21 世纪以来,玉米产量增长速度明显放缓,加之全球人口快速增长,对玉米产量提升提出了巨大挑战。油菜素内酯(BRs)作为一类重要的植物激素,在调节作物株型和产量方面具有关键作用,对其在玉米中的研究有助于推动玉米品种改良和产量提升。BRs 的生物合成BRs 的生物合成途径复杂,从菜油甾醇(CR)到甾醇内酯(CS)和油菜素内酯(BL)的过程被称为 BR 特异性生物合成途径。该途径可分为早期 C22 氧化途径和晚期 C22 氧化途径,其中早期 C22 氧化和晚期 C6 氧化途径构成了主要的 BR 生物合成途径,在玉米
来源:Current Plant Biology
时间:2025-05-07
-
本氏烟(Nicotiana benthamiana)植物天冬氨酸蛋白酶phytaspase的活性鉴定与功能表征:从纯化到应激响应机制解析
在植物与环境的复杂互作中,蛋白酶如同精密的分子剪刀,通过特异性切割关键蛋白调控各种生命活动。其中phytaspase作为植物特有的天冬氨酸蛋白酶(subtilase家族成员),因其独特的应激响应特性备受关注。这类蛋白酶平时驻守细胞外基质(apoplast),一旦感知昆虫侵袭、病原感染或氧化胁迫等危险信号,便会启动"战略转移"——通过网格蛋白介导的内吞(CME)机制进入细胞内部。这种动态定位转变暗示phytaspase可能是植物防御系统的"双面特工",既参与程序性细胞死亡(PCD)的"自杀式防御",也可能通过剪切激素前体等非PCD途径激活免疫反应。然而,在本氏烟(Nicotiana bentha
来源:Current Plant Biology
时间:2025-05-07
-
综述:内生真菌 —— 植物 - 微生物共生中的重要参与者
1. 内生真菌与植物共生关系概述1.1 定义与历史发展内生真菌是植物微生物群落的关键成员,能与植物形成独特共生关系,这种关系已历经 4 亿多年的演化。1866 年,Bary 首次提出 “内生菌” 概念,此后相关研究不断拓展。从 1898 年 Vogl 首次从黑麦草种子中分离出内生真菌,到如今对其生理生化机制的深入探究,人类对内生真菌的认知逐步加深。1.2 分布与多样性内生真菌广泛分布于各类生态系统的植物中,从沙漠到北极的植物均有它们的踪迹。其宿主范围涵盖藻类、苔藓、蕨类、裸子植物以及单子叶和双子叶植物。在不同植物类群中,内生真菌发挥着多样的作用,例如在单子叶植物中,部分内生真菌产生的生物碱具有
来源:Current Plant Biology
时间:2025-05-07
-
综述:冷冻电镜揭示Cullin RING E3连接酶泛素化机制
冷冻电镜照亮泛素化机制:从静态结构到动态全景引言泛素-蛋白酶体系统(UPS)作为真核细胞的核心蛋白质量控制体系,通过ATP驱动的泛素化级联反应调控80%以上的哺乳动物蛋白降解。在这个精密系统中,E3连接酶凭借600余种成员的庞大家族实现底物特异性识别,其中Cullin RING连接酶(CRLs)通过模块化组装形成200多种复合体,成为最大的E3家族。传统X射线晶体学和核磁共振(NMR)技术虽能提供原子分辨率结构,却难以捕捉CRLs的动态异质性——这一技术瓶颈随着冷冻电镜(cryo-EM)的革命性进展被彻底打破。从静态快照到动态洞察:CRBN的构象调控CRL4-Cereblon(CRBN)复合体
来源:Current Opinion in Structural Biology
时间:2025-05-07
-
综述:电子顺磁共振光谱法表征构象异质蛋白质
引言在过去五十年,结构生物学受 Anfinsen 范式主导,该范式试图用单一构象代表蛋白质。然而,AlphaFold 的出现对其发起挑战。AlphaFold 能提供 1D 每残基预测局部距离差异测试(pLDDT)和 2D 残基对预测对齐误差(PAE)这两个关键不确定性估计。分析 pLDDT 发现,不确定性主要源于蛋白质的真实无序状态,而非 AlphaFold 预测折叠结构域的能力限制。PAE 矩阵显示,大多数人类蛋白质包含固有折叠区域(IFRs)和固有无序区域(IDRs)。例如 SRSF1 蛋白,可表示为D141F941D1182F1992D2483,其中 D 代表无序区域,F 代表折叠区域,
来源:Current Opinion in Structural Biology
时间:2025-05-07
-
综述:全原子病毒模拟助力应对空气传播疾病
引言病毒疾病严重威胁着全球人类、宠物、牲畜和农作物的健康。其中,空气传播的病毒难以防控,像 SARS-CoV-2 和流感等呼吸道病毒,可通过呼吸道气溶胶(RAs)在人与人之间传播,且能在空气中长时间保持感染性 。作物病毒会借助风扩散,破坏农业经济;水传播病毒在洪水时可能气溶胶化,引发卫生问题。分子动力学(MD)模拟在研究病毒相关生物物理相互作用中意义重大。自 COVID-19 大流行以来,MD 模拟助力发现了针对 SARS-CoV-2 蛋白酶的新型抗病毒药物,阐释了其聚糖的结构和功能,揭示了刺突(S)受体结合域的开放途径、S-ACE2 结合机制等,还为免疫原、抑制剂和生物传感器的设计提供了指导
来源:Current Opinion in Structural Biology
时间:2025-05-07
-
综述:从模拟中解析生物分子相分离的驱动力
引言生物分子凝聚物(biocondensates)参与无膜细胞器形成,改变了人们对细胞区室化的传统认知。它在众多细胞过程中发挥关键作用,并且在材料科学和合成生物学领域有潜在应用价值。要充分挖掘其潜力,就需要深入了解其形成的驱动力。从生物物理学角度看,生物分子凝聚物是通过蛋白质和核酸的液 - 液相分离(LLPS)形成的动态分子聚集体。许多驱动相分离(PS)的蛋白质是内在无序蛋白(IDPs)或含有内在无序区域(IDRs)的蛋白质,但并非所有 IDRs 都能发生相分离,相分离是由氨基酸间多种相互作用共同控制的。从热力学驱动力分析,相分离在理论上因混合熵损失和界面形成的表面能而不利。然而,生物分子凝聚
来源:Current Opinion in Structural Biology
时间:2025-05-07
-
综述:移动反转录转座子蛋白作用机制的结构与生化研究
移动反转录转座子蛋白作用机制的结构与生化研究在生命的微观世界里,有一种神奇的 “遗传小精灵”—— 自主非长末端重复(non-LTR)反转录转座子,长散在核元件(LINE)就是其中的典型代表。它们广泛存在于真核生物中,悄无声息却又深刻地塑造着基因组的面貌,对宿主的生理健康和疾病发展都有着不可忽视的影响。non-LTR 反转录转座子有着独特的 “复制粘贴” 方式,即靶引物反转录(TPRT)。在这个过程中,反转录转座子编码的蛋白会在靶 DNA 上切开一个小口,以此为引物,以结合的 RNA(通常是自身编码的 mRNA)为模板进行反转录,从而在基因组中创造出新的拷贝。过去,由于活性复合物的纯化和重组面临
来源:Current Opinion in Structural Biology
时间:2025-05-07
-
综述:DNA加工中AAA+蛋白复合物的结构与机制
AAA+蛋白在转录起始中的作用细菌转录起始中,σ54因子依赖AAA+蛋白家族中的细菌增强子结合蛋白(bEBPs,如PspF)激活。PspF属于clade 6,其独特的L1环(含GAFTGA基序)和L2环(孔环)通过ATP水解驱动σ54 N端肽链穿过DNA双链并进入六聚体中心孔,部分解旋σ54的RI-螺旋1结构,解除其对RNA聚合酶(RNAP)的抑制。冷冻电镜结构(PDB 7QV9)显示,PspF以非平面六聚体形式结合DNA -12区域,协同促进转录泡形成,揭示了蛋白质与DNA正交重塑的创新机制。AAA+蛋白在DNA复制中的功能真核生物MCM2-7(clade 7)形成双向六聚体(hDH),通过
来源:Current Opinion in Structural Biology
时间:2025-05-07
-
综述:噬菌体尾丝与受体相互作用前后的比较解剖学
引言长尾噬菌体(Siphophages)是一类具有长且非收缩性尾丝的噬菌体,在已知噬菌体中占比约 56%,在有尾噬菌体(Caudoviricetes)中占比约 66% 。其名称源于希腊前缀 “σίϕων (siphōn)”,意为 “管”,尾丝长且灵活,这使其区别于具有长收缩性尾丝的肌尾噬菌体(myophages)和短尾噬菌体(podophages)。长尾噬菌体尾丝的组装与含基因组的衣壳组装相互独立,成熟病毒粒子中,尾管连接近端衣壳和远端尾尖。尾尖结构多样,有的有中央直纤维,如 T5、λ;有的则是密集堆积的基板,带有小突起或尖刺,如 JBD30、R4C、χ、80α、TP901 - 1、p2 。近
来源:Current Opinion in Structural Biology
时间:2025-05-07
-
综述:非规范核小体的结构多样性:在染色质中的功能
引言真核生物中,基因组 DNA 被包装成染色质,核小体是其基本结构单位。核小体并非单一静态实体,而是动态多样的。经典核小体由约 150bp 的 DNA 与组蛋白 H2A、H2B、H3、H4 紧密结合而成。其中,H2A 和 H2B 形成异二聚体(H2A-H2B dimers),H3 和 H4 形成二聚体的异二聚体(H3-H4 tetramers) ,两个 H2A-H2B 异二聚体和一个 H3-H4 四聚体组装成组蛋白八聚体,DNA 以左手螺旋方式绕组蛋白核心 1.65 圈。除经典核小体外,还有非规范核小体,其在染色质相关调控中发挥关键作用,但作用机制尚不明确。本文将总结非规范核小体的结构和功能,
来源:Current Opinion in Structural Biology
时间:2025-05-07
-
综述:蛋白质液滴形成和聚集的拉曼光谱及成像研究
引言在蛋白质结构表征的众多技术中,拉曼光谱(Raman spectroscopy)曾一度未得到充分利用。不过近年来,它的一些优良特性引发了人们的浓厚兴趣,尤其是在蛋白质液 - 液相分离(LLPS)和聚集研究领域。拉曼光谱与红外(IR)光谱密切相关,用于检测分子振动模式。蛋白质结构可通过分析酰胺带,特别是酰胺 - I 带(主要源于主链羰基的拉伸振动模式)来确定。其主要优势在于激发能量范围广,能与标准光学显微镜兼容。而且,与 IR 光谱相比,拉曼光谱受水的背景干扰小。相分离结构或凝聚物在体内发挥着关键生物学功能,比如健康细胞中的核仁以及细胞应激时的应激颗粒。LLPS 是指蛋白质在水溶液中自发聚集,
来源:Current Opinion in Structural Biology
时间:2025-05-07
-
综述:生理时间尺度下生物分子的模拟
引言长期以来,生物物理学界一直期望在生理时间尺度上模拟复杂的生物分子过程。使用传统的全原子显式溶剂模型(如 CHARMM 和 AMBER)难以实现这一目标,但粗粒度模型(如 AWSEM)取得了一定进展。基于结构的(SMOG)模型能模拟大规模(<~100Å)、涉及大量原子(10³ - 10⁶个)且发生在长时间尺度(数毫秒)的集体重排。这类模型通过明确部分或全部相互作用来稳定预先设定(通常是实验获得)的结构。其最初用于研究蛋白质折叠,蛋白质折叠遵循最小挫折原则和漏斗概念,即能量粗糙度远小于折叠态和未折叠态之间的能量差 。尽管这些模型对能量的描述较为简化,但能准确考虑共价结构和排除体积产生的几
来源:Current Opinion in Structural Biology
时间:2025-05-07
-
综述:纳米盘(Nanodiscs)在膜蛋白冷冻电镜研究中仍不可或缺
纳米盘技术的演进与不可替代性膜蛋白结构研究的工具革命膜蛋白(IMPs)的结构解析曾依赖去垢剂结晶,而冷冻电镜(cryo-EM)的兴起消除了对小尺寸胶束的需求,推动更温和去垢剂的应用。然而,去垢剂仍可能破坏蛋白天然构象,促使研究者转向膜模拟系统。纳米盘——由膜支架蛋白(MSPs)稳定的盘状脂质双层——因其接近天然的膜环境成为主流选择,尽管其脂质组成会随时间变化。新型技术的挑战与局限共聚物纳米盘(native nanodiscs)曾被视为突破,但实际应用中提取膜蛋白效率低下,且存在脂质交换问题,导致膜环境失真。相比之下,细胞来源囊泡虽能保留天然脂质组成,却受限于高曲率对某些膜蛋白结构的潜在影响,且
来源:Current Opinion in Structural Biology
时间:2025-05-07
-
综述:蛋白质设计的语言模型
蛋白质设计的语言模型应用综述近年来,大语言模型(LLMs)发展迅猛,展现出强大的语言处理能力,甚至在某些方面超越人类。蛋白质可看作由氨基酸组成的序列,如同句子中的单词,因此语言建模原理可用于蛋白质结构预测、设计及属性预测,挖掘其中的有用信息。本综述着重探讨语言模型在蛋白质设计中的应用。设计从头蛋白质(de novo proteins)深度学习在蛋白质生物学的重要目标之一,便是设计满足用户特定需求的从头蛋白质。尽管基于结构的设计方法已取得显著进展,但语言模型在蛋白质设计方面仍具有独特优势。蛋白质序列数据库规模比结构数据库大得多,这使得在处理结构数据稀缺的蛋白质家族,或针对结构未知的靶点进行设计时
来源:Current Opinion in Structural Biology
时间:2025-05-07
-
综述:NLRP3 和 NLRP1 炎性小体调节的结构研究新进展
引言先天免疫系统借助模式识别受体(PRRs)引发炎症反应和细胞死亡,以此应对感染、异常状况和应激状态。炎性小体通路是关键的先天免疫反应,其特征为激活炎性半胱天冬酶(如半胱天冬酶 - 1)、分泌炎性细胞因子(如白细胞介素 - 1β )以及发生细胞焦亡(pyroptosis) 。细胞焦亡由 gasdermin 膜孔和 ninjurin-1 介导的膜破裂执行。目前,炎性小体传感器包含不同家族的蛋白质,如核苷酸结合和寡聚化结构域(NOD)样受体(NLRs)家族(例如 NLRC4、NLRP1、NLRP3 和 NLRP6)、HIN-200 家族(例如 AIM2 和 MEFV)以及由半胱天冬酶启动的非经典炎
来源:Current Opinion in Structural Biology
时间:2025-05-07
-
综述:室内害虫监测进展
引言许多节肢动物和小型脊椎动物会进入人类住所和人造建筑。在美国北卡罗来纳州的一项研究发现,每户人家中能找到 32 - 211 种形态各异的节肢动物。不过,大部分只是令人讨厌的闯入者,而蟑螂、臭虫和啮齿动物等部分物种则是适应人造环境或以人为宿主的重要害虫,还有些会危害储存的物品,像干木白蚁就会严重破坏木结构和家具。监测是城市害虫综合防治(IPM)计划的关键环节,其信息可用于检测害虫入侵、确定分布范围、指导防治措施以及判断问题是否解决。持续或定期监测有助于早期发现害虫,防止其大量滋生。目前有多种监测工具,如监测仓储害虫的各类诱捕器,以及检测干木白蚁的目视检查法。但对于蟑螂、臭虫和啮齿动物这三种经济
来源:Current Opinion in Insect Science
时间:2025-05-07
-
综述:吸血和感染对节肢动物血细胞的影响
引言吸血对于吸血节肢动物意义重大,它为未成熟阶段提供营养以促进发育(如蜱虫),也能刺激成熟成虫产卵(蚊子和蜱虫)。正因如此,节肢动物一生可能多次吸血,这使其有机会获取并传播多种血源性病原体,对人类和动物健康造成严重威胁。吸血以及可能伴随的病原体感染,会引发节肢动物生理上的广泛变化,启动与血液消化、卵黄生成和先天免疫功能相关的代谢、营养和免疫信号。这些生理变化对节肢动物的传病能力(vector competence)影响深远,其中细胞免疫和体液免疫反应是限制病原体感染的关键因素。本文主要围绕蚊子和蜱虫,阐述吸血和感染介导的、影响节肢动物血细胞(免疫细胞)的特异性反应,进而探讨血细胞在病原体感染结
来源:Current Opinion in Insect Science
时间:2025-05-07
-
综述:叮咬之外:蚊子唾液蛋白如何调节中肠生物学和疟原虫传播
引言蚊媒疾病每年致使超 7 亿人患病,超百万人死亡,给全球经济造成超 100 亿美元损失。蚊子为快速吸食血液,会抑制宿主的炎症、免疫和凝血反应,但这也带来诸多挑战。为克服这些困难,蚊子在叮咬时会注入含有多种生物活性分子的唾液。蚊子唾液不仅能在叮咬部位发挥作用,还会随血液进入中肠。进入中肠的血液仍保留止血和免疫反应,而唾液中的蛋白可能抑制这些有害的血液防御机制,保护中肠上皮并促进血液消化。此外,多种病原体可利用唾液的这些特性逃避血液防御,引发感染,例如某些蚊子唾液蛋白可促进登革热或寨卡病毒感染,唾液蛋白也会影响疟原虫传播。本文将围绕按蚊(Anopheles)和伊蚊(Aedes)的唾液蛋白以及疟原
来源:Current Opinion in Insect Science
时间:2025-05-07