福氏志贺菌硫氧还过氧化物酶的表达、纯化、活性检测及晶体生长的初步研究

Sf2523蛋白属于硫氧还蛋白过氧化物酶(Prx)家族,在有氧代谢过程中消除活性氧,起到保护生命大分子的重要作用.通过构建原核表达体系,可溶性表达并纯化了Sf2523酶蛋白,并对蛋白进行了过氧化物酶活性检测,证明其依然具有天然活性,酶的核心结构并未发生变化.由分子排阻色谱结果发现,酶蛋白体内和体外聚集状态不同,离体蛋白聚集状态不稳定,趋于二体化.将纯化的单体蛋白即时进行了结晶实验,初筛长出了针状晶体.通过进一步切除标签蛋白进行优化处理,最终得到了均匀的三维单晶.     

福氏志贺菌硫氧还过氧化物酶的晶体生长和初步晶体学研究（英文）

过氧化物酶是一类广泛存在于生物体内的抗氧化剂,清除有氧代谢过程中产生的活性氧,对于保护机体内的生物大分子有重要的生物学功能.福氏志贺菌硫氧还过氧化物酶(SF2523)作为过氧化物酶家族的一员,通过清除福氏志贺菌体内的活性氧,在维持其活性和致病性上起重要作用.目前,SF2523的三维结构还没有得到解析,其具体的功能机制也尚不清楚.为了得到SF2523蛋白的三维结构,进而了解具体的功能机制,实验获得了均一稳定的可溶蛋白,验证具有体外活性,培养出可用于X射线衍射的蛋白质晶体.在中国科学院高能物理研究所同步辐射装置收到晶体的衍射数据供结构解析使用.SF2523晶体属于空间群P2_12_12_1,晶胞参数为a=35.80,b=50.63,c=88.52,α=β=γ=90.00°,每个晶体学不对称单位含有1个蛋白质分子,马修斯系数为2.03~3/u,溶剂含量为39.56%.     

硫氧还蛋白-过氧化物氧还蛋白与过氧化氢构成环路参与肿瘤的发生与发展

组织细胞可经过多种途径产生氧自由基（ROS）,而肿瘤组织由于多种应激因素会产生大量ROS,其中最重要的是过氧化氢（H2O2).H2O2对细胞发挥着致损伤及亚毒性信使的双重作用,作为信使其不仅参与调节正常细胞信号通路,重要的是促进肿瘤的发生及进展. ROS作为一种应激刺激信号激活细胞内的AP-1（activator protein 1）、Nrf-2（NF-E2-related factor 2）等核转录因子,活化后的AP-1、Nrf-2会结合到硫氧还蛋白（sulfiredoxin, SRX）基因启动子上游的调控序列,促进SRX基因的表达.SRX的表达上调则影响其下游的抗氧化蛋白,即特定亚型的过氧化物氧还蛋白（peroxiredoxin, PRX）的活性状态,最终使细胞内H2O2浓度受到调节. 由SRX-PRX轴与H2O2形成1个环路,通过调节H2O2含量来参与细胞众多信号通路.本文对H2O2、SRX及PRX各自的功能进行综述,还进一步探讨三者构成的信号环路对肿瘤的调控机制,从而了解该环路在肿瘤发生发展中所发挥的作用.     

硫氧还蛋白系统与高氧肺损伤

动物实验和临床研究表明,长期高浓度供氧可引起新生儿尤其早产儿产生氧化应激性损伤,多数学者认为这种氧化应激损伤在高氧肺损伤发生发展中起关键作用. 高氧时,氧化应激对肺泡Ⅱ型上皮细胞(alveolar epithelial cell type Ⅱ,AECⅡ)的影响包括对肺泡上皮细胞的损伤和对肺泡上皮细胞的保护.AECⅡ存活与凋亡有赖于细胞内的氧化还原状态, 通过改变细胞内的氧化还原状态可干预氧化应激.硫氧还蛋白系统( thioredoxin system )在生物体内通过抗氧化和氧化还原调节, 在基因表达、信号转导、细胞生长、细胞凋亡等方面起重要作用.     

硫氧还蛋白的结构及在生物抗氧化中的功能

硫氧还蛋白(thioredoxin,Trx)是广泛存在于原核与真核生物体内的氧化还原调节蛋白。Trx通过对目标蛋白质进行还原,从而调节机体的氧化还原平衡。Trx与硫氧还蛋白还原酶(thioredoxin reductase,TrxR)及NADPH共同组成硫氧还蛋白系统参与众多生理过程。细胞中的活性氧是导致生物氧化胁迫的一个主要方面。Trx可以通过对细胞内被氧化的二硫键的还原来修复机体的氧化损伤,并通过这种方式防止机体衰老。同时,Trx系统可以与其它氧化还原系统如谷胱甘肽(GSH)系统协调配合,并消除体内过多的活性氧。     

植物硫氧还蛋白系统

硫氧还蛋白是一类催化二硫键氧化还原的小蛋白,它通过调控细胞中氧化还原状态发挥重要的作用。在植物中,硫氧还蛋白系统尤为复杂,参与了植物的新陈代谢、转录翻译调控、信号传导以及植物的抗逆反应等。本文主要通过对植物硫氧还蛋白分类、活性位点、结构以及3种硫氧还蛋白系统研究现状进行概述,并对植物的硫氧还蛋白及系统进行了展望,从而较为全面地综述了植物的硫氧还蛋白系统,为进一步了解硫氧还蛋白在植物体内的作用机制奠定基础,也为今后的相关研究提供参考。     

蓝藻的硫氧还蛋白

蓝藻(蓝细菌)是一种分布广泛,结构简单的原核生物。不象其它的光合细菌,蓝藻含有叶绿素a,并且象真核藻和高等植物一样,以分解水作为光合电子传递的电子源。有许多种蓝藻能够固氮。大多数丝状蓝藻具有营养胞和异形胞。异形胞是厌氧的固氮场所。       

M16添加硫氧还蛋白过氧化物酶Ⅱ无法克服昆明小鼠早胚体外发育2-细胞阻滞

目的观察硫氧还蛋白过氧化物酶Ⅱ(Peroxiredoxin Ⅱ,PrxII)是否可以克服昆明(Kunming)小鼠早胚体外发育2-细胞阻滞。方法取昆明小鼠1-细胞胚置于含PrxII蛋白的M16培养液中培养,观察PrxII对昆明小鼠早胚发育潜能和2-细胞胚内活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)水平的影响;同时比较昆明和B6C3F1小鼠1-细胞胚在M16中各自的发育情况;激光扫描共聚焦显微镜分别检测比较昆明与B6C3F1小鼠体外培养2-细胞胚内ROS水平以及昆明小鼠体外培养与体内发育2-细胞胚内ROS水平。结果M16培养液中添加PrxII蛋白(1nmol/L和100nMol/L)可以明显降低昆明小鼠体外培养2-细胞胚内ROS水平(P<0.05),但不能克服昆明小鼠体外发育2-细胞阻滞;昆明小鼠1-细胞胚在M16中培养存在2-细胞阻滞现象,而B6C3F1小鼠无2-细胞阻滞现象;昆明小鼠体外培养2-细胞胚内ROS水平显著低于体内发育2-细胞胚(P<0.05),亦略低于B6C3F1小鼠体外培养2-细胞胚内ROS水平(P>0.05)。结论M16培养液中添加PrxII可以明显降低2-细胞胚...     

硫氧还蛋白抗体柱的制备

目的:探索硫氧还蛋白(Trx)抗体柱对Trx融合蛋白纯化的可行性。方法与结果:对含有Trx基因的质粒表达载体pTrxFus进行改造,在Trx读框之后加入6×His序列,并在大肠杆菌中表达C端带有6×His标签的Trx,经Ni2+柱亲和纯化后制备多克隆抗体;把经蛋白A纯化后的抗体偶联在溴化氰活化的琼脂糖凝胶上,制成Trx抗体柱;用此抗体柱纯化与Trx融合表达的豇豆胰蛋白酶抑制剂(CpTI),SDS-PAGE结果显示获得了纯度较高的Trx-CpTI。结论:用Trx抗体制成的免疫亲和层析柱可以有效纯化Trx融合蛋白。     

硫氧还蛋白与神经退行性病变

神经退行性病变与胞内氧化还原失衡诱发的神经元损伤,死亡有密切关系,硫氧还原白参与维持胞内氧化还原平衡,在氧化应激中起重要的氧还调节作用,因此成为对抗神经退行性病变的重要蛋白之一。硫氧还蛋白可能通过激活某些有氧还调节功能的酶,清除自由基和调节细胞内分子通道等发挥对神经元的保护作用,对转基因动物的研究,进一步提示硫氧还蛋白在神经退行性病变的防治中可能发挥重要作用。     

Crystallization and Preliminary Crystallographic Analysis of Cytochrome c553 Peroxidase fromNitrosomonas europaea

The di-heme peroxidase (cytochrome c553 peroxidase) fromNitrosomonas europaeahas been crystallized in a form suitable for high-resolution X-ray structure determination. A complete data set was obtained to 2.5 Å and the data were indexed in space group P2₁witha= 88.79 Å,b= 55.93 Å,c= 144.37 Å, β = 103.87°. The self-rotation function indicates one homodimer per asymmetric unit.     

肠毒素大肠杆菌定居因子CS6抗原基因在痢疾杆菌中的表达

通过体外重组的方法,将asd基因插入重组表达质粒,使抗生素抗性失活,并与弗氏志贺氏菌FWL01构成宿主-载体平衡致死系统. 通过蛋白质印迹结果表明,在没有抗生素条件选择的情况下,可稳定表达肠毒素大肠杆菌定居因子抗原CS6. 重组菌通过口服和鼻饲免疫小鼠后,可以诱生CS6血清IgG抗体;同时可以检测到分泌型IgA产生,表明重组菌可以诱导相应的黏膜免疫反应.     

口腔致病菌变形链球菌Smu.776蛋白的制备、结晶及初级晶体学分析

变形链球菌smu.776基因编码一段含有385个氨基酸的蛋白质,其功能可能为依赖于腺苷甲硫氨酸的甲基转移酶.smu.776的DNA片段被克隆到表达载体pET28a后,在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中过量表达得到很好的产量.产物Smu.776蛋白通过Ni2 亲和柱和分子筛柱层析两步得到纯化.采用悬滴气象扩散法得到了Smu.776蛋白的晶体.X射线衍射分辨率达到2.0!,晶体属单斜空间群C2,晶格参数为a=168.47",b=50.66#,c=53.96$,β=104.22°.每个最小不对称单元内含有一个蛋白质分子,溶剂含量为51.3%.     

Echinococcus granulosus:Cloning of a Thioredoxin Peroxidase

Salinas, G., Fernández, V., Fernández, C., and Selkirk, M. E. 1998.Echinococcus granulosus: Cloning of a thioredoxin peroxidase.Experimental Parasitology90, 298–301.     

龋齿致病菌变形链球菌蛋白 Smu.260 的 制备、结晶及初级晶体学分析

变形链球菌 (Streptococcus mutans) 是最主要的龋齿致病菌,其基因 Smu.260 编码一个约 23 ku (200 个氨基酸 ) 的蛋白质. Smu.260的 DNA 片段被克隆到表达载体 pET28a 后在大肠杆菌 BL21(DE3) 菌株中表达得到很好的产量. 产物 Smu.260 蛋白通过 Ni²⁺亲和柱和分子筛两步法纯化,并发现纯化后的蛋白以两种形式存在,二聚体 (约46 ku) 和四聚体,前者呈亮黄色,后者无色. 采用悬滴气象扩散法得到了二聚体形式的晶体. 晶体的 X 射线衍射分辨率达到 2.3埃,晶体属正交空间群 P2₁2₁2₁,晶格参数为a=89.88埃, b=90.91埃, c=105.17埃. 晶胞不对称单元内估计含有一个二聚体,溶剂含量为 53％ .     

龋齿致病菌变性链球菌蛋白Smu_195c的制备、结晶及初级晶体学分析

变性链球菌(Streptococcus mutans)是最主要的龋齿致病菌.其中Smu_195c为一个约10ku(86个氨基酸)的蛋白质,序列比对结果显示,它没有包含保守的结构域,功能也是未知的.为揭示其功能,在大肠杆菌BL21(DE3)中表达了N端结合了6个His的编码Smu_195c的DNA片段.通过悬滴法得到了两种不同晶系的晶体.第一种属于空间群P6122或P6522,晶格参数为a=b=62.93!,c=90.63",γ=120°;第二种属于空间群P41212或P43212,晶格参数为a=b=57.97#,c=103.51$.N端带有His的蛋白质长出的晶体属于第一种,而切掉N端的6个His后的蛋白质长出的晶体两种都有.     

Attenuation of hydrogen peroxide-mediated oxidative stress by Brassica juncea annexin-3 counteracts thiol-specific antioxidant (TSA1) deficiency in Saccharomyces cerevisiae

Brassica juncea annexin-3 (BjAnn3) was functionally characterized for its ability to modulate H₂O₂-mediated oxidative stress in Saccharomyces cerevisiae. BjAnn3 showed a significant protective role in cellular-defense against oxidative stress and partially alleviated inhibition of mitochondrial respiration in presence of exogenously applied H₂O₂. Heterologous expression of BjAnn3 protected membranes from oxidative stress-mediated damage and positively regulated antioxidant gene expression for ROS detoxification. We conclude that, BjAnn3 partially counteracts the effects of thioredoxin peroxidase 1 (TSA1) deficiency and aids in cellular-protection across kingdoms. Despite partial compensation of TSA1 by BjAnn3 in cell-viability tests, the over-complementation in ROS-related features suggests the existence of both redundant (e.g. ROS detoxification) and distinct features (e.g. membrane protection versus proximity-based redox regulator) of both proteins.     

The crystal structure of TrxA(CACA): Insights into the formation of a [2Fe-2S] iron-sulfur cluster in an Escherichia coli thioredoxin mutant

Escherichia coli thioredoxin is a small monomeric protein that reduces disulfide bonds in cytoplasmic proteins. Two cysteine residues present in a conserved CGPC motif are essential for this activity. Recently, we identified mutations of this motif that changed thioredoxin into a homodimer bridged by a [2Fe-2S] iron-sulfur cluster. When exported to the periplasm, these thioredoxin mutants could restore disulfide bond formation in strains lacking the entire periplasmic oxidative pathway. Essential for the assembly of the iron-sulfur was an additional cysteine that replaced the proline at position three of the CGPC motif. We solved the crystalline structure at 2.3 Angstroms for one of these variants, TrxA(CACA). The mutant protein crystallized as a dimer in which the iron-sulfur cluster is replaced by two intermolecular disulfide bonds. The catalytic site, which forms the dimer interface, crystallized in two different conformations. In one of them, the replacement of the CGPC motif by CACA has a dramatic effect on the structure and causes the unraveling of an extended alpha-helix. In both conformations, the second cysteine residue of the CACA motif is surface-exposed, which contrasts with wildtype thioredoxin where the second cysteine of the CXXC motif is buried. This exposure of a pair of vicinal cysteine residues apparently allows thioredoxin to acquire an iron-sulfur cofactor at its active site, and thus a new activity and mechanism of action.     

具有中等毒性的马氏钳蝎神经毒素的纯化和初步晶体学研究

运用柱层析技术对产自淅川和常德的马氏钳蝎毒素进行分离纯化,得到８种哺乳动物神经毒素。运用制备型等电聚焦电泳技术,对常德样品中具有中等毒性的蝎神经毒素（ＢｍＫ５）进一步纯化,获得了高纯度样品。两个产地的蝎毒素ＢｍＫ５均已经成功地获得了大晶体。空间群均为Ｐ２１２１２１,晶胞参数分别为：ａ＝３８．４６埃,ｂ＝３７．２８埃,ｃ＝３６．９７埃（淅川）;ａ＝３８．４４埃,ｂ＝３７．５５埃,ｃ＝３６．８３埃（常德）。对两个产地的晶体分别收集了２．１埃（淅川）和１．６２埃（常德）分辨率的衍射数据。     

Crystallographic and functional studies of a modified form of eosinophil-derived neurotoxin (EDN) with novel biological activities

The crystal structure of a post-translationally modified form of eosinophil-derived neurotoxin (EDN) with four extra residues on its N terminus ((-4)EDN) has been solved and refined at atomic resolution (1 A). Two of the extra residues can be placed unambiguously, while the density corresponding to two others is poor. The modified N terminus appears to influence the position of the catalytically important His129, possibly explaining the diminished catalytic activity of this variant. However, (-4)EDN has been shown to be cytotoxic to a Kaposi's sarcoma tumor cell line and other endothelial cell lines. Analysis of the structure and function suggests that the reason for cytotoxicity is most likely due to cellular recognition by the N-terminal extension, since the intrinsic activity of the enzyme is not sufficient for cytotoxicity and the N-terminal extension does not affect the conformation of EDN.