骨形态发生蛋白的基础研究及临床应用(1)
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文章编号：1009-5519(2007)07-1003-02 中图分类号：R33 文献标识码：A
自1965年最早利用脱钙骨基质在肌肉内诱发异位成骨后，人们在纯化脱钙骨移植物活性成分的过程中发现了骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)家族。此后，随着基因工程技术的广泛应用，骨诱导和BMP的研究日趋活跃，对其理化和生物学特性做了更深入的研究，BMP已证明是正常胚胎时期骨、牙组织内部骨和成年骨修复中最重要的诱导分化因子。这组蛋白质的发现，无论对基础生物学研究，还是对于临床应用都具有重要的价值。
1 BMP的性质
随着重组DNA技术的应用，目前已鉴定并克隆出16种BMP，除了BMP-1(一种由730个氨基酸组成的富含半胱氨酸的前胶原C蛋白酶)外，均属于转化生长因子β(transforming growth factor,TGF-β)超基因家族中的成员[1]。BMP在细胞内以前体形式合成，前体由一个信号蛋白和一个由100～125个氨基酸组成的羧基末端(C-末端)组成。大部分的BMP的C-末端含有7个高度保守的半胱氨酸残基，其中6个半胱氨酸残基在多肽链内部形成二硫键，1个半胱氨酸残基参与肽键间二硫键的形成，使2个多肽键相互连接成二聚体，这种典型的局部二硫键结构称为半胱氨酸结。所以成熟的BMP蛋白结构是由二硫键连接的同型或异型二聚体。这种二聚体释放到细胞外，与机体各处靶细胞表面的相应受体结合而发挥作用。
2 BMP受体及其活化途径
目前已知BMP受体(BMPR)有两型：BMPRⅠ(BMPRⅠA和BMPRⅠB)及BMPRⅡ，它们分别起丝氨酸和苏氨酸激酶的作用，在结构和功能上和TGF-β、激动蛋白受体非常相似。BMPRⅠA及BMPRⅠB结构相似[2，3]，它们的胞外段都很短，近膜侧有保守的“Cys盒”，胞内有STK活性区域。BMPRⅡ较BMPRⅠ大，胞内羧基端有富含苏氨酸和丝氨酸的尾巴；BMPRⅠ胞内区的近膜部分(N末端)有高度保守的丝氨酸、甘氨酸(GS)结构域，是活化起始的部位[4]。
BMPRⅡ可以自身磷酸化，同时还可以磷酸化上游的BMPRⅠA及BMPRⅠB ......
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