神经珠蛋白研究进展

神经珠蛋白(Neuroglobin,Ngb)是最近由德国科学家发现的一种新的珠蛋白类型。目前,已从人、小鼠和鱼类的组织中获得了基因序列。研究发现,人神经珠蛋白(hNgb)的mRNA序列全长7727bp,含11个重复序列,4个外显子和3个内含子,编码151个氨基酸。与鼠神经珠蛋白(mNgb)相比核苷酸同源性为94％。鱼的神经珠蛋白(fNgb)编码159个氨基酸,分子量约为16kD。Ngb具有高氧亲和性和可逆性结合氧的功能。并能协助氧气通过血脑屏障,在神经细胞代谢中增加氧的运输、储存和供应。对其进一步研究将为生物医学和生命科学提供新的思路,也将开辟一个全新的市场。     

TAT-Cytoglobin融合蛋白的原核表达、纯化及生物活性分析

旨在利用细胞穿膜肽TAT的穿膜作用和细胞珠蛋白(Cytoglobin,Cygb)的抗衰老、抗纤维化的功能,将二者通过基因工程的手段融合在一起,以期获得能够穿透细胞屏障的Cygb。通过两次重叠PCR技术获得了TAT-Cygb DNA,将其插入原核表达载体pET22b质粒中,转化至大肠杆菌BL-21,筛选出可表达TAT-Cygb融合蛋白的大肠杆菌工程菌株。经乳糖诱导表达TAT-Cygb,CM阳离子交换层析(CM Sepharose Fast Flow Protocol)获得纯度高达95%的TAT-Cygb融合蛋白,分子量约23 kDa。生物活性实验显示,TAT-Cygb过氧化物酶比活力达到(422.30±0.36)U/mg。TAT-Cygb预处理的Hacat细胞可免受H2O2氧化应激的损伤(RGR=100%),同时TAT-Cygb可治疗已被H2O2氧化损伤的细胞(RGR=98%),与Cygb处理组相比具有显著差异(RGR=79%)。该研究首次成功利用大肠杆菌表达系统表达了可穿透细胞膜的、有生物活性的TAT-Cygb融合蛋白,为继续开展Cygb在抗衰老、抗纤维化和抗癌领域的研究奠定了基础。     

胞红蛋白结构、功能及相关机制

胞红蛋白(Cygb)是一种血红素蛋白,属于珠蛋白家族中的一员.Cygb主要在纤维母细胞、心肌细胞及血管平滑肌细胞中表达,其主要生理功能还不清楚.据文献报道,胞红蛋白可储存氧、去除活性氧毒性、参与胶原合成、代谢一氧化氮、抗纤维化、调控基因表达、转导信号、抗肿瘤、调节血压.本文重点对胞红蛋白的结构特性,主要功能及作用机制展开论述,并介绍了胞红蛋白与疾病的关系,以期为今后的研究提供理论基础.     

高原世居藏族α、β珠蛋白编码基因的克隆与测序

目的:通过对高原世居藏族α、β珠蛋白编码基因的分析,探讨藏族Hb高氧亲合力的分子机制.方法:高原现场采集健康成年男性藏族人骨髓样品,提取总RNA,通过逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)获得人α和β珠蛋白的cDNA,与PGEM-T Easy质粒连接后,将α和β珠蛋白的cDNA转化JM109大肠杆菌中扩增培养,经酶切鉴定后测序,结果与NCBI数据库进行同源性比较.结果:藏族人α珠蛋白的cDNA与NCBI数据库登录的人cDNA序列相同,没有突变位点.一例藏族人β珠蛋白143位密码子发生了氧亲和力增高的碱基突变(CAC-＞CGC),其对应的氨基酸由His变为Arg(即Hb Abruzzo).结论:藏族人高氧亲和力变种的发现,为今后高原低氧适应相关基因的研究提供了线索.     

碱性Krueppel样因子对和珠蛋白基因的转录调控作用

为探索碱性Kruppel样因子（basic Krueppel-like factor,BKLF)对γ-和ε珠蛋白基因的转录调控作用,构建了人类BKLF(hBKLF)基因全长及N端缺失40个氨基酸的真核表达载体,并将其瞬时转染到COS7细胞中做报告实验。结果表明,hBKLF能够抑制γ-和ε-珠蛋白基因启动子的活性,而hBKLF特异的反义核酸则激活这两种基因的启动子。N端缺失40个氨基酸不影响这种转录抑制功能。hBKLF强烈抑制FKLF(embryonic/fetalβ-like globin gene-activating Krueppel-like factor)引起的对γ-和ε-珠蛋白基因的转录激活作用。另外BKLF基因能够与SHP1（SH2-containing protein tyrosine phosphatase1)基因启动子区的CACCC元件结合。这些结果提示γ-和ε-珠蛋白基因可能是BKLF的转录调控对象,为研究BKLF参与血细胞特异表达基因的调控提供了依据。     

位点控制区(LCR)调控基因表达的研究进展

最早在人类β珠蛋白基因座中发现的位点控制区(locus control regions,LCR)对于珠蛋白基因在红细胞分化和发育过程中的特异性表达起着重要作用。LCR位于珠蛋白基因上游6～25 kb,由至少7个DNaseⅠ超敏感位点所组成,具有很强的增强子活性,可以激活和促进珠蛋白基因的转录。LCR增强子活性具有组织特异性,并与拷贝数成正比。此外,LCR还参与基因在细胞核内的定位、组蛋白修饰、染色质开放、边界结构域形成,以及DNA复制起始等精细调控过程。有多个模型阐述LCR远程调控基因表达的分子机制,被普遍接受的是成环模型(looping model)。在生长激素(GH)、T_H2细胞因子、MHCⅡ等基因区域也发现有类似珠蛋白的LCR结构,都在深入研究之中。     

KLFs对珠蛋白基因表达和红系分化的调控作用

Krüppel样因子(Krüppel-like factors, KLFs)是一组与真核基因转录调控密切相关的锌指蛋白.KLFs高度保守的羧基末端含3个串联的Cys2His2型锌指结构,用于结合GC盒和CACCC盒等DNA序列. 红细胞中特异表达的珠蛋白基因和许多红系调控因子中都含有CACCC盒.已有研究发现,多个KLFs通过结合CACCC盒参与调控珠蛋白基因表达和红系分化,例如,KLF1通过结合β-珠蛋白启动子和位点控制区(locus control region, LCR),促进β-珠蛋白的表达、γ-向β-珠蛋白基因的转换和红系分化;KLF2、KLF11和KLF13分别促进ε-和γ-珠蛋白基因的表达;KLF4促进α-和γ-珠蛋白基因的表达;KLF3和KLF8则抑制ε-和γ-珠蛋白基因的表达. 本文综述了KLFs调控珠蛋白基因表达和红系分化的研究进展.     

与人体β-珠蛋白基因5'旁侧正调控区(PCR)相结合的调控因子(简报)

β-珠蛋白基因簇是研究真核基因表达时空秩序性的理想模型,在它的5个结构基因(ε,~Aγ,~Gγ,δ和β)中,成年型的β-珠蛋白基因主要在出生后人的骨髓中表达。过去的研究表明,在β-珠蛋白基因的5′旁侧序列内至少存在三个调控元件,即两个负调控区     

β珠蛋白基因5′远端新沉默子克隆及定点诱变

通过凝胶滞留分析和荧光素酶报告基因检测系统,鉴定出人类β珠蛋白基因５′旁侧远端帽位上游－２１３２～－１８２２ｂｐ间存在一个活性沉默子片段（３１０ｂｐ）,将其亚克隆至ｐＵＣ－Ｔ载体中,然后采用人工设计的突变引物,将经ＤＮＡ足纹分析确定的两个结合位点的核心基序（β珠蛋白基因帽位上游－２０１７～－２０１１ｂｐ间的“ＣＴＴＣＣＧＣ”序列和－２００６～－１９９７ｂｐ间的“ＣＡＣＴＴＴＡＴＴＴ”序列）分别定点诱变为“ＣＴＴＡＡＧＣ”和“ＣＡＣＴＴＡＡＧＴＴ”两个突变序列,从而构建成两种突变型３１０ｂｐ片段,可用于对活性沉默子位点的结构与功能及β珠蛋白基因表达调控机制的深入研究。     

胞红蛋白:一种新的携氧珠蛋白

胞红蛋白(CGB)是新发现的第四种携氧珠蛋白,广泛分布于多种组织和器官。在不同种类细胞中其亚细胞定位并不相同,在结缔组织中主要定位于细胞质,而在神经组织胞核和胞质中均有分布。小鼠和人CGB基因均编码190个氨基酸,斑马鱼的CGB基因编码174个氨基酸。人CGB基因定位于染色体17q25。系统进化分析表明,CGB与脊椎动物的肌红蛋白(MGB)有共同祖先。CGB可促进向细胞内运输氧,同时也可能作为一种NADH氧化酶或氧感受器而起作用。CGB的发现及其功能的深入研究,将使机体氧运输、氧代谢和氧利用的研究揭开全新的篇章。