BioEssays

Các metalloproteinase phân hủy ma trận là một gia đình enzyme thú vị đã tiến hóa để tiêu hóa các thành phần cụ thể của ma trận ngoại bào. Sự biểu hiện của những enzyme này được điều chỉnh rất cao và có thể được kiểm soát qua quá trình phiên mã bởi một số yếu tố tăng trưởng, chất kích thích khối u, oncogen, và hormone. Có giả thuyết rằng sự điều chỉnh phối hợp của các metalloproteinase ma trận và các chất ức chế của chúng bởi những tác nhân này thay đổi tính toàn vẹn của ma trận ngoại bào. Những thay đổi này có thể, ít nhất một phần, chịu trách nhiệm điều hòa các tác động của những yếu tố này đối với các quá trình sinh lý phức tạp.

Các con đường chuyển giao tín hiệu được xây dựng xung quanh một mô-đun lõi gồm ba protein kinase liên tiếp, với protein kinase ở vị trí xa nhất là một thành viên của gia đình protein kinase được điều chỉnh bởi tín hiệu ngoại bào (ERK), là phổ biến khắp các sinh vật nhân thực. Các nghiên cứu gần đây đã xác định được hai chuỗi tín hiệu được kích hoạt chủ yếu bởi các cytokine viêm TNF-α và IL-1-β, cũng như bởi rất nhiều loại căng thẳng tế bào như bức xạ UV và bức xạ ion hóa, tăng áp suất thẩm thấu, căng thẳng nhiệt, căng thẳng oxy hóa, v.v. Một con đường hội tụ vào nhóm con ERK được biết đến là protein kinase được kích hoạt bởi căng thẳng (SAPKs, còn được gọi là protein kinase Jun N-tối thiểu, JNKs), trong khi chuỗi thứ hai thu hút các protein kinase p38. Các đầu vào ở phía trên rất đa dạng, bao gồm các GTPase nhỏ (chủ yếu là Rac và Cdc42; thứ yếu là Ras) hoạt động thông qua các đồng hoàng hóa của động vật có vú với protein kinase Ste20 của nấm men, các nhóm con protein kinase khác (ví dụ: protein kinase GC) và ceramide, một chất truyền tín hiệu thứ phát giả thuyết cho một số hoạt động của TNF-α. Hai chuỗi tín hiệu này báo hiệu sự chậm lại trong chu kỳ tế bào, sự sửa chữa tế bào hoặc quá trình apoptosis trong hầu hết các tế bào, cũng như sự kích hoạt các tế bào miễn dịch và reticuloendothelial.

Acetyl hóa có thể đảo ngược tại nhóm ϵ‐amino của lysine nằm trong miền bảo tồn của các histone lõi được cho là đóng một vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh cấu trúc nhiễm sắc thể và hoạt động phiên mã của nó. Một chiến lược đầy hứa hẹn để phân tích chức năng chính xác của acetyl hóa histone là chặn các hoạt động của các enzyme acetyl hóa hoặc deacetyl hóa thông qua các chất ức chế đặc hiệu. Gần đây, hai chất chuyển hóa từ vi sinh vật, trichostatin A và trapoxin, đã được phát hiện là những chất ức chế mạnh mẽ các enzyme deacetylase histone. Trichostatin A ức chế có thể đảo ngược enzyme deacetylase histone của động vật có vú, trong khi trapoxin gây ức chế thông qua việc gắn vào enzyme không thể đảo ngược. Enzyme deacetylase histone từ một dòng tế bào kháng trichostatin A chịu sự kháng lại trichostatin A, cho thấy enzyme này là mục tiêu chính. Cả hai chất này đều gây ra nhiều phản ứng sinh học khác nhau ở tế bào như tạo ra sự phân hóa và ngưng trệ chu kỳ tế bào. Trichostatin A và trapoxin có ích trong việc phân tích vai trò của acetyl hóa histone trong cấu trúc và chức năng nhiễm sắc thể cũng như trong việc xác định các gen có hoạt động được điều chỉnh bởi acetyl hóa histone.

Các protein TRIM/RBCC được định nghĩa bởi sự hiện diện của motif ba phần bao gồm một miền RING, một hoặc hai motif B‐box và một vùng cuộn xoắn. Những protein này tham gia vào nhiều quá trình tế bào như apoptosis, điều hòa chu kỳ tế bào và phản ứng virus. Nhất quán, sự thay đổi của chúng dẫn đến nhiều tình trạng bệnh lý đa dạng. Cấu trúc mô-đun cao cố định của các protein này gợi ý rằng một chức năng sinh hóa chung có thể nằm dưới các vai trò tế bào đa dạng của chúng. Tại đây, chúng tôi xem xét các dữ liệu gần đây cho thấy một số protein TRIM/RBCC liên quan đến ubiquitin hóa và đề xuất rằng gia đình protein lớn này đại diện cho một lớp mới của các E3 ligases ubiquitin ‘móng tay RING đơn’. BioEssays 27:1147–1157, 2005. © 2005 Wiley Periodicals, Inc.

Hiện nay, một câu hỏi trung tâm trong sinh học là làm thế nào các tín hiệu từ bề mặt tế bào điều chỉnh các quá trình nội bào. Trong những năm gần đây, các phosphoinositide đã được chứng minh là đóng vai trò chính trong quá trình chuyển tín hiệu. Đến nay, đã có hai con đường phosphoinositide được mô tả. Trong con đường phân giải phosphoinositide chuẩn, việc kích hoạt phospholipase C đặc hiệu với phosphatidylinositol dẫn đến sự thủy phân của phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate và sự hình thành của hai tín hiệu thứ cấp, inositol 1,4,5-trisphosphate và diacylglycerol. Con đường 3-phosphoinositide liên quan đến việc thu hút và kích hoạt phosphatidylinositol 3-kinase thông qua protein-tyrosine kinase, dẫn đến việc sản xuất phosphatidylinositol 3,4-bisphosphate và phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate. Các 3-phosphoinositides không phải là cơ chất của bất kỳ loại phospholipase C nào đã biết, không phải là thành phần của con đường phân giải phosphoinositide chuẩn, và có thể tự chúng đóng vai trò như các chất trung gian nội bào. Con đường 3-phosphoinositide đã được gán cho việc phụ thuộc vào yếu tố tăng trưởng trong sự hình thành tế bào, sự nhấp nhô của màng tế bào và sự hấp thu glucose. Hơn nữa, sự tương đồng của yeast vps34 với phosphatidylinositol 3-kinase của động vật có vú đã gợi ý một vai trò cho con đường này trong quá trình vận chuyển thể vết.

Trong bài tổng quan này, các cơ chế khác nhau được protein-tyrosine kinase sử dụng để kích hoạt phosphatidylinositol 3-kinase, và sự tham gia của nó trong chuỗi tín hiệu được khởi xướng bởi phosphoryl hóa tyrosine, sẽ được xem xét.

The negative co‐variation of life‐history traits such as fecundity and lifespan across species suggests the existence of ubiquitous trade‐offs. Mechanistically, trade‐offs result from the need to differentially allocate limited resources to traits like reproduction versus self‐maintenance, with selection favoring the evolution of optimal allocation mechanism. Here I discuss the physiological (endocrine) mechanisms that underlie optimal allocation rules and how such rules evolve. The hormone testosterone may mediate life‐history trade‐offs due to its pleiotropic actions in male vertebrates. Conservation in the actions of testosterone in vertebrates has prompted the ‘evolutionary constraint hypothesis,’ which assumes that testosterone signaling mechanisms and male traits evolve as a unit. This hypothesis implies that the actions of testosterone are similar across sexes and species, and only the levels of circulating testosterone concentrations change during evolution. In contrast, the ‘evolutionary potential hypothesis’ proposes that testosterone signaling mechanisms and male traits evolve independently. In the latter scenario, the linkage between hormone and traits itself can be shaped by selection, leading to variation in trade‐off functions. I will review recent case studies supporting the evolutionary potential hypothesis and suggest micro‐evolutionary experiments to unravel the mechanistic basis of life‐history evolution. BioEssays 29: 133–144, 2007. © 2007 Wiley Periodicals, Inc.

Protein 14‐3‐3 tạo thành một họ protein bảo tồn có mặt trong tất cả các sinh vật nhân sơ đã được nghiên cứu cho đến nay. Những protein này thu hút sự quan tâm vì chúng tham gia vào các quá trình tế bào quan trọng như truyền tín hiệu, kiểm soát chu kỳ tế bào, apoptosis, phản ứng với stress và chuyển hóa ác tính và vì ít nhất 100 đối tác liên kết khác nhau cho các protein 14‐3‐3 đã được báo cáo. Mặc dù chức năng chính xác của protein 14‐3‐3 vẫn chưa rõ ràng, nhưng chúng được biết đến là (1) hoạt động như các phân tử thích nghi kích thích tương tác protein–protein, (2) điều chỉnh vị trí trong tế bào của các protein và (3) kích hoạt hoặc ức chế enzym. Trong bài viết này, chúng tôi thảo luận về vai trò của protein 14‐3‐3 trong ba quá trình tế bào: kiểm soát chu kỳ tế bào, truyền tín hiệu và apoptosis. Những quá trình này được protein 14‐3‐3 điều chỉnh ở nhiều bước khác nhau. Protein 14‐3‐3 có tác động ức chế chung đối với sự tiến triển của chu kỳ tế bào và apoptosis, trong khi trong truyền tín hiệu, chúng có thể hoạt động như các yếu tố kích thích hoặc ức chế. Bài báo này chứa tài liệu bổ sung có thể được xem tại trang web BioEssays tại http://www.interscience.wiley.com/jpages/0265‐9247/Suppmat/23/v23_10.936. BioEssays 23:936–946, 2001. © 2001 John Wiley & Sons, Inc.

Quá trình tuần tự có tổ chức của các sự kiện trong chu kỳ tế bào được điều chỉnh một cách cẩn thận. Một phần của sự điều chỉnh này phụ thuộc vào hệ thống tín hiệu canxi phổ biến. Nhiều yếu tố tăng trưởng sử dụng chất truyền tin inositol trisphosphate (InsP₃) để thiết lập các tín hiệu canxi kéo dài, thường được tổ chức theo mô hình dao động. Những cú sốc canxi lặp đi lặp lại này yêu cầu cả việc đưa canxi từ bên ngoài vào và giải phóng nó từ các kho dự trữ bên trong. Một chức năng của tín hiệu canxi này là kích hoạt các gene sớm ngay lập tức có trách nhiệm gửi tín hiệu cho các tế bào nghỉ ngơi (G₀) tái gia nhập chu kỳ tế bào. Nó cũng có thể thúc đẩy việc khởi đầu tổng hợp DNA tại giai đoạn G₁/S. Cuối cùng, canxi góp phần hoàn thành chu kỳ tế bào bằng cách kích thích các sự kiện trong quá trình nguyên phân. Vai trò của canxi trong sự tăng sinh tế bào được nhấn mạnh bởi số lượng ngày càng tăng các liệu pháp điều trị ung thư và thuốc ức chế miễn dịch nhằm vào con đường tín hiệu canxi này.

Protein gắn Y-box (YB-1) là một trong những protein gắn axit nucleic được bảo tồn tiến hóa nhất hiện nay. YB-1 là một thành viên của siêu họ protein vùng sốc lạnh (CSD). Protein này thực hiện nhiều chức năng tế bào đa dạng, bao gồm điều hòa phiên mã, điều hòa dịch mã, sửa chữa DNA, kháng thuốc và phản ứng stress với các tín hiệu ngoại bào. Kết quả là, sự biểu hiện của YB-1 có mối liên hệ chặt chẽ với sự tăng sinh của tế bào. Trong bài tổng quan này, chúng tôi sẽ bắt đầu bằng việc mô tả ngắn gọn các đặc điểm của YB-1 và sau đó sẽ tổng hợp các chức năng đa diện mà nó mang lại thông qua quá trình giao dịch DNA-RNA và các tương tác protein-protein. Ngoài ra, chúng tôi sẽ thảo luận về phạm vi đa dạng của các chức năng sinh lý và bệnh lý tiềm năng của YB-1. BioEssays 25:691–698, 2003. © 2003 Wiley Periodicals, Inc.