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1、细胞膜蛋白与细胞骨架蛋白相互作用研究进展_周严5生物工程进展62002,Vol.22,No.1DOI：10.13523/j.cb.20020108细胞膜蛋白与细胞骨架蛋白相互作用研究进展周严胡晓燕王华瑾彭小忠袁建刚(中国医学科学院中国协和医科大学基础医学研究所医学分子生物学国家重点实验室,北京100005)摘要细胞膜蛋白与胞浆骨架蛋白的相互作用对于维持细胞正常形态,细胞粘附与信号传导有重要作用。含有4.1PJEF结构域的蛋白4.1超家族与含有PDZ结构域的MAGUK蛋白家族能结合多种膜蛋白胞内区与胞浆蛋白,在膜蛋白与胞浆蛋白之间建立联系,对于细胞、细胞-
2、细胞间连接的正常结构与功能的维持有着重要作用。关键词蛋白4.1超家族MAGUK蛋白家族生物体的基本单位是细胞。细胞之间的物质与信息交换使生物体成为有机的整体。细胞膜是细胞进行物质与信息交换的界面。细胞膜蛋白与胞浆骨架蛋白的相互作用对于维持细胞正常形态,细胞粘附与信号传导有重要作用。这种相互作用发生于膜蛋白胞内区与骨架蛋白特定的结构域如SH3,SH2,4.1PJEF,PDZ结构域之间。含有4.1PJEF结构域的蛋白4.1超家族与含有PDZ结构域的MAGUK蛋白超家族是近来研究的热点。1蛋白4.1超家族蛋白4.1超家族都含有4.1PJEF结构域,这是首先在蛋
3、白4.1R中得到鉴定的30kD膜结合结构域。4.1PJEF结构域具有大约300个氨基酸———————————————————————————————————————————————残基,富含半胱氨酸,为碱性球形分子,并能耐糜蛋白酶的轻微消化。4.1代表蛋白4.1;J代表JAK蛋白;E代表Ezrin,Radixin与Moesin蛋白的ERM结构域;F代表FAK蛋白。这些蛋白组成了蛋白4.1超家族,都能联系膜蛋白与胞浆分子如肌动蛋白,信号分子。起稳定细胞结构、参与信号传导等作用。下面以蛋白4.1家族与ERM家族为例介绍蛋白4.1超家族的结构与功能。1.1蛋白
4、4.1家族蛋白4.1R是该家族首先得到鉴定的成员,是红细胞中以血影蛋白为基础的细胞膜骨架的一个基本组成成分。蛋白4.1RN端的4.1PJEF结构域可与红细胞膜蛋白GlycophorinC的胞内区结合,C端的血影蛋白-肌动蛋白结合结构域(SABD)可与血影蛋白及肌动蛋白细胞骨架结合。在维持红细胞正*通讯联系人[1-2]常的形态和生物物理特性方面有重要作用。Glyco-phorinC胞内区的突变以及蛋白4.1R基因的缺失会导致红细胞畸形和溶血[3-5]。最近几年,又在哺乳[6]动物中相继发现了三种与红细胞中的蛋白4.1R有很高同源性的蛋白,分别命名为4.1G
5、(广泛表达),4.1N(神经元特异表达)达)[8][9]———————————————————————————————————————————————[7],4.1B(主要在脑中表,这四种蛋白与果蝇Coracle蛋白构成了蛋白4.1家族(表1)。该家族成员有三个共同的结构域,即位于氨基端的膜结合结构域(MBD),血影蛋白-肌动蛋白结合结构域(SABD)以及较为保守的羧基端结构域(CTD)。在膜结合结构域中还发现存在Ca2+-依赖和Ca2+-不依赖的钙调蛋白的结合位2+[10]点,而且研究表明,Ca对蛋白4.1与膜蛋白甚至与血影蛋白和肌动蛋白的结合都有调节
6、作用。蛋白4.1家族通过其不同的结构域与多种分子相互作用。30kD4.1PJEF结构域可结合膜蛋白(Gly-cophorinC,CD44,Neurexin及Syndecan-2),骨架蛋白(Band3,p55及CASK)与信号传导分子(PIP,PIP2及钙调蛋白)[12];SABD结构域可结合血影蛋白。与肌动蛋白。C末端结构域能结合核有丝分裂器(NuMA)与FKBP13———————————————————————————————————————————————[13,14]蛋白4.1与郎飞氏结结旁区蛋白Paranodin的相互作用可能是髓鞘形成与功能维
7、持的结构基[15]础。NeurexinIV是果蝇分隔连接结构的成分,表达于神经周的胶质细胞(Perineuralgliacells),对于果蝇胚胎与幼虫周围神经系统轴突髓鞘和血脑屏障的形成非常重要。NeurexinIV胞内区与蛋白4.1家族成员Coracle结合,对于分隔连接的形态与功能维持有重要作用。NeurexinIV缺失或Coracle突变后的果蝇出现背脊闭合缺陷(dorsalclosuredefects)以及-[16]33膜,蛋白4.1R与MAGUK分子CASK及膜蛋白Syn-[17]decan-2形成复合体。而在红细胞膜,蛋白4.1R与MAGU
8、K分子p55及膜蛋白GlycophorinC形成复合体[18]组织,4.1R与B
