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现代科技综述系列—— 膜锚蛋白 科技是人类区别于动物的重要文明之一，是人类对自然规律研究和利用的学科。 本文提供对科技基本概念 “膜锚蛋白”的解读，以供大家了解。 膜锚蛋白 细胞膜是细胞内对外环境的屏障，它能进行物质交换、信息传递及细胞间相互作用等。 细胞表面糖基的改变，影响细胞间的交联及信息传递 (朱大栩，1988)。 膜外表面的一些蛋白，如膜的表面抗原、各种受体、某些酶等通常多是糖蛋白；它们接受来自环境的各种刺激因素，通过膜系统影响或调节整个细胞的活动。 膜表面结构直接参与细胞的代谢、识别、运动以及细胞的分裂、分化等活动的调节。 不少膜蛋白是通过与糖链共价结合直接连到糖基磷脂酰肌醇(GPI)上，形成一种完全新型的“蛋白－糖－脂肪酸复合物”，也是一种完全新型的蛋白质在膜上锚着的方式。 膜锚蛋白包括细胞粘附分子、免疫球蛋白超家族成员 (如CD2 LFA－3，CD3，CD4，CD8等)、受体(如CR1)、酶(如AchE．ODC)等，它们仅存在于胞外，无胞内部分，锚着于膜成分之一的磷酸肌醇，因而可使它们在膜上的运动性增强，从而使膜上有限的蛋白分子可接触大量的配体，以发挥生物效应。 细胞粘附分子中第1个分离得到的是神经元粘附分子 (NCAM)。 对NCAM单一基因的分子遗传学研究资料显示，NCAM的3种主要多肽形式的差异在羧基末端区，这种特异性是由NCMA的mRNA以不同形式剪接使不同的外显子特异结合造成的(B．A．Murray，1986)。 3种多肽链从氨基末端到它们与细胞膜连接的区域之间的序列完全相同；其中两个较大的多肽是细胞膜整合蛋白，含细胞质结构域；最小的多肽是小表面结构多肽，缺乏跨膜结构域，靠磷脂酰肌醇与细胞膜相连，类似于其他细胞表面分子，推测NCAM的ssd链很可能在特异的磷脂酶C作用下从细胞膜释放(J．J．Hemperly 等．1986)。 所有这3种NCMA，氨基端完全相同，包括结合部位和多聚唾液酸附着位点，还含5个各由100个氨基酸组成的同源环状结构，与lg超家族成员相应区域同源(G．C．Owens等，1987)。 NCMA和Thy－1都在神经系统表达(A．F．Williams 等，1988)，基因部位于11号染色体q23带上，且NCAM和Thy－1都是通过糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚着在细胞膜上的膜锚蛋白。 膜锚蛋白的共同结构特点是：C端氨基酸残基的游离羧基与乙醇胺(Etn)的氨基缩合，乙醇胺的羟基通过磷酸二酯键与糖链的非还原端相接，而糖链的还原端和磷酸肌醇的肌醇6位羟基生成糖苷链。 不同来源的GPI蛋白糖链的组成和结构均有差别，多数的结构是2～3个甘露糖(Man)和一个N－氨基葡萄糖(GlcN)；有的则还有多个半乳糖(Gal)；而Thy－1则还存在另一个乙醇胺，磷脂酰部分的脂肪酸结构也因膜锚蛋白的来源不同而有所差别。 补体的衰变加速因子(DAF)能促进C3、C5转化酶的衰变，该蛋白的羧基端氨基酸具有磷脂锚结合蛋白信号，并发现这种信号存在于羧基端的最后8个氨基酸中 (D．M．Lubin，1989)。 DAF的膜锚结构中含乙醇胺、葡萄糖胺、肌醇、饱和的及非饱和的脂肪酸等，与其他膜锚蛋白如CRI，AchE等结构相似。 膜锚蛋白除与GPI连接成为膜结合型外，还存在可溶性型的，蛋白溶解于体液中。 例如DAF通常存在于补体接触的细胞膜外表面，调节所在细胞膜上C3、C5转化酶活性。 此外，还以可溶性形式存在于尿液。 唾液等体液中。 用PI－PLC与红细胞温育，检测到膜上能释放20%的DAF。 从红细胞中游离出来的DAF，能重新嵌人红细胞膜，并能保留其功能活性(A．S．Asch等，1986)。 DAF是共价结合在磷脂酰肌醇上，其他膜锚蛋白亦相似，故膜锚蛋白本身也可作为细胞膜释放活性蛋白因子的媒介，并与胞内信息传递也有一定关系(M．G． Low等，1986)。 细胞表面蛋白(CSP)是存在于细胞表面、胞外基质和细胞外液的一种糖蛋白，又名纤粘素(Fn)，它在细胞的粘附、分化、增殖和形态等方面起重要作用。 粘着分子如LFA－3、硫酸类肝素蛋白聚糖等都是带有GPI的蛋白，分子由亚单位在肽链C端形成二硫交联键；各亚单位由相似的数个结构域构成：1～2个细胞结合部位；两个与肝素结合的部位；3个与纤维蛋白及1个与胶原结合的部位；共约2500个氨基酸组成的Fn分子中，结合细胞的只有4个氨基酸(Arg－Gly－Asp－Ser，RGDS)序列，后来又发现，仅RGD三肽序列，与细胞发生作用。 Fn通过分子中特定功能域与细胞表面专一受体识别并相互作用，调节细胞的生长和分化，其中三肽序列RDG为必需。 不同类型细胞产生的Fn，其糖基化程度及糖链类型不尽相同。 用不同方法从不同细胞分离结合RDG三肽序列的受体不但分子量不同，且选择性的宽窄也不一样。 Fn可