未折叠蛋白反应(1)
未折叠蛋白反应：从应激通路到稳定调节
Peter Walter and David Ron
细胞分泌或展示在起表面的大多蛋白质进入它们折叠组装的场所内质网，只有合适的组装蛋白质才能从内质网进入细胞表面。细胞会根据需要来调节内质网内部蛋白质组装能力，从而确保蛋白质折叠的精确性。分泌蛋白或膜蛋白在它们被分派到内膜系统其他细胞器、分泌到细胞表面、或释放到胞外之前都在内质网腔内折叠、成熟。内质网通过激活包内信号转导来反应腔内未折叠蛋白的压力，这统称为未折叠蛋白反应（UPR）。而且，至少三种明显不同的UPR通路来调节各种不同基因的表达使内质网保持稳态或当内质网应激得不到消除时诱导细胞凋亡。最近研究进展给UPR的复杂机制及其在各种疾病中扮演的角色带来了一线光明。
泌蛋白或膜蛋白在它们被分派到内膜系统其他细胞器、分泌到细胞表面、或释放到胞外之前都在内质网腔内折叠、成熟。UPR，一种保守系统发生信号路径，是内质网的检测器，检测折叠能力的不足并，感知错误折叠的胁迫，从而根据内质网状态来交流信息来调控振和基因表达。UPR的激活是通过对内质网膜表达的调节，用新合成的蛋白质折叠基质填充来满足需要。这种长期大范围转录调控伴随着进入内质网的蛋白质流量瞬间减少。这样UPR建立并维持的稳态的无数其他循环的一个范例。
复杂的细胞器安排发生元件的分子水平上得到阐明时，细胞生物学 进展才能完美体现。UPR就是其中一个例子，他详细表述的分子机制说明了一个真核细胞调控器内质网的能力。令人感到意外的是，由于这些机制的激增，关于UPR是如何与细胞生理杂乱的各方面协调并维持稳态的，这方面的发现的大门被打开了。
事实上，真核细胞所有用来与环境惊醒信息交流的蛋白都在内质网组装。它们传出传入的信息决定了器官的健康，比如传递细胞分裂、成熟、分化或死亡的信号。一个阈值来保证各部分组装的精确性，离开了这些质量控制集体就会陷入混乱局面。ER的基本功能就是运用对蛋白质的质量控制，使得只有经过正确折叠的蛋白质才能装入内质网囊泡被运网细胞表面。错误折叠蛋白滞留在ER内部，被排到细胞液后被蛋白酶体降解，这个过程成为内质网相关蛋白降解（ERAD）。ERAD在不能引起UPR的细胞中是必须的，这也体现了多台不能回到他原来的状态的重要性。 分 UPR的延长意味着ER应激没有得到缓和，稳态没有得到恢复，这关联细胞的生死。同时也说明，保证凋亡可能涉及防止机体退化，劣种细胞缺乏保证精确的信号组分。生死抉择基于内质网应激能否得到及时缓和，这也很好的解释了UPR在各种人类疾病中重要角色。如果细胞稳态失衡，杀死细胞对整体有利，UPR会是促使细胞凋亡的执行者，或是防治坏死细胞伤害机体的卫兵。蛋白质错误折叠造成的疾病种类有：视网膜炎，（一种视网膜发育过程中突变的视紫红质折叠导致的视网膜恶化的遗传病，另外一个例子是二型糖尿病，胰岛B细胞因为胰岛素产量过度要求而妥协。第二大类型涉及病毒感染，利用UPR来增加内质网组装能力来满足病毒的复制。相似的，有一种类型的癌症，尤其是分泌细胞的癌变，如多发性骨髓瘤利用UPR的细胞保护功能来满足自身增殖的需要。基于UPR活性结果分歧是否存在一个操作来治疗性的干预UPR还不清楚。所以发展UPR的信号传导分子机制的精确理解，并且研制有选择的调节通路步骤显得尤为重要。
三种UPR信号传导器
UPR主要的三种通路已被证明。所有通路格子新号传到通路平行进行。各通路根据一组内质网膜跨膜信号转道蛋白来命名：IRE1(抑制物阻抗性酯酶)、PERK(双键RNA依赖的蛋白激酶样内质网激酶)、ATF6(活性转录因子6)内质网膜上三种起信号转传导作用的跨膜蛋白。IRE1通路存在低等生物中最为保守的通路。伴随进化多细胞生物中才有了PERK和ATF6通路。不同的细胞类型中UPR有不同的体现。而且多重多样的基因编码ATF6家族蛋白，不如动物细胞中两类IRE1同源，暗示细胞类型的分化仍旧不得解。无论那种通路的激活都会导致b-ZIP 转录因子的产生，单独作用或相互合作来激活靶基因。
ATF6是最初被合成的内质网膜跨膜蛋白，是能够大量内质网域的转录因子。未折叠蛋白一旦累积，ATF6就被装入运输囊泡，被运往高尔基体。在高尔基体ATF6被两个蛋白酶S1P和S2P水解，自由的N末端进入细胞核并激活UPR靶基因。ATF6靶基因重要内质网腔内蛋白和内质网折叠有关。例如，Bip(热休克蛋白家族的一员)。蛋白质二硫键异构酶和葡萄糖调节蛋白94（GRP94;Hso90家族的一员）。固醇调节元件结合蛋白是哺乳动物控制固醇生物合成的转录因子ATF6用和SREP相同的酶。然而，SREP在内质网内部调控机制很好理解，ATF6如何应答ER应激的机制就鲜为人知了。它的ER腔内没有显示与其他蛋白的同源性。ATF6和BIP有关联，BIP在ER应激中的作用有助于UPR的激活。ATF6在内质网腔内包含分子二硫键的连接,ER内环境氧化还原感受器的作用。
UPR的第二个信号通路是由内质网跨膜蛋白PERK介导的。内质网应激时，PERK形成同源二聚体并且自身磷酸化，普通翻译起始因子的a亚基eIF2a,间接抑制eIF2a，并抑制mRNA的翻译。从而，eIF2被限制，一些包含开放5‘端的开放阅读框mRNA却被翻译。其中就有编码ATF4的。两个重要靶基因 ATF4驱动的是CHOP和GADD34.CHOP是一个控制编码诱导凋亡基因的转录因子。UPR的PERK通路试试强有力的保护性信号通路又能诱导细胞凋亡。此二元物极可能在eIF2 a磷酸化水平时表达，对其进行磷酸化处理的结果就是例证。GADD34编码一个PERK诱导元件磷酸化蛋白PPIC抵抗PERK通过去磷酸化选择性的抑制GADD34-PP1C复杂化，通过小分子对GADD34的删除来保护细胞应对ERS通过延长低水平磷酸化。如果GADD34受到危害基本被删除，这一致命结果有磷酸化造成，可见稳定的重要性。
UPR 的第三条通路因存在于酵母中而得名，是研究的最为清楚的一个通路。IRE1是生物功能跨膜蛋白，具有核酸酶活性，它用独特机制拼接mRNA,传递UPR 信号。随着之后内质网膜上的寡聚化造成构想的改变，IRE1在两个特殊位点切除一段基因来编码相应的UPR转录因子，称为XBP1(X-BOX结合蛋白1)。剩余的外显子被连接在一起（存在于酵母中的RNA连接酶，一种或多种未见于哺乳动物细胞中的酶）转为一个拼接好的mRNA,可用于有活性的转录因子（XBP1s有标记物提示它是拼接后的RNA产物)酵母中，IRE1协助UPR基因的表达，然而在动物细胞中，诱导UPR转录因子间有冗余。尽管如此，XBP1S在知道脂类生物合成酶方面的扮演着重要角色。
对IRE1激活的分子机制的深入研究
结构和生物物理实验提供了IRE1激活的地详细视图。RNA核酸酶激活过程：从无活性单体组装成紧密连接的二聚体进一步折叠成高度有序的低聚体。在激活过程中IRE1自身磷酸化，IRE1单体间 头对头相互作用，这样中符合有助于激活反相磷酸化，但是二聚体RNA核酸酶位点不组装状态。IRE1单体反响磷酸化为寡聚体可能仍在继续。IRE1激活新欢的磷酸化作用及其他蛋白激酶，增进核酸酶与其激酶位点的结合。然而，IRE1的磷酸化状态可能会以其他方式改变活性。IRE1低聚物结构部分磷酸盐形式稳定盐桥连接单体，表明磷酸化在IRE1激活中很重要。PERK及其他激酶通常传递信号不通过磷酸化反应，IRE1的激酶活性可能被完全绕过去。酵母中，没有IRE1蛋白激酶活性的突变体，在未折叠蛋白反应累积时，保持寡聚体状态仍能够拼接RNA并介导mRNA拼接，虽然程度有些减弱。令人惊讶的是,这些突变体在关闭的延迟剪接反应后应对ER应激。未能正确地灭活IRE1不当延长UPR信号,降低细胞UPR引起的条件下生存。因此,自身磷酸化是一个关键的特性UPR自我平衡的反馈循环。早些添加磷酸盐有助于稳定IRE1寡聚物形式和为进一步激活配体开放结合位点。磷酸盐晚些 加入的可能使低聚物受到破坏,也许只是简单在低聚物之间建立电荷斥力或是因为其他因素提供结合位点帮助低聚物的解体。这种机制可能促进，向磷酸化的IRE1之间的嵌入到激活的低聚物和过度磷酸化而解体，这两者的之间的一个动态平衡。
有越来越多的证据表明使IRE1激活的阈值综合可以通过各种方式调解。例如,结合到IRE1的激酶位点上的小分子可以被不同的催化剂抑制或激活。这些化合物的绑定被认为保守的蛋白激酶:在两个构想状态之间的转换“aC-helix”和“aC-helix。“在第一个构象,IRE1倾向于二聚体化并被激活第二种构想中倾向于抑制激活的。因此IRE1的激酶域作为一个包含有配体的构象模块,可以调节激活阈值。这为IRE1提供了一种由核苷酸调节的方法(或者其他涉及核苷酸结合域的代谢分子)。通过寡聚化和激活反应的调节在酵母IRE1在低聚物界面上有第二配体结合位点,到目前为止,只见于体外。
IRE1与底物的相互作用
目前的研究把注意力放在由IRE1靶向XBP1Mrna的作用机制。在芽殖酵母中，HAC1mRNA(酵母中的XBP1同源物)在其必须的且能足够集中激活的IRE1的3′非翻译区包含一个目标信号。相反，在哺乳动物细胞中，XBP1u相比之下,哺乳动物的XBP1u,是由未经剪切的 XBP1mRNA翻译过来的蛋白质，在c端包含有疏水多肽段，
可以作为将XBP1u-转化多核糖体带到膜表面的信号序列。植物细胞中的bZIP60是
XBP1的同源物，也是尤为间接的mRNA翻译而来，且 靶向内质网膜成为其内嵌蛋白膜。这两种情况下,拼接改变的是开放阅读框疏水的目标序列没有被翻译,致使产生可溶性的转录因子。因此,bZIP60和ATF6之间存在有趣的相似之处都是mRNA拼接或蛋白质水解使得内质网驻留蛋白感应到并引发UPR反应产生的转录因子。酵母IRE1的细胞质激酶/核糖核酸酶域表现出很大活性，动力学角度说明两个或更多IRE1分子只有组装才能表现完全的酶活性。荧光标记IRE1融合蛋白的寡聚化在光学显微镜下是可见的，当UPR被激活动态的内质网膜上的离散点集聚直到允许荧光团之间荧光能量传递的接近程度。一个基于活性的寡聚体的IRE1蛋白质作用面的晶体结构模型，当IRE1二聚体堆叠在一个低聚物时形成，并稳固核糖核酸酶活性部位,提供一个直观的说明了聚合反应和酶的激活可能是耦合的。因为它的互作特性,IRE1核糖核酸酶激活性会突然达到临界阈值浓度， IRE1的胞质模块,有一种类似开关属性。在细胞内,许多IRE1模块产生的信号，这样的二进制输出会累积成能体现输出信号的强度的反应这对稳态的维持是非常有用的。只要将内质网多个位置上的信号进行集成，这种综合信号就会发生，可以随时有效的清点激活的IRE1集群的个数。
UPR激活过程中未折叠蛋白感受和选择模块
为了感受内质网腔内未折叠蛋白，UPR信号蛋白一定和内质网腔感应域相互作用。然而所有蛋白都以未折叠状态进入内质网。所以，IRE1、PERK和ATF6被激活的阈值一定要协调。早期研究表明，IRE1和PERK都以单体的非激活形式与BIP结合，未折叠蛋白竞争性与BIP结合，BIP 更倾向于与腔域分离，使IRE1和PERK自发低聚化。然而随后对酵母的研究显示，不能结合Bip的突变体去可以有效激活UPR，意味着IRE1可以不依赖Bip而独立发挥调控作用。另有模型表明，IRE1以激活配体的形式见解和未折叠蛋白结合。包含为了平衡而留有凹槽的酵母IRE1腔域支持直接结合的模型。IRE1结合未折叠蛋白扩大缩氨酸引发IRE1腔域的低聚化，最近的这一证据更好地支持了间接作用的观点。哺乳动物的IRE1腔 域以一种闭合结合凹槽，其晶体结构说明凹槽的开闭引发结构的改变，从而引起IRE1的激活。不是提供UPR激活开关，IRE1腔域与Bip的相互作用可能扮演着作为单体间的缓冲这一微妙的角色。因此，稳定在一个适当水平使IRE1单体集中直到能够被未折叠蛋白配体的结合，尽管未折叠蛋白识别通常被认为是UPR的激活的，第一个模块越来越多证据说明腔域并不能控制IRE1的激活。奇怪的是，在脂类的合成过程中将腔域删除或用亮氨酸拉链替换后，IRE1仍可被诱导，内质网膜环境一旦紊乱，人造二聚体可为IRE1的二聚体化提供基板。相似的，如果内质网腔中只有少数几个氨基酸的内质网尾部锚定蛋白，ATF6（而不是IRE1）选择
内质网应激在肝脏疾病中的研究进展
·2679·https:// E-mail: ******************.cn2024年7月 第27卷 第21期中国全科医学
·综述与专论·
内质网应激在肝脏疾病中的研究进展
李川，吴云冲，杨颜颜，卢桃，刘玉娟，林世德*
563000 贵州省遵义市，遵义医科大学附属医院感染科*通信作者：林世德，教授/博士生导师；E-mail：*****************.cn
【摘要】 大量研究证实内质网应激（ERS）与肝脏疾病的发生、发展密切相关，但ERS与肝脏疾病进展的关联
机制目前尚未明确，还需进一步探索。诸多研究发现，适度的ERS能激活未折叠蛋白反应（UPR）以保护细胞，而严
重或持续的ERS将诱导细胞凋亡。因此，探讨ERS在肝脏疾病发病机制中的作用可能有助于发现新的治疗策略。故
本文就ERS和UPR在多种肝脏疾病中的研究现状及其潜在治疗策略进行阐述。
【关键词】 肝病；内质网应激；未折叠蛋白反应；细胞凋亡；炎症
【中图分类号】 R 256.4 【文献标识码】 A DOI：10.12114/j.issn.1007-9572.2023.0545
Advances in Endoplasmic Reticulum Stress in Liver Diseases
LI Chuan，WU Yunchong，YANG Yanyan，LU Tao，LIU Yujuan，LIN Shide*Department of Infectious Diseases，Affiliated Hospital of Zunyi Medical University，Zunyi 563000，China
*Corresponding author：LIN Shide，Professor/Doctoral supervisor；E-mail：*****************.cn
【Abstract】 A large number of studies have confirmed that endoplasmic reticulum stress（ERS）is closely related to the
内质网应激介导β细胞生存死亡的研究进展
垦匿内坌塑垡堂蓥查２塑生！旦笠塑鲞筮垒塑幽』坠堂匦趔些：丛垫盟：型望：№：璺
内质网应激介导１３细胞生存／死亡的研究进展
崔巍施秉银
【摘要】内质网应激（ＥＲＳ）是细胞应激的重要组成部分，表现为内质网腔内错误折叠和未折叠
蛋白聚集以及细胞内ｃａ２＋平衡紊乱，与应激细胞的适应、损伤或凋亡直接相关。ＥＲｓ诱发的主要信
号通路有未折叠蛋白反应（ＵＩ瑕）、固醇调节级联反应以及凋亡信号通路。Ｂ细胞具有高度发达的内质
网，对ＥＲＳ极具易感性。ｐ细胞可通过上述信号通路维持内质网稳态以求得细胞生存，但过长、过强的ＥＲＳ可激活特有的凋亡通路导致８细胞的死亡。【关键词】内质网应激；未折叠蛋白反应；ｐ细胞；细胞凋亡；糖尿病
ＥＩＩｄ呐幽酬ｃｌ蛔ｓ嗽：ｐｃｅｌｌｍｍｌｄｄ触‰伽耽，脚船伽．聊矿肌
面ｃ而蝴删触犯‰，毗胁觑哦诎，坛疵谢删矿耐∞此研Ｄ昭№妙，皿’∞７１００６ｌ，铡ｍ
【Ａｂｓ呐ｃｔ】Ｅ１１ｄｏｐｌ跚Ｉｌｉｃ州ｃｕｌ岫ｓｍ二蹋ｉ８０ｆｔ１１ｅｃｒｉｔｉｃａｌｃｏｍｐ呻ｅ鹏ｉＩｌｃｅⅡｓ味ｊ路．Ｍａｎｙｄｉｓ山ｒ－ｂａｌｌ懒，№ｌｕｄｉＩｌｇｔｌ】ｅｐＩ龇ｅ０ｆＩＩｌｉ舶Ｉｄｅｄ锄ｄⅢ埘ｄｅｄ呻ｔｅｉ璐ｉＩｌ龇廿酬踟ｉｃ硎ｃｕｈ肋（ＥＲ），趴ｄ岫
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内质网应激
内质网应激
庄娟（江苏省淮阴师范学院生命科学学院淮安223300）摘要内质网是真核细胞内蛋白质合成的重要场所，只有正确折叠的蛋白质才能够在内质网驻留或转运至高尔基体。如果蛋白质合成过多或不能正确折叠与运输，内质网内就会累积大量蛋白质，造成内质网应激，引发未折叠蛋白质反应。未折叠蛋白质反应主要与内质网感受器蛋白介导的信号通路有关。关键词内质网应激未折叠蛋白质反应内质网感受器
内质网（endoplasmicreticulum，ER）是真核细胞内蛋白质合成、脂质生成和钙离子贮存的主要场所。多种蛋白需要在内质网中折叠、组装、加工、包装及向高尔基体转运，这是一个需要细胞精确调控的过程。ER含有一种免疫球蛋白结合蛋白（immunoglobulin－bind-ingprotein，BIP）和蛋白二硫键异构酶（proteindisulfideisomerase，PDI），可以帮助与促进蛋白质的正确折叠。不能正确折叠的畸形肽链或未组装成寡聚体的蛋白质亚单位，无论是在内质网腔内还是在内质网膜上，一般不能进入高尔基体，主要通过泛素依赖性降解途径被蛋白酶体所降解。当内质网中未折叠或错误折叠蛋白累积，就会造成内质网应激，引发未折叠蛋白质反应（unfoldedproteinresponse，UPR）。1内质网应激内质网应激（endoplasmicreticulumstress，ERS）是指细胞受到内外因素的刺激时，内质网形态、功能的平衡状态受到破坏后发生分子生化的改变，蛋白质加工运输受阻，内质网内累积大量未折叠或错误折叠的蛋白质，细胞会采取相应的应答措施，缓解内质网压力，促进内质网正常功能的恢复［1］。引发ERS的因素很多，缺血低氧、葡萄糖或营养物匮乏、钙离子紊乱等可造成急性应激损伤；而病毒感染、分子伴侣或其底物的基因突变等能引发慢性应激损伤。根据诱发原因，可将ERS分为以下3种类型：①未折叠或者错误折叠蛋白质在内质网腔内蓄积引发的UPR；②正确折叠的蛋白质在内质网腔内过度蓄积激活细胞核因子κB（NF－κB）引发的内质网过度负荷反应（ERover－loadresponse，EOR）；③胆固醇缺乏引发的固醇调节元件结合蛋白质（sterolregulatoryelementbindingprotein，SREBP）通路调节的反应。ERS是细胞对内质网蛋白累积的一种适应性应答方式，细胞通过减少蛋白质合成，促进蛋白质降解，增加帮助蛋白质折叠的分子伴侣等方式缓解内质网压力［2］。但ERS过强或持续时间过长，超过细胞自身的调节能力，就会伤害细胞，引起细胞代谢紊乱［3］和凋亡［1］等。2未折叠蛋白质反应目前对UPR的机制研究较为深入。如果新合成的蛋白质在N末端糖基化、二硫键形成以及蛋白质由内质网向高尔基体转运等过程受阻时，未折叠或错误折叠的新合成蛋白质就会在内质网中大量堆积，细胞就会启动UPR［2］。UPR与内质网膜上的跨膜蛋白PERK（PKR－likeER1kinase）、IRE1（inositolrequiringenzyme1）和ATF6（activatingtranscriptionfactor－6）介导的信号通路有关［4，5］，这三种膜蛋白也被称为内质网感受器（ERstresssensors）［2］。2．1内质网感受器蛋白的激活BIP（immunoglobulin－bindingprotein）是ER腔内的一种分子伴侣，为热休克蛋白70（heatshockproteinof70kDa，HSP70）家族成员，又称为葡萄糖调节蛋白78（glucose－regulatedpro-teinof78kDa，GRP78），由N端的ATP酶结构域和C端的待折叠蛋白结合结构域组成，从酵母到高等哺乳动物高度保守。BIP能结合未折叠蛋白质富含疏水氨基酸区域，利用ATP水解释放能量帮助蛋白质折叠，并阻止未折叠、错误折叠的蛋白质聚集。非应激状态时GRP78/BIP与PERK、IRE1及ATF6这三种感受器的ER腔部分结合在一起，此情况下感受器蛋白没有活性。当ER内蛋白聚集，内质网处于应激状态时，与未折叠蛋白结合能力较强的BIP就解离释放到ER腔内，执行蛋白质折叠功能。此时内质网感受器被激活，产生PERK－eIF2α、IRE1－XBP1s和ATF6－ERSE三条主要的信号通路，进行UPR［2，6］。内质网应激条件下，BIP/GRP78表达上调明显，因而BIP/GRP78的诱导表达可作为ERS和UPR的激活标志［7］。2．2信号通路PERK－eIF2α的应答反应PERK是内质网单次跨膜蛋白，胞质区有激酶结构域。内质网应激时，与BIP/GRP78解偶联的PERK蛋白形成同源二聚体，胞质区结构域自身磷酸化被激活，与真核生物起始因子2（eukaryoticinitiationfactor2，eIF2）的α亚单位（eIF2α）结合并促使eIF2α上的N端第51位丝氨酸磷酸化。磷酸化的eIF2a蛋白能抑制翻译起始复合物中GDP与GTP的交换，阻断了翻译起始复合物eIF2－GTP－tRNAMet的组装，从而抑制蛋白质的翻译与合成，减少新生蛋白质向内质网的内流，减少未折叠蛋·2·生物学教学2012年（第37卷）第12期白的进一步增加［8］。磷酸化的eIF2α虽然能够非特异性地抑制细胞内一般蛋白的合成，但也会特异性提高某些基因的表达，如磷酸化eIF2α可选择性介导转录激活因子4（activatingtranscriptionfactor4，ATF4）的mRNA表达水平升高，翻译水平显著增加。ATF4属于CCAAT增强子结合蛋白（CCAAT/enhancer－bindingprotein，C/EBP）的转录因子，进入细胞核后可以作用于下游因子，通过促进氨基酸代谢、氧化还原反应，蛋白质分泌和缓解细胞应激反应使细胞存活［9］，持久的ERS也会激活CCAAT增强子结合蛋白（C/EBPhomol-ogousprotein，CHOP）和细胞生长抑制与DNA损伤诱导基因（growth－arrestandDNAdamage－inducialgene34，GADD34）等蛋白的表达，使细胞进入内质网应激诱导的凋亡程序［10，11］。2．3信号通路IRE1－XBP1s的应答反应IRE1是单次跨膜内质网驻留蛋白，胞质区具有丝氨酸/苏氨酸受体蛋白激酶活性和核糖核酸内切酶活性。发生UPR时IRE1蛋白形成二聚体，激活IRE1蛋白激酶活性并发生自身磷酸化。X盒－结合蛋白1（Xbox－bindingprotein1，XBP1）mRNA为ATF6的诱导产物，XBP1mRNA编码具有碱性亮氨酸拉链（basicleucinezipper，bZIP）结构的转录因子［12］。磷酸化激活IRE1的核酸内切酶活性，可以与底物XBP1前体mRNA分子结合，并剪切其一个26nt的内含子，产生新的mRNA转录本，翻译生成有活性的转录因子XBP1s（boxbindingprotein1splicing）。XBP1s进入细胞核后与内质网应激反应元件（ERstressresponseelement，ERSE）的基因启动子结合，诱导CHOP、BIP/GRP78等分子伴侣和折叠酶基因的表达，上调内质网相关蛋白降解（ERasso-ciateddegradation，ERAD）组份，加快蛋白折叠和错误蛋白降解［13］。IRE1在哺乳动物和人类细胞中有IRE1α和IRE1β两种构型。研究表明，IRE1α和IRE1β都能与ER定位的mRNA分子（ER－localizedmRNA）作用［14］，IRE1α剪切前体XBP1mRNA能力较IRE1β强［15］，而在IRE1β过表达的HeLa细胞中，IRE1β剪切28SrRNA的能力较强［16］。Nakamur等［9］的研究表明，人类细胞IRE1β能抑制膜结合核糖体的翻译活性，广泛抑制内质网相关蛋白的合成，而游离核糖体蛋白合成功能不受影响。因此，在发生UPR时IRE1β活化，通过降解内质网定位的mRNA而减少分泌性蛋白的合成，有效缓解ERS。2．4信号通路ATF6－ERSE的应答反应内质网驻留蛋白ATF6为跨膜蛋白，内质网腔内区负责感知蛋白折叠情况，胞质区由转录激活结构域和含bZIP的DNA结合结构域构成［17］。ERS发生时，BIP/GRP78偶联解除，ATF6从内质网转位至高尔基体，并被高尔基体内S1P与S2P蛋白酶（site－1，site－2protease）先后切割，释放出N端转录激活结构域，产生活化型ATF6。活化型ATF6作为转录因子进入细胞核，诱导含有内质网应激反应元件（ERstressresponseelement，ERSE）的基因启动子起始转录［8］。一些重要的内质网分子伴侣，例如BIP、GRP94、PDI以及一些转录因子XBP1、CHOP/GADD153都被鉴定为ATF6的下游靶基因［18，19］。3结语综上所述，内质网不仅是蛋白质和脂质合成的重要场所，也是细胞内信号转导的关键场所，与细胞存活或凋亡的命运密切联系。当内质网内蛋白合成过多超过其折叠能力，或者合成蛋白不能正确折叠，内质网内就会累积大量蛋白质，引起内质网应激。细胞为了缓解内质网压力，启动未折叠蛋白质反应。内质网膜上的三种压力感受器蛋白：PREK、IRE1和ATF6与BIP/GRP78解偶联，激活三条信号转导途径，抑制一般蛋白合成，上调内质网应激相关蛋白的表达，使细胞得以存活。但是，内质网压力过强或持续时间过长，超过细胞处理的能力时，应激信号通路就会切换至细胞凋亡通路，造成细胞死亡。
海南大学生物工程学院2021年《细胞生物学》考试试卷(850)
海南大学生物工程学院2021年《细胞生物学》
课程试卷（含答案）
__________学年第___学期 考试类型：（闭卷）考试
考试时间： 90 分钟 年级专业_____________
学号_____________ 姓名_____________
1、判断题（35分，每题5分）
1. 细胞周期蛋白及其磷酸化状态两者决定一个Cdk蛋白是否具有酶活性。（ ）
答案：正确
解析：
2. 放线菌酮可特异性地抑制核糖体的蛋白质合成。（ ）
答案：错误
解析：放线菌酮无须特异性抑制80S核糖体的蛋白质合成。
3. 真核生物的18S、28S和5S的rRNA属于同一个转录单位，先转录成一个45S的前体，然后边加工边装配核糖体的大、小两个亚基。（ ） 答案：错误
解析：真核生物的18S、28S和5.8S的rRNA属于同一个转录单位。
4. 单个核糖体的大小亚基总是结合在一起，核糖体之间从不交换亚基。（ ）
答案：错误
解析：在每一轮翻译后，核糖体的亚基之间互相交换会进行互换。当核糖体从一条mRNA链上释放下来后，它的两个亚基解体，进入一个含游离大亚基和小亚基的库，并从那里已经形成翻译一条新mRNA时所需的核糖体。
5. 原核生物和真核生物的核糖体都是在胞质溶胶中装配的。（ ）
答案：错误
解析：真核生物的核糖体是在核仁中装配的。
6. 细胞分化是选择性基因表达的结果，所以受精卵中不同的区域表达不同组织的专一性基因。（ ）
答案：正确
解析：受精卵细胞中的上皮细胞中，物质分布是不平滑的，正是这种不均一分布决定了细胞的分化。
7. 来源于质膜的不同信号能通过细胞内不同信号途径间的相互作用而被整合。（ ）
答案：正确 解析：
2、名词解释（40分，每题5分）
1. 核糖体（ribosome）
未折叠蛋白反应 (3)
未折叠蛋白反应：从应激通路到稳定调节
Peter Walter and David Ron
细胞分泌或展示在起表面的大多蛋白质进入它们折叠组装的场所内质网，只有合适的组装蛋白质才能从内质网进入细胞表面。细胞会根据需要来调节内质网内部蛋白质组装能力，从而确保蛋白质折叠的精确性。分泌蛋白或膜蛋白在它们被分派到内膜系统其他细胞器、分泌到细胞表面、或释放到胞外之前都在内质网腔内折叠、成熟。内质网通过激活包内信号转导来反应腔内未折叠蛋白的压力，这统称为未折叠蛋白反应（UPR）。而且，至少三种明显不同的UPR通路来调节各种不同基因的表达使内质网保持稳态或当内质网应激得不到消除时诱导细胞凋亡。最近研究进展给UPR的复杂机制及其在各种疾病中扮演的角色带来了一线光明。
泌蛋白或膜蛋白在它们被分派到内膜系统其他细胞器、分泌到细胞表面、或释放到胞外之前都在内质网腔内折叠、成熟。UPR，一种保守系统发生信号路径，是内质网的检测器，检测折叠能力的不足并，感知错误折叠的胁迫，从而根据内质网状态来交流信息来调控振和基因表达。UPR的激活是通过对内质网膜表达的调节，用新合成的蛋白质折叠基质填充来满足需要。这种长期大范围转录调控伴随着进入内质网的蛋白质流量瞬间减少。这样UPR建立并维持的稳态的无数其他循环的一个范例。
复杂的细胞器安排发生元件的分子水平上得到阐明时，细胞生物学 进展才能完美体现。UPR就是其中一个例子，他详细表述的分子机制说明了一个真核细胞调控器内质网的能力。令人感到意外的是，由于这些机制的激增，关于UPR是如何与细胞生理杂乱的各方面协调并维持稳态的，这方面的发现的大门被打开了。
事实上，真核细胞所有用来与环境惊醒信息交流的蛋白都在内质网组装。它们传出传入的信息决定了器官的健康，比如传递细胞分裂、成熟、分化或死亡的信号。一个阈值来保证各部分组装的精确性，离开了这些质量控制集体就会陷入混乱局面。ER的基本功能就是运用对蛋白质的质量控制，使得只有经过正确折叠的蛋白质才能装入内质网囊泡被运网细胞表面。错误折叠蛋白滞留在ER内部，被排到细胞液后被蛋白酶体降解，这个过程成为内质网相关蛋白降解（ERAD）。ERAD在不能引起UPR的细胞中是必须的，这也体现了多台不能回到他原来的状态的重要性。 分 UPR的延长意味着ER应激没有得到缓和，稳态没有得到恢复，这关联细胞的生死。同时也说明，保证凋亡可能涉及防止机体退化，劣种细胞缺乏保证精确的信号组分。生死抉择基于内质网应激能否得到及时缓和，这也很好的解释了UPR在各种人类疾病中重要角色。如果细胞稳态失衡，杀死细胞对整体有利，UPR会是促使细胞凋亡的执行者，或是防治坏死细胞伤害机体的卫兵。蛋白质错误折叠造成的疾病种类有：视网膜炎，（一种视网膜发育过程中突变的视紫红质折叠导致的视网膜恶化的遗传病，另外一个例子是二型糖尿病，胰岛B细胞因为胰岛素产量过度要求而妥协。第二大类型涉及病毒感染，利用UPR来增加内质网组装能力来满足病毒的复制。相似的，有一种类型的癌症，尤其是分泌细胞的癌变，如多发性骨髓瘤利用UPR的细胞保护功能来满足自身增殖的需要。基于UPR活性结果分歧是否存在一个操作来治疗性的干预UPR还不清楚。所以发展UPR的信号传导分子机制的精确理解，并且研制有选择的调节通路步骤显得尤为重要。
海南大学生物工程学院2021年《细胞生物学》考试试卷(359)
海南大学生物工程学院2021年《细胞生物学》
课程试卷（含答案）
__________学年第___学期 考试类型：（闭卷）考试
考试时间： 90 分钟 年级专业_____________
学号_____________ 姓名_____________
1、判断题（40分，每题5分）
1. 呼吸链酶系和氧化磷酸化作用定位于线粒体基质中。（ ）
答案：错误
解析：细胞呼吸线粒体的场所是在细胞质基质中，但是氧化磷酸化是在线粒体的基粒上进行的。
2. 在电子显微镜制样中，锇酸主要染色蛋白质，铅盐容易染色脂肪，醋酸铀主要用来染色核酸。（ ）
答案：错误
解析：锇酸主要染色脂肪，铅盐容易染色蛋白质，醋酸铀主要用来染色多肽。
3. 单一核糖体只能合成一种类型的蛋白质。（ ）
答案：错误 解析：细胞质所有的核糖体都是相同的，可以合成任何由特定mRNA翻译的特定蛋白质。翻译后，核糖体从mRNA上释放出来，再开始翻译新的mRNA。
4. 细胞坏死往往会引起炎症，而程序性细胞死亡不会引起炎症，根本原因是细胞是否破裂。（ ）
答案：正确
解析：程序性细胞死亡不会导致细胞破裂，因而不会有伤口，也就绝不引起感染。
5. 在泛素化途径降解蛋白质过程中，泛素随靶蛋白一同被蛋白酶体降解。（ ）
答案：错误
解析：泛素并不被降解，它可以循环利用。
6. 极微管头对头连接，因此从一个纺锤极到另一个纺锤极是连续存在的。（ ）
答案：错误
解析：极微管末端相互重叠并通过将微管相互连接跨接起来的蛋白质而之间。
7. 细胞间隙连接的连接单位叫连接子，由6个亚基组成，中间有孔道，可以进行物质的自由交换。（ ）
答案：错误
解析：不能需要进行自由交换，连接子具有可调节性和选择性。 8. 早期胚胎细胞的细胞周期短，随着卵裂球数量增加，其总体积也随着增加。（ ）
海南大学生物工程学院2021年《细胞生物学》考试试卷(487)
海南大学生物工程学院2021年《细胞生物学》
课程试卷（含答案）
__________学年第___学期 考试类型：（闭卷）考试
考试时间： 90 分钟 年级专业_____________
学号_____________ 姓名_____________
1、判断题（35分，每题5分）
1. 核孔复合体中央有一通道，其大小不能调节，但蛋白质自细胞质输入核内以及RNA自核内输出到胞质，都是高度有选择性的。（ ）
答案：错误
解析：核孔复合体的有效通道的大小是可以调节的。
2. 细菌DNA的复制受细胞分裂周期的限制，只能在S期进行。（ ）
答案：错误
解析：细菌DNA的复制倍受不受细胞分裂周期的限制，可以连续进行，真核细胞DNA只能在S进行复制。
3. 细胞是生命活动的基本单位，也是生命的唯一表现形式。（ ）
答案：错误 解析：还有病毒等非细胞的生命形式。
4. 在动物细胞中，中心体是主要的微管组织中心。（ ）
答案：正确
解析：纺锤体微管微管和胞质微管由中心体基质囊一百多个γ管蛋白形成的环状核心放射出来。
5. IP3是直接由PIP2产生的，PIP2是从肌醇磷脂衍生而来的，肌醇磷脂没有掺入另外的磷酸基团。
答案：正确
解析：PIP2掺入三个磷酸基团，其中一个连接肉桂与二酰甘油酯。IP3通过一个简单的水解反应产生。
6. 抑癌基因突变能转变成癌基因从而致癌。（ ）
答案：错误
解析：抑癌基因发生突变后会失去抑癌功能。
7. 与胞内受体结合的信号分子多为亲脂性分子。（ ）
答案：正确
解析：亲脂性分子疏水性较强，可穿过细胞膜进入细胞。
2、名词解释（40分，每题5分）
1. 肌球蛋白（myosin） 答案：肌球蛋白（myosin）是粗肌丝的主要化学成分，为6条多肽链围成的纤维蛋白，长约160微米。相对分子质量即约为450000。每个分子包括头部和南区杆部两个区，似豆芽状。杆部由两条称做重链的长肽链以α双螺旋缠绕而成；头部由双链的末端和4条称为重链的短肽链盘曲而成。头部有骨骼肌和ATP的结合位点。并具有活性ATP酶。
高中生物-武汉外国语学校2023~2024学年度下学期生物学测试卷(13)-解析版
生物学试卷（13） 第1页，共13页 武汉外国语学校2023~2024学年度下学期
生物学测试卷（13）
本试卷共8页，22题。满分100分。考试用时75分钟。
一、选择题：本题共18小题，每小题2分，共36分。在给小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．糖类和脂质都是人体生命活动中必不可少的物质，但摄入过多会导致肥胖、血管堵塞等。下列叙述正确的是
A.组成淀粉、糖原的葡萄糖之间的连接方式和排列方式相同
B.磷脂、胆固醇和脂肪都是人体细胞细胞膜的重要组成成分
C.蔬菜中脂溶性的维生素D可促进肠道对钙和磷的吸收
D.水果、蔬菜中富含的糖原被人体消化吸收后能增加血糖浓度
【答案】C
2．某研究小组在体外条件下进行了无机盐对脂肪酶活性影响的实验，结果如图所示。下列叙述错误的是
A.本实验的自变量是无机盐的种类和浓度
B.不同种类的无机盐对脂肪酶活性的影响不完全相同
C.某些无机盐作用后可能改变了酶的结构使其活性发生改变
D.2×10－9 mol·L-1的NaCl浓度下，脂肪酶活性最低，有利于减肥
【答案】D
【详解】本实验研究的是不同种类无机盐对脂肪酶活性的影响，无机盐的种类和浓度属于自变量，A正确；图中曲线有未重合的部分，说明不同种类的无机盐对脂肪酶活性的影响不完全相同，B正确；某些无机盐作用后，酶的活性会发生改变，故酶的结构也可能会发生改变，C正确；由图中NaCl对脂肪酶活性影响的曲线可知， 2×10－9 mol·L-1的NaCl浓度下，脂肪酶活性最低，脂肪难以被水解，不有利于减肥，D错误。
3．将某作物种子置于适宜萌发的条件及该作物生长的最适光照下萌发，检测萌发过程中干重随萌发时间的变化，如图。假设萌发过程中消耗底物均是葡萄糖，B点时检测到CO2释放量与O2消耗量之比为8∶3。下列叙述错误的是 生物学试卷（13） 第2页，共13页
A.C点前干重减少的主要原因是呼吸作用分解有机物
内质网应激与脂类代谢
DOI: 10.13376/j.cbls/2014144
文章编号：1004-0374(2014)10-1004-08 ∙
评述与综述 ∙
内质网应激与脂类代谢
孟 冉1
，阮国良1
，杨代勤
1,2,3*
(1 长江大学动物科学学院，荆州 434025；2 淡水水产健康养殖湖北省协同创新中心，
摘 要 ：内质网应激激活的未折叠蛋白反应 (unfolded protein response, UPR) 是维持机体代谢平衡的重要信
号通路。同时，内质网与脂类合成、转运和分解密切相关。近来研究发现 UPR 对脂类代谢具有调节作用。
主要讨论内质网应激激活的 UPR 对脂类合成、转运和分解的影响及其机制。
关键词 ：内质网应激 ；脂类合成 ；脂类转运 ；脂解
中图分类号 ：Q257 ；Q291 文献标志码 ：A
Intersection of ER stress and lipid metabolism
MENG Ran1
, RUAN Guo-Liang1
, YANG Dai-Qin1,2,3*
(1 College of Animal Science, Yangtze University, Jingzhou 434025, China;
2 Hubei Collaborative Innovation Center for Freshwater Aquaculture, Wuhan 430070, China; 3 Engineering Research
Center of Ecology and Agricultural Use of Wetland, Ministry of Education, Jingzhou 434025, China)
Abstract: The unfolded protein response (UPR) was identified as a signal transduction system that is activated by
内质网应激中IRE1级联反应对动脉粥样硬化的作用
内质网应激中IRE1级联反应对动脉粥样硬化的作用
刘斯文;郭晓辰;张军平
【期刊名称】《中国病理生理杂志》
【年(卷),期】2016(032)006
【总页数】6页(P1147-1152)
【关键词】内质网应激;未折叠蛋白反应;需肌醇酶1;级联反应;动脉粥样硬化
【作 者】刘斯文;郭晓辰;张军平
【作者单位】天津中医药大学研究生院,天津300193;天津中医药大学第一附属医院心血管科,天津300193;天津中医药大学第一附属医院心血管科,天津300193
【正文语种】中 文
【中图分类】R363
1 概述
内质网(endoplasmic reticulum，ER)蛋白质折叠在生理上是至关重要的，它的破坏导致内质网应激(endoplasmic reticulum stress，ERS)触发动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)发生发展。未折叠蛋白反应(unfolded protein response，UPR)是目前研究最为透彻的ERS信号通路，一定程度的UPR有利于维持ER功能和细胞生存，但过强或过久应激则诱发细胞凋亡。UPR是由ER常驻分子伴侣葡萄糖调节蛋白78/免疫球蛋白重链结合蛋白(glucose-regulated protein
78/immunoglobulin heavy chain binding protein，GRP78/BiP)和ER上3种跨膜信号转导蛋白需肌醇酶1(inositol-requiring enzyme 1，IRE1)、双链RNA依赖的蛋白激酶样ER激酶(PKR-like ER kinase，PERK)、活化转录因子6(activating transcription factor 6，ATF6)感知和介导的一种适应性代偿防御机制[1]。它的发现者Kazutoshi Mori和Peter Walter于2014年获得了有“诺贝尔风向标”之称的拉斯克基础医学奖。