|
|
 |
|
下表中的参考读物（READINGS）部分罗列了一些指定阅读文献，其中技术指南（Technical Tips）分发资料对文献中应用的实验方法和技术有较为详细的描述。
1 |
绪论 |
首先进行自我介绍，包括各自的专业背景及对生物科学的兴趣何在。每位同学还需简要说明为何选择这门课程，以及主要兴趣及对课程的期望。
（随后）我们将简要讨论一下课程大纲、教学日程以及作业。另外，我会提供给大家一些学术论文的阅读技巧，怎样解读数据及实验方法以及怎样基于数据建立模型。
本节课，我还将介绍泛素-蛋白酶体系统的概论：包括它的功能、组成以及其它在功能受损时可能造成的后果等。
另外，我们还会发给大家下一次课将要讨论的论文及资料，并作一个简要介绍。 |
推荐阅读的综述文献
Ciechanover, A., A. Orian, and A. L. Schwartz. "Ubiquitin-mediated proteolysis: biological regulation via destruction." Bioessays 22 (2000): 442-451. |
2 |
泛素联接体系的发现 |
第一节课，将通过对最早期的先驱性、发现性工作和论文的讨论来引导大家认识“泛素-蛋白酶体”这一重要的生物体系。
|
指定阅读的综述文献
Hershko, A., A. Ciechanover, H. Heller, A. L. Haas, and I. A. Rose. "Proposed role of ATP in protein breakdown: Conjugation of proteins with multiple chains of the polypeptide of ATP-dependent proteolysis." Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77 (1980): 1783-1786.
Ciechanover, A., D. Finley, and A. Varshavsky. "Ubiquitin dependence of selective protein degradation demonstrated in the mammalian cell cycle mutant ts85." Cell 37 (1984): 57-66.
技术与方法 (PDF - 1.0 MB)
推荐阅读的综述文献
Hershko A., A. Ciechanover, and A. Varshavsky. "The ubiquitin system." Nature Medicine 6 (2000): 1073-1081. |
3 |
转运膜I中的蛋白降解：内质网介导的降解途径（ERAD Pathway） |
蛋白质可通过分泌途径进行分拣，如膜蛋白可以通过内质网进入此途径。但是错误折叠的蛋白质将通过内部的“质控”系统重新转运回胞浆。重新转运的蛋白将被一种特异的与内质网关联的E3泛素连接酶所识别，并被泛素化后降解。正如我们在第一篇论文中看到的，有趣的是，这一途径并不是为了清除蛋白质，反而是某些蛋白质（前体）进行酶切活化的过程。在本节，我们将学习这一系统是如何工作的，以及它在抗原递呈等过程中的重要性。另外，我们还将在第二篇论文中利用一个实例来讨论致病源是如何影响该细胞体系来起作用的。
|
指定阅读的综述文献
Hoppe, T., K. Matuschewski, M. Rape, S. Schlenker, H. D. Ulrich, and S. Jentsch. "Activation of a membrane-bound transcription factor by regulated ubiquitin/proteasome-dependent processing." Cell 102 (2000): 577-586.
Margottin, F., S. P. Bour, H. Durand, L. Selig, S. Benichou, V. Richard, D. Thomas, K. Strebel, and R. Benarous. "A novel human WD protein, h- TrCP, that interacts with HIV-1 Vpu connects CD4 to the ER degradation pathway through an F-box motif." Mol. Cell 1 (1998): 565-574.
技术与方法 (PDF)
推荐阅读的综述文献
Hampton, R. Y. "ER-associated degradation in protein quality control and cellular regulation." Curr. Opin. Cell Biol. 14 (2002): 476-482. |
4 |
转运膜II中的蛋白降解：细胞内吞与溶酶体（介导的）降解 |
在分泌途径中依赖于泛素的蛋白降解不仅发生在胞浆（由蛋白酶体介导），而且也发生在一些特定的细胞器，如溶酶体/液泡。在本节中，我们将学习这一旁路途径在膜蛋白（如在细胞信号转导中的受体）活性下调中的重要作用。同样，我们还会讨论病毒是如何利用该途径而起作用的。
|
指定阅读的综述文献
Mosesson, Y., K. Shtiegman, M. Katz, Y. Zwang, G. Vereb, J. Szollosi, and Y. Yarden. "Endocytosis of receptor tyrosine kinases is driven by monoubiquitylation, not polyubiquitylation." J. Biol. Chem. 278 (2003): 21323-21326.
Pornillos, O., D. S. Higginson, K. M. Stray, R. D. Fisher, J. E. Garrus, M. Payne, G. P. He, H. E. Wang, S. G. Morham, and W. I. Sundquist. "HIV Gag mimics the Tsg101-recruiting activity of the human Hrs protein." J. Cell Biol. 162 (2003): 425-434.
技术与方法 (PDF)
推荐阅读的综述文献
Haglund, K., P. P. Di Fiore, and I. Dikic. "Distinct monoubiquitin signals in receptor endocytosis." Trends Biochem. Sci. 28 (2003): 598-604.
Amara, A., and D. R. Littman. "After Hrs with HIV." J. Cell Biol. 162 (2003): 371-375. |
5 |
泛素化在转录调节中的作用 |
泛素化在多个水平上影响基因调控，主要是通过“调节调节子”来实现：从定向转运引起蛋白的降解活化到控制它们的细胞定位等多个层次。此外，在本堂课中我们将分析蛋白酶体组分如何调节其自身基因的表达。我们还将学习转录系统各组分蛋白泛素化的重要性，这些蛋白的泛素化可以避免损伤DNA的表达，这对启动DNA修复机制至关重要。 |
指定阅读的综述文献
Gonzalez, F., A. Delahodde, T. Kodadek, and S. A. Johnston. "Recruitment of a 19S proteasome subcomplex to an activated promoter." Science 296 (2002): 548-550.
Lee, K-B., D. Wang, S. J. Lippard, and P. A. Sharp. "Transcription-coupled and DNA damage-dependent ubiquitination of RNA polymerase II." in vitro. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99 (2002): 4239-4244.
技术与方法 (PDF)
推荐阅读的综述文献
Muratani, M., and W. P. Tansey. "How the ubiquitin-proteasome system controls transcription." Nature Rev. Mol. Cell Biol. 4 (2003): 192-201. |
6 |
泛素化在细胞周期调控和程序性细胞死亡（细胞凋亡）中的作用 |
本节课我们会学习两个基本途径，泛素-蛋白酶体系统对细胞生命的重要性将更加清晰。在第一篇论文中，我们将分析泛素化对细胞分裂周期发展的重要性。在第二篇论文中，我们会讨论泛素依赖的细胞凋亡多水平调节中的一个及其它在肿瘤发生中的作用。 |
指定阅读的综述文献
Busino, L., M. Donzelli, M. Chiesa, D. Guardavaccaro, D. Ganoth, N. V. Dorrello, A. Hershko, M. Pagano, and G. F. Draetta. "Degradation of Cdc25A by -TrCP during S phase and in response to DNA damage." Nature 426 (2003): 87-91.
Li, B., and Q. P. Dou. "Bax degradation by the ubiquitin/proteasome-dependent pathway: Involvement in tumor survival and progression." Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97 (2000): 3850-3855.
技术与方法 (PDF)
推荐阅读的综述文献
Reed, S. I. "Ratchets and clocks: The cell cycle, ubiquitylation and protein turnover." Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 4 (2003): 855-864.
Yang, Y., and X. Yu. "Regulation of apoptosis: the ubiquitous way." FASEB J. 17 (2003): 790-799.
|
7 |
泛素类似蛋白 |
泛素并非唯一的标记其它蛋白的蛋白质。在过去的几年中，已经有其它具有相似的底物偶联机制的泛素类似蛋白相继被发现。在本节中，我们将对这些泛素类似蛋白作一概述，并对它们的一些特异的非蛋白水解功能进行学习。另外，我们将通过分析这些蛋白与细菌生物合成途径中的那些更“古老”的蛋白质之间的联系，来推测泛素体系的可能来源。 |
指定阅读的综述文献
Li, T., E. Evdokimov, R-F. Shen, C-C. Chao, E. Tekle, T. Wang, E. R. Stadtman, D. C. H. Yang, and P. B. Chock. "Sumoylation of heterogeneous nuclear ribonucleoproteins, zinc finger proteins, and nuclear pore complex proteins: A proteomic analysis." Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101 (2004): 8551-8556.
Furukawa, K., N. Mizushima, T. Noda, and Y. Ohsumi. "A protein conjugation system in yeast with homology to biosynthetic enzyme reaction of prokaryotes." J. Biol. Chem. 275 (2000): 7462-7465.
技术与方法 (PDF) |
8 |
泛素-蛋白酶体系在免疫系统中的作用 |
尽管在第3节中，我们已对泛素化在免疫应答中的调控作过一些讨论，但这节课我们将讨论一个例外，即病毒如何避开抗原递呈的保护机制。在第二篇论文中将介绍泛素化在另一重要途径中的作用，该途径可诱导炎症反应并抑制细胞凋亡。此外，我们还会学习一个新的对抗泛素体系的微生物系统。 |
指定阅读的综述文献
Levitskaya, J., A. Sharipo, A. Leonchiks, A. Ciechanover, and M. G. Masucci. "Inhibition of ubiquitin/proteasome-dependent protein degradation by the Gly-Ala repeat domain of the Epstein-Barr virus nuclear antigen 1." Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94 (1997): 12616-12621.
Neish, A. S., A. T. Gewirtz, H. Zeng, A. N. Young, M. E. Hobert, V. Karmali, A. S. Rao, and J. L. Madara. "Prokaryotic regulation of epithelial responses by inhibition of I B- ubiquitination." Science 289 (2000): 1560-1563.
技术与方法 (PDF)
推荐阅读的综述文献
Sijts, A., D. Zaiss, and P. M. Kloetzel. "The role of the ubiquitin-proteasome pathway in MHC class I antigen processing: implications for vaccine design." Curr. Mol. Med. 1 (2001): 665-676.
Ben-Neriah, Y. "Regulatory functions of ubiquitination in the immune system." Nature Immunol. 3 (2002): 20-26. |
9 |
泛素与癌症 |
在前面的章节中，泛素在癌症发生中的重要性的例子就出现过。今天，在第一篇论文中我们会分析泛素化对凋亡的重要调节子（p53激酶）的调节。我们将看到人乳头瘤病毒是如何通过破坏机体的主要保护机制从而避开这一威胁的。第二个例子将通过对范可尼贫血（先天性骨髓发育不全）的介绍，来认识癌症的遗传易感性与泛素化系统缺陷的联系。 |
指定阅读的综述文献
Scheffner, M., J. M. Huibregtse, R. D. Vierstra, and P. M. Howley. "The HPV-16 E6 and E6-AP complex functions as a ubiquitin-protein ligase in the ubiquitination of p53." Cell 75 (1993): 495-505.
Meetei, A. R., J. P. de Winter, A. L. Medhurst, M. Wallisch, Q. Waisfisz, H. J. van de Vrugt, A. B. Oostra, Z. Yan, C. Ling, C. E. Bishop, M. E. Hoatlin, H. Joenje, and W. Wang. "A novel ubiquitin ligase is deficient in Fanconi anemia." Nature Genetics 35 (2003): 165-170.
技术与方法 (PDF)
推荐阅读的综述文献
Scheffner, M. "Ubiquitin, E6-AP, and their role in p53 inactivation." Pharmacol. Ther. 78 (1998): 129-139.
D'Andrea, A. D., and M. Grompe. "The Fanconi anaemia/BRCA pathway." Nature Rev. Cancer 3 (2002): 23-34. |
10 |
泛素与神经退行性疾病：阿尔兹海默病（早老性痴呆）与帕金森氏病 |
近几年越来越多的证据显示，不同蛋白的某些聚集形式会产生细胞毒性并在特定的组织中丧失其功能。尤其值得注意的是，某些种类的神经元具有特定的敏感性，从而引起不同的神经退行性障碍或疾病。而泛素-蛋白酶体系统的一种功能改变与此现象有密切关系，尽管这种功能改变是异常的蛋白聚集原因或是结果还仍在讨论中。在本节中，我们将分析与阿尔兹海默病和帕金森氏病相关的泛素-蛋白酶体系统的各个环节。 |
指定阅读的综述文献
Lam, Y. A., C. M. Pickart, A. Alban, M. Landon, C. Jamieson, R. Ramage, R. J. Mayer, and R. Layfield. "Inhibition of the ubiquitin-proteasome system in Alzheimer's disease." Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97 (2000): 9902-9906.
Shimura, H., M .G. Schlossmacher, N. Hattori, M. P. Frosch, A. Trockenbacher, R. Schneider, Y. Mizuno, K. S. Kosik, and D. J. Selkoe. "Ubiquitination of a new form of -synuclein by parkin from human brain: implications for Parkinson's disease." Science 293 (2001): 263-269.
推荐阅读的综述文献
Ciechanover, A., and P. Brundin. "The ubiquitin proteasome system in neurodegenerative diseases: sometimes the chicken, sometimes the egg." Neuron 40 (2003): 427-446. |
11 |
其它与泛素相关的疾病：亨廷顿病与Von-Hippel-Lindau综合征(VHL，即家族性视网膜及中枢神经系统血管瘤病) |
亨廷顿病是研究得最多的一种神经系统疾病，它是由CAG三联体扩增导致的基因变异所引起的。亨廷顿变异蛋白的错误折叠会引起聚集并产生细胞毒性。在第二篇论文中，我们将讨论VHL（Von-Hippel-Lindau）综合征，这是一种常染色体显性遗传病，其特征是极易引起患者并发多种癌症。与VHL病直接相关的变异基因产物为SCF E3 连接酶复合物（其作用为调控低氧诱导基因）的一个成员蛋白。 |
指定阅读的综述文献
Kalchman, M. A., R. K. Graham, G. Xia, H. B. Koide, J. G. Hodgson, K. C. Graham, Y. P. Goldberg, R. D. Gietz, C. Pickart, and M. R. Hayden. "Huntingtin is ubiquitinated and interacts with a specific ubiquitin-conjugating enzyme." J. Biol. Chem. 271 (1996): 19385-19394.
Ivan, M., K. Kondo, H. Yang, W. Kim, J. Valiando, M. Ohh, A. Salic, J. M. Asara, W. S. Lane, and W. G. Kaelin Jr. "HIF targeted for VHL- mediated destruction by proline hydroxylation: implications for O2 sensing." Science 292 (2001): 464-468.
技术与方法 (PDF)
推荐阅读的综述文献
Tarlac, V., and E. Storey. "Role of proteolysis in polyglutamine disorders." J. Neurosci. Res. 74 (2003): 406-416.
Kaelin Jr., W. G. "Molecular basis of the VHL hereditary cancer syndrome." Nature Rev. Cancer 2 (Sep 2002): 673-82.
|
12 |
过量降解并不完全是坏事：囊性纤维化与Liddle's 综合征（一种遗传性高血压） |
囊性纤维化是一种隐性缺陷，其基本特征为严重的支气管肺感染和胰腺机能不全。氯离子通道CRTR的基因变异引起其降解速率升高，使其到达细胞表面的受体数量不够。Liddle综合征是一种常染色体显性遗传性高血压，其病因则是ENaC通道的基因变异引起本来的短半衰期变长。 |
指定阅读的综述文献
Ward, C. L., S. Omura, and R. R. Kopito. "Degradation of CFTR by the ubiquitin-proteasome system." Cell 83 (1995): 121-127.
Malik, B., L. Schlanger, O. Al-Khalili, H-F. Bao, G. Yue, S. R. Price, W. E. Mitch, and D. G. Eaton. "ENaC degradation in A6 cells by the ubiquitin- proteasome system." J. Biol. Chem. 276 (2001): 12903-12910.
技术与方法 (PDF)
推荐阅读的综述文献
Plemper, R. K., and D. H. Wolf. "Retrograde protein translocation: ERADication of secretory proteins in health and disease." TIBS 24 (1999): 266-270.
Gormley, K., Y. Dong, and G. A. Sagnella. "Regulation of the epithelial sodium channel by accessory proteins." Biochem. J. 371 (2003): 1-14. |
13 |
泛素相关疾病的治疗策略 |
目前，针对泛素-蛋白酶体系统缺陷相关疾病的治疗，已出现了几种方法。本节我们就会对这些新方法进行讨论和推测。 |
指定阅读的综述文献
Ma, M. H., H. H. Yang, K. Parker, S. Manyak, J. M. Friedman, C. Altamirano, Z. Q. Wu, M. J. Borad, M. Frantzen, E. Roussos, J. Neeser, A. Mikail, J. Adams, N. Sjak-Shie, R. A. Vescio, J. R. Berenson. "The proteasome inhibitor PS-341 markedly enhances sensitivity of multiple myeloma tumor cells to chemotherapeutic agents." Clin. Cancer Res. 9 (2003): 1136-44.
Sakamoto, K. M., K. B. Kim, A. Kumagai, F. Mercurio, C. M. Crews, and R. J. Deshaies. "Protacs: chimeric molecules that target proteins to the Skp1-Cullin-F box complex for ubiquitination and degradation." Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98 (2001): 8554-8559.
推荐阅读的综述文献
Richardson, P. G., T. Hideshima, and K. C. Anderson. "Bortezomib (PS-341): a novel, first-in-class proteasome inhibitor for the treatment of multiple myeloma and other cancers." Cancer Control 10 (2003): 361-369.
Lee, D. H., and A. L. Goldberg. "Proteasome inhibitors: valuable new tools for cell biologists." Trends Cell Biol. 8 (1998): 397-403.
Wong, B. R., F. Parlati, K. Qu, S. Demo, T. Pray, J. Huang, D. G. Payan, and M. K. Bennett. "Drug discovery in the ubiquitin regulatory pathway." Drug Discov. Today 8 (2003): 746-754. |
14 |
口头报告
期末测评与成绩评定 |
|
|
|
|
|
|
|