Annual Review of Biochemistry

Việc phân hủy chọn lọc nhiều protein có tuổi thọ ngắn trong tế bào eukaryotic được thực hiện bởi hệ thống ubiquitin. Trong con đường này, các protein được nhắm đến để phân hủy thông qua liên kết cộng hóa trị với ubiquitin, một protein nhỏ được bảo tồn cao. Sự phân hủy thông qua ubiquitin của các protein điều tiết đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát nhiều quá trình, bao gồm tiến trình chu kỳ tế bào, truyền tín hiệu, điều tiết phiên mã, giảm bớt thụ thể và nội bào hóa. Hệ thống ubiquitin đã được liên quan đến phản ứng miễn dịch, phát triển và cái chết tế bào lập trình. Những bất thường trong các quá trình trung gian ubiquitin đã được chứng minh là gây ra các tình trạng bệnh lý, bao gồm chuyển đổi ác tính. Trong bài đánh giá này, chúng tôi bàn luận về những thông tin gần đây về chức năng và cơ chế của hệ thống ubiquitin. Do sự chọn lọc trong phân hủy protein chủ yếu được xác định ở giai đoạn liên kết với ubiquitin, nên sự chú ý đặc biệt được tập trung vào những gì chúng ta biết và những gì chúng ta muốn biết về cơ chế hoạt động của các hệ thống liên kết ubiquitin-protein và về các tín hiệu trong các protein được các hệ thống này nhận diện.

Gia đình các yếu tố tăng trưởng biến đổi beta (TGF-β) kiểm soát sự phát triển và cân bằng của hầu hết các mô trong các sinh vật đa bào. Công trình nghiên cứu trong vài năm qua đã giúp làm rõ một mạng lưới truyền tín hiệu TGF-β. Mạng lưới này liên quan đến các kinase serine/threonine tiếp nhận ở bề mặt tế bào và các chất nền của chúng, các protein SMAD, di chuyển vào nhân tế bào, nơi chúng kích hoạt quá trình phiên mã của gen mục tiêu kết hợp với các đối tác liên kết DNA. Các tập hợp tiếp nhận, protein SMAD và đối tác liên kết DNA khác nhau dường như xác định, theo cách riêng biệt cho từng loại tế bào, tính đa chức năng của TGF-β và các yếu tố liên quan. Các đột biến trong các con đường này là nguyên nhân gây ra nhiều dạng ung thư và rối loạn phát triển ở người.

Các peptide hoặc protein có thể chuyển đổi từ dạng hòa tan sang các tập hợp fibril có trật tự cao dưới một số điều kiện nhất định. Những chuyển đổi này có thể gây ra các tình trạng bệnh lý từ các rối loạn thoái hóa thần kinh đến các bệnh amyloidoses hệ thống. Trong bài đánh giá này, chúng tôi xác định các bệnh liên quan đến sự hình thành các tập hợp fibril và các peptide cũng như protein cụ thể liên quan trong mỗi trường hợp. Chúng tôi cũng mô tả rằng các sinh vật sống có thể tận dụng khả năng tự nhiên của protein để hình thành các cấu trúc như vậy nhằm tạo ra các chức năng sinh học mới và đa dạng. Chúng tôi xem xét những tiến bộ gần đây trong việc làm rõ cấu trúc của các sợi amyloid và các cơ chế hình thành chúng ở cấp độ phân tử. Cuối cùng, chúng tôi thảo luận về tầm quan trọng tương đối của các tương tác chuỗi chính và chuỗi bên phổ biến trong việc xác định khuynh hướng của protein đối với sự tập hợp và mô tả một số bằng chứng cho thấy các tiền thân fibril oligomer chính là nguồn gốc chính của hành vi bệnh lý.

In just three years, the green fluorescent protein (GFP) from the jellyfish Aequorea victoria has vaulted from obscurity to become one of the most widely studied and exploited proteins in biochemistry and cell biology. Its amazing ability to generate a highly visible, efficiently emitting internal fluorophore is both intrinsically fascinating and tremendously valuable. High-resolution crystal structures of GFP offer unprecedented opportunities to understand and manipulate the relation between protein structure and spectroscopic function. GFP has become well established as a marker of gene expression and protein targeting in intact cells and organisms. Mutagenesis and engineering of GFP into chimeric proteins are opening new vistas in physiological indicators, biosensors, and photochemical memories.

Các interferon đóng vai trò chính trong việc trung gian các phản ứng kháng virus và kháng tăng trưởng, cũng như trong việc điều hòa đáp ứng miễn dịch. Các con đường truyền tín hiệu chính diễn ra nhanh chóng và trực tiếp. Chúng liên quan đến việc phosphoryl hóa tyrosine và kích hoạt các yếu tố truyền tín hiệu và hoạt hóa phiên mã thông qua các Janus tyrosine kinase tại màng tế bào, sau đó là việc giải phóng các yếu tố truyền tín hiệu và hoạt hóa phiên mã cùng với sự di chuyển của chúng vào nhân tế bào, nơi mà chúng kích thích sự biểu hiện của nhiều sản phẩm gene xác định các phản ứng. Các con đường bổ sung cũng được kích hoạt bởi interferon, nhưng tác động của chúng lên sinh lý học tế bào thì ít rõ ràng hơn. Các Janus kinase và yếu tố truyền tín hiệu cùng các yếu tố hoạt hóa phiên mã, cũng như nhiều protein được gây ra bởi interferon, đóng vai trò thay thế quan trọng trong tế bào, đặt ra những câu hỏi thú vị về cách mà các phản ứng đối với interferon giao thoa với các khía cạnh tổng quát hơn của sinh lý học tế bào và cách mà độ đặc hiệu của các phản ứng cytokine được duy trì.