内含肽介导的生物学效应及其应用

蛋白质翻译产物在成熟过程中剪切释放出来的一段氨基酸序列称为“intein”---即内含肽。它与前体蛋白以框内融合的形式共同翻译,并内嵌于前体蛋白序列中。内含肽的解离以及内含肽两侧氨基酸序列的连接是在内含肽自身催化作用下完成的。本文将从内含肽的发现、结构特征和作用机理等方面对这种具有特殊意义的蛋白质成熟机制进行较为全面的论述,同时介绍了近年来发展起来的以内含肽介导的蛋白质剪接为基础的蛋白质纯化和改造技术。     

内蛋白子及其功能

内蛋白子及其功能白玉明,袁静明（山西大学生命科学系,太原０３０００６）关键词内蛋白子,蛋白质剪接,内蛋白子归巢１．内蛋白子内蛋白子（ｉｎｔｅｉｎ）是由Ｐｅｒｌｅｒ等［１］于１９９４年正式提出的与蛋白质剪接（ｐｒｏｔｅｉｎｓｐｌｉｃｉｎｇ）有关的一个专...     

可变剪接与细胞调亡调控

细胞凋亡 (ａｐｏｐｔｏｓｉｓ)是多细胞生物的一种基本生命活动 ,在机体的生长发育、免疫调节及维持内环境稳定等各方面扮演着重要的角色。遗传和生化研究表明 ,细胞凋亡受到复杂而精细的调控。转录水平、翻译后水平等各种层次的调控 ,构成了一个复杂的凋亡调控网络。真核生物中 ,绝大多数蛋白质基因的初始转录产物ｐｒｅ ｍＲＮＡ必须经过剪接等加工过程 ,才能形成成熟的ｍＲＮＡ。可变剪接 (ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｓｐｌｉｃｉｎｇ)是指同一种ｐｒｅ ｍＲＮＡ具有多种剪接程序 ,能形成不同的ｍＲＮＡ。可变剪接是ｐｒｅ ｍＲ ＮＡ加工过…     

II类内含子的研究进展

自1977年以来,发现绝大多数真核生物的基因都是不连续的,即在编码序列中间有一个或数个间插序列(intervening sequence,IVS),前者被称为外显子(exon),后者被称为内含子(intron)。在DNA转录时,外显子和内含子的全部序列都被转录,形成前体mRNA。然后经过转录后加工,引入5′端帽子结构,3′端加上一段多聚腺苷酸。再经过剪接,去除不翻译的间插序列,把翻译部分连成一条链,形成成熟的mRNA。而原核生物的基因转录成mRNA,随即翻译成蛋白质,基因是连续的,在转录和翻译的过程中不需要剪接。     

微生物内含肽在基因治疗中的应用

蛋白质内含肽是存在于前体蛋白质中的一段多肽,依靠蛋白质自剪接这一特殊机制从前体蛋白中释放出来,并且使两侧的蛋白质外显肽连接成为成熟的蛋白质。本文就内含肽在基因治疗方面的研究做一综述。     

蛋白质内含子在特定氨基酸序列中的剪接

基因工程技术已经被广泛应用于抗体的生产。但是由于抗体的分子量较大,导致合成抗体较为困难。蛋白质内含子是前体蛋白质中的一段氨基酸序列,能够将自身剪切出来,并将两端的外显子连接形成成熟的蛋白质。将抗体的Fab(antigen binding fragment)和Fc(crystalline fragment)分别与蛋白质内含子(intein) 的N端(IN)和C端(IC)融合表达,利用蛋白质内含子的剪接功能,可形成完整的抗体分子。KSCDKTH是存在于抗体铰链区(hinge region)的一段氨基酸序列,如果在KSCDKTH序列中筛选到高效剪接的蛋白质内含子,即可通过蛋白质剪接,将抗体分子的Fab和Fc剪接形成完整抗体。本文筛选发现,Ssp DnaX的3种断裂蛋白质内含子(S0, S1, S11)具有在KSCDKTH序列中高效剪接的能力,这一研究结果为抗体的剪接合成提供了可行性。     

剪接体是否属一种以RNA为基本组成的酶？

在ｍＲＮＡ的剪接 (ｓｐｌｉｃｉｎｇ)过程中 ,前体ＲＮＡ分子的内含子被切除 ,继以外显子相连成具有翻译功能的ｍＲＮＡ。剪接反应系由剪接体 (ｓｐｌｉｃｅｏｓｏｍｅ)完成 ,它是一个含有 5种细胞核内小分子ＲＮＡ(ｓｎＲＮＡ)与逾 50种蛋白质的大复合物。最近Ｎｉｌｓｅｎ报道 ,有新的实验证据表明 ,前体ＲＮＡ的剪接由剪接体的一种ＲＮＡ组分所催化 ,该组分可同一关键性金属离子结合。及后 ,Ｙｅａｎ等也指出 ,剪接体含有的Ｕ6ｓｎＲＮＡ能特异地同二价金属离子结合 ,参与剪接第一步的催化 ,提示剪接体属于金属依赖性酶类。剪接包括两个…     

蛋白质剪接研究进展

蛋白质剪接是一个翻译后自催化加工过程,它不需要酶或其他辅助因子的参与。在这个过程中,前体蛋白的Intein(内含肽)被切离,其两侧的Extein(外显肽)连接在一起。Intein按结构可分为经典Intein和微型Intein,其中的经典Intein包括Hint结构域和中间的归巢内切酶结构域(该结构域在微型内含肽中不存在)。蛋白质剪接及其他具有Hint结构域的蛋白加工过程的起始步骤是N-S/O酰基重排反应,该反应是由Hint结构域催化的;Intein的剪接还分为顺式剪接和反式剪接,通过对Intein进行改造,可以阻断剪接过程,但不影响N端肽键或C端肽键的断裂;通过筛选突变体,可以获得温度敏感型、pH敏感型或小分子诱导型的内含肽。这些研究促进了Intein在多肽制备及其它方面的应用。     

锌指蛋白基因ZNF191

锌指是Ｍｉｌｌｅｒ等人 (1 985年 )最初在爪蟾转录因子ＴＦ ＩＩＩＡ中发现的一种特殊结构 ,即在蛋白质一级结构上 ,存在着Ｃ Ｘ2 4 Ｃ Ｘ12 Ｈ Ｘ3 Ｈ的序列单元 (Ｃ :半胱氨酸 ;Ｈ :组氨酸 ;Ｘ :任意氨基酸 ) ,其中的 2个半胱氨酸和 2个组氨酸通过配位键与一个锌离子结合 ,成手指状结构 ,这类序列单元被称为锌指模体 ,含有锌指模体的蛋白质称为锌指蛋白。研究表明 ,锌指蛋白作为一类转录因子而广泛地参与基因表达的调控。这种调控作用主要是通过它与特定的ＤＮＡ序列 (如启动子 )和蛋白质的结合而实现的。锌指蛋白与胚胎发育和细胞分化…     

水稻NBS-LRR基因选择性剪接的全基因组检测及分析

选择性剪接是促进基因组复杂性和蛋白质组多样性的一种主要机制,但是对水稻NBS-LRR序列选择性剪接的全基因组分析却未见报道。通过隐马尔柯夫模型搜索,从TIGR数据库里得到了855条编码NBS-LRR基序的序列。利用这些序列在KOME、TIGR基因索引及UniProt三个数据库中进行同源搜索,获得同源的完整cDNA序列、假设一致性序列和蛋白质序列。再利用Spidey和SIM4程序把完整cDNA序列和假设一致性序列联配到相应的BAC序列上来预测选择性剪接。蛋白质序列和基因组序列之间的联配使用tBLASTn。在这875个NBS-LRR基因中,119个基因具有选择性剪接现象,其中包括71内含子保留,20个外显子跳跃,25个选择性起始,16个选择性终止,12个5′端的选择性剪接和16个3′端选择性剪接。大多数选择性剪接都为两个和多个转录本所支持。可以通过访问http://www.bioinfor.org查询这些数据。进而通过生物信息学分析剪接边界发现外显子跳跃和内含子保留的‘GT…AG’的规则不如组成型的保守。这暗示了它们是通过不同的调控机制来指导剪接变构体的形成。通过分析内含子保留对蛋白质的影响,发现选择性剪接的蛋白更倾向于改变其C端氨基酸序列。最后对选择性剪接的组织分布和蛋白质定位进行分析,结果表明选择性剪接的最大类的组织分布是根和愈伤组织。超过1/3剪接变构体的蛋白质定位是质膜和细胞质。这些选择性剪接蛋白可能在抗病信号转导中起到重要作用。