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TAT-PTD的研究进展 蛋白质转导结构域(protein transduction domain, PTD)或称细胞穿膜肽(cell penetrating peptides, CPPs)是一条以肽为载体的有效运输各种物质进入细胞及细胞核的系统[1]。通过PTD携带的物质有全长蛋白质、DNA、化学药物、寡核苷酸、40 nm 磁珠和200 nm 脂质体等[2]。目前已知的具有细胞穿膜效应的多肽序列如表1所示。 表1 　具有细胞穿膜效应的多肽序列 Table 1 　Amino acid sequences of intracellular transduction peptides Peptide Amino acid sequence HIV-1 TAT YGRKKRRQRRR HSV VP22 DAATATRGRSAASRPTERPRAPARSASRPRPRRPVE Drosophila Antp RQIKIYFQNRRMKWKK V region of Anti-DNA antibody VAYISRGGVSTYYSDTVKGRFTRQKYNKRA Kaposi FGF AAVALL PAVLLALLAP Grb2 (SH2 domain) AAVLL PVLLAAP Integrinβ3 VTVLAL GALAGVGVG HIV-1 gp41 (1223) GAL FL GFL GAAGSTMGA Caiiman croc. Ig(v) light chain MGLGLHLLVLAAALQGAMGL GLHLLLAAALQGA Influenza HA22 (1220) WEAKLAKALAKALAKHLAKALAKAL KACEA 最常用的蛋白质转导结构域如：Antp43-58 (Antenapedia, 黑腹果蝇触足肽) 、TAT47-57 ( transactiviting protein, HIV-1 反式激活蛋白) 、VP22 (单纯疱疹病毒转录调节蛋白) 和Arginine-rich peptides (精氨酸富含肽) 等。本文主要介绍TAT-PTD。 1 HIV-1 TAT-PTD TAT蛋白是HIV后期转录的调控子是HIV-1的LTR 反式激活基因所表达的一种蛋白可以正调控HIV-1基因组的转录和复制在HIV 的生活史中起着极其重要的作用，对HIV的复制是必须的TAT有86个氨基酸残基由长为72个氨基酸与14个氨基酸的2个外显子组成。上个世纪80 年代末Green和Frankel两个独立的小组同时发现TAT蛋白能够穿过培养的细胞膜进入到其他细胞中。 TAT 可以有效地介导外源物质进入细胞。1988 年Maurice 和Paul发现TAT 蛋白能够穿过细胞膜。1994 年Stephen将TAT 蛋白与其他外源蛋白用化学方法交联成功地将外源蛋白质导入到了体外培养的细胞以及动物组织中但以这种化学键连接后的融合蛋白在脑组织和肾脏中没有活性。1997 年Eric Vives 等发现剪切后的TAT蛋白能够穿过细胞膜并在细胞核中聚集并确定该蛋白转导的基本区段(basic domain) 为TAT 37～72 。到1998 年Hikaru发现TAT蛋白的PTD 区段(protein transduction domain) 与其他蛋白融合表达的蛋白质(TAT-蛋白质) 能够高效地进入体外培养的细胞并且表现出生物学功能具有生物学活性。1999 年Schwarze S. R. [3]研究发现：TAT蛋白能够通过血脑屏障积累到一定浓度并表现出蛋白的活性。2000 年Lewin 等利用TAT蛋白将直径为45nm 的包裹有磁性微球的葡聚糖导入到细胞中。2001 年Akiko Eguchi 等[]利用TAT蛋白将外源基因导入到细胞并且检测到较强的外源基因所表达的萤光素酶的活性。近些时候严世荣、李敬风等将TAT蛋白的PTD 区段编码基因与外源蛋白基因连接表达融合蛋白再将其转入小鼠体内发现融合蛋白可以快速到达体内各组织且表现出较强生物活性。 2 机制 关于蛋白质转导结构的透膜机制目前仍不十分清楚但是已证明这种穿膜方式是不依赖于受体、通道、能量及胞吞作用。最近一些研究表明用D-型氨基酸替代TAT(48 - 60)的L-型氨基酸结果发现转导效率增强了用TAT的颠倒结构同原始结构有同样作用而且发现在变性条件下蛋白质转导的能力增强人工合成的分枝多肽(Rn) 4 中精氨酸的数目与其转导效率有关带有胍基的拟肽也有同样作用均可转导多种类型的细胞均说明并非受体、配体作用模式。还有研究发现TAT(48 - 60)可以在细胞不能进行内吞的4 ℃条件下转导用内吞作用的多种抑制剂均不能抑制其转导作用，说明蛋白转导不是通过胞吞作用的 。另