人CREB1基因及蛋白的生物信息学分析

[目的]利用生物信息学方法预测分析人CREB1基因的启动子情况及蛋白质的理化性质、亲疏水性、细胞亚定位、蛋白质多级结构、与之相互作用的蛋白质以及GO注释。[方法]利用相应软件及网站预测分析CREB1基因及其蛋白的相关信息。[结果]发现CREB1基因存在4个启动子,其转录受SP1和AP-2影响较大;其蛋白质是由431个氨基酸组成的主要定位于细胞核的不稳定亲水蛋白,其等电点为5.44,序列在多个物种间保守性强;二级结构主要由α螺旋和无规卷曲;需要更多可靠的模板构建三级结构;CREB1调控由c AMP介导的信号通路,对神经系统疾病及肿瘤的发生发展有重要作用。[结论]SP1和AP2通过调控多个启动子影响CREB1的表达,其蛋白质主要定位于细胞核,通过调控c AMP介导的信号通路维持人体正常生理状态。     

人线粒体转录延伸因子蛋白结构与功能的生物信息学分析

[目的]基于生物信息学方法分析人线粒体转录延伸因子TEFM蛋白的结构和功能。[方法]检索Uniprot数据库中人线粒体转录终止因子TEFM蛋白的氨基酸序列,利用生物信息学方法对人TEFM的理化性质、物种间的蛋白质同源性、跨膜区、亲水性/疏水性、亚细胞定位、蛋白质二级结构、保守结构域、蛋白质三级结构、蛋白质相互作用进行预测与分析。[结果]人TEFM全长360个氨基酸,理论等电点9.39,属于TEFM蛋白超家族,不含跨膜区,属于亲水蛋白;人TEFM含有一个保守的螺旋-发夹-螺旋(HHH_3)结构域,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,三维建模空间结构与二级结构预测结果相符,进一步分析建模结果可靠。与人TEFM相互作用的蛋白质均为线粒体DNA转录因子或线粒体RNA聚合酶。[结论]人TEFM具有线粒体转录延伸因子蛋白超家族的典型结构,生物信息学分析结果对深入研究人TEFM在线粒体基因转录调控中的作用具有一定的理论指导意义。     

c—jun原癌基因及其表达产物的研究进展

c-jun原癌基因属于bZIP家族核内转录因成员之一,可以结合在许多基因的启动子上参与基因转录的调控。其蛋白编码产物能通过亮氨酸拉链形成同源二聚体或与AP-1家族其他成员形成异源二聚体,与某些基因的DNA区域特异结合以调控下游基因的转录活性。c-jun可与其他家族转录因子。如：TNF-α、PU、1、Sopl、fas、ras,C/EBP、ATF/CREB等相互作用,发挥协同效应。c-jun的调控范围十分广泛,能被各组织中的多种化学物质激活并受其影响。本文综述了近年来有关c-jun与其他转录因子相互作用及其参与各组织发生、病理变化等方面的最新研究进展。     

人TRIM28基因及蛋白质的生物信息学分析

[目的]通过生物信息学预测分析人TRIM28基因的启动子及蛋白质的理化性质、信号肽、亲疏水性、跨膜区域、蛋白结构、与之相互作用的蛋白质及功能。[方法]使用相应软件分析TRIM28相关信息。[结果]TRIM28的3个启动子中第一个通过甲基化对其表达影响较深;TRIM28蛋白质是由835个氨基酸组成的无信号肽、无跨膜结构的不稳定亲水蛋白质,等电点为5.52,哺乳动物中高度保守;二级结构包括10个α螺旋和12个β折叠片层,三级结构构建需更多可靠的模板;TRIM28主要定位于细胞核,自身及相互作用蛋白质主要参与染色质修饰及DNA损伤修复过程。[结论]TRIM28第一个启动子甲基化影响其表达,蛋白质无信号肽、无跨膜结构、不稳定系数高达46.43,属不稳定亲水蛋白质,定位细胞核,参与染色质修饰和DNA损伤修复。     

人转录因子AP4的生物信息学分析

[目的]预测分析人转录因子激活增强子结合蛋白4(activating enhancer binding protein 4,AP4)的性质、结构和功能。[方法]采用生物信息学方法对人AP4蛋白的理化性质、物种间同源性、信号肽与跨膜区、亲水性、蛋白亚细胞定位、蛋白质二/三级结构、三级结构可靠性、蛋白质相互作用等方面进行预测和分析。[结果]人AP4蛋白全长338个氨基酸,理论等电点5.63,相对分子质量38.73 kDa。AP4在进化上较为保守,不含信号肽与跨膜区,属于亲水性蛋白质,94.1%可信度定位于细胞核。二级结构含10个α螺旋区,占全部氨基酸的54.14%,5个β折叠区,占7.99%,其余37.87%的氨基酸处于无规卷曲状态。三维建模结果可靠。预测到10个与AP4存在相互作用的蛋白。[结论]系统预测分析了人AP4蛋白的性质、结构和功能。     

转录因子AP-2β与SLP-2的蛋白相互作用

AP-2β是转录因子AP-2家族中的重要一员.AP-2是一个与哺乳动物的发育、细胞生长、分化、凋亡和肿瘤发生都有密切联系的重要的转录因子家族.最近的研究表明,AP-2能通过与其他蛋白的相互作用来调控AP-2下游基因的转录活性.采用免疫共沉淀结合质谱鉴定的方法筛选与AP-2β相互作用的蛋白.结果筛选到Stomatin like protein2(SLP-2)蛋白可能与AP-2β相互作用.免疫共沉淀实验证实外源过表达和内源的SLP-2蛋白都能与AP-2β蛋白相互作用.而且,细胞免疫荧光实验发现外源表达的Myc-AP-2β蛋白与内源的SLP-2蛋白在MCF-7细胞的胞质中有共定位.此外,免疫印记实验结果表明过表达SLP-2能上调AP-2β的蛋白水平,这就表明SLP-2与AP-2β相互作用后,SLP-2可能使AP-2β蛋白更稳定.这些研究结果为进一步研究这两个基因的功能提供了新的切入点.     

老年痴呆症相关基因Nicastrin的转录调控

APP蛋白经过降解,形成老年痴呆症患者脑内老年斑的主要成分．由PS(早老素),NCT, PEN-2和APH-1 4种膜蛋白组成的γ分泌酶催化该降解过程．为了了解人类nicastrin( NCT )基因的转录调控机制,确定了其在人脑中的转录起始位点以及其编码区上游大小不等片段的转录起始活性．EMSA分析证实NCT启动子区的4个AP-1结合位点和2个NFAT结合位点能够与相应的转录因子结合,能够改变转录因子调控能力的定点突变和PDTC诱导使得NCT启动子在HeLa细胞和大鼠皮质神经元中的启动活性都有所改变．以上结果说明：AP-1和NFAT确实参与了人类NCT基因的转录调控．     

老年痴呆症相关基因Nicastrin的转录调控

APP蛋白经过降解,形成老年痴呆症患者脑内老年斑的主要成分.由PS(早老素),NCT,PEN-2和APH-14种膜蛋白组成的γ分泌酶催化该降解过程.为了了解人类nicastrin(NCT)基因的转录调控机制,确定了其在人脑中的转录起始位点以及其编码区上游大小不等片段的转录起始活性.EMSA分析证实NCT启动子区的4个AP-1结合位点和2个NFAT结合位点能够与相应的转录因子结合,能够改变转录因子调控能力的定点突变和PDTC诱导使得NCT启动子在HeLa细胞和人鼠皮质神经元中的启动活性都有所改变.以上结果说明:AP-1和NFAT确实参与了人类NCT基因的转录调控.     

细胞动粒蛋白Hec1启动子的结构及功能分析

细胞的分裂是一个严格调控,高度有序的过程.为了将复制后的染色体均匀、准确地传递给两个子细胞,细胞在分裂中后期受到纺锤体检验点的严格监控.Hec1定位于动粒,是纺锤体检验点调控的关键蛋白之一,它通过螺旋 螺旋结构域与其他动粒蛋白相互作用调节姐妹染色体的精确分离.为研究Hec1转录水平的调控机理,采用BLAST工具,从GenBank 中搜索到了人Hec1基因上游的序列,并利用在线工具http://mbs.cbrc.jp/research/db/TFSEARCH.html提供的转录因子结合位点搜索引擎,对其5′启动子调节区段进行了分析.分析结果表明：在Hec1基因上游-200～-1序列内,存在E2F、ATF4和cAMP应答元件结合蛋白（CREB）等转录因子调控元件.在结构分析的基础上,提取HeLa细胞基因组DNA,用PCR方法克隆了Hec1基因启动子,并构建了多个含启动子不同区段的pGL3荧光素酶报告基因表达质粒.瞬时转染HeLa细胞后的结果表明,-70～－63以及－155～－144之间的启动子区对维持荧光素酶活性最为关键.凝胶迁移实验证明,这两个区段分别能够和转录因子CREB以及ATF4结合.随后,采用野生型的以及含有133位磷酸化位点突变的CREB转染HeLa细胞,通过荧光定量PCR实验发现,Hec1的表达水平分别出现明显上升和下降.该结果表明,Hec1表达的调控是通过CREB的活化来完成的.     

人TEAD1蛋白质的生物信息学分析

[目的]采用生物信息学方法对人TEAD1蛋白质的理化性质、跨膜区域、亲疏水性、信号肽区域、二级结构、三级结构、蛋白质之间的相互作用、GO注释进行预测分析。[方法]使用多种分析软件对TEAD1蛋白质进行预测分析。[结果]TEAD1蛋白质由426个氨基酸组成,等电点为8.33,在哺乳动物中高度保守;二级结构预测发现6个α螺旋和10个β折叠片层,三级结构预测结果的可靠性为100%,拉曼图分析表明预测结构稳定;与TEAD1相互作用的蛋白质主要是核内转录调控蛋白质,并可参与Hippo信号通路。[结论]TEAD1一种存在核定位序列、无跨膜结构的亲水不稳定蛋白质,具有转录调控因子的作用,可通过Hippo信号通路,表现出促癌作用。     

转录因子OCT-4对靶基因AP-2γ表达调控的研究

OCT-4和AP-2γ是近年来睾丸生殖细胞瘤诊断过程中研究的热点基因.作为一个在胚胎发育中起着重要作用的转录因子,OCT-4基因在发育的不同时期、不同分化过程中发挥着多种生物学功能,其作用是通过对靶基因的调控来实现的.本研究运用多种软件分析,发现AP-2γ启动子区域的序列部分有OCT-4的结合位点.利用CHIP-PCR方法鉴定AP-2γ是OCT-4调控的靶基因.应用Luciferase assay、免疫荧光实验、小鼠隐睾模型等实验进行验证,OCT-4基因抑制AP-2γ转录活性和影响其蛋白质水平的表达.这一新发现,有利于从分子水平上研究睾丸生殖细胞瘤的发生机制.     

HCMV IE86蛋白与转录激活因子的相互作用

将人巨细胞病毒IE86 cDNA克隆入pGEX-2T表达载体, 在大肠杆菌中表达出GST-IE86融合蛋白. SDS-PAGE和Western blot分析表明, GST-IE86融合蛋白存在于细胞裂解上清中, 为可溶性蛋白, 分子量为92 ku. 通过亲和层析柱纯化, 分别获得纯化的GST和GST-IE86融合蛋白. 采用特异性亲和层析共分离技术研究HCMV IE86 蛋白与转录调控蛋白及转录因子相互作用, 表明IE86能与直接结合启动子DNA的转录激活因子SP1, AP1, AP2及转录因子TFⅡB相互作用而形成异源蛋白复合物. 该转录激活因子及转录因子与IE86蛋白同时被吸留在亲和层析柱中, 但IE86蛋白不能与NF-κB相互作用. 提示IE86蛋白与转录激活因子及转录因子相互作用的活性与IE86蛋白的糖基化无关;IE86蛋白激活多种基因转录是由于IE86蛋白具有两个蛋白质结合位点, 它们与激活转录的调控蛋白和转录因子结合, 这种相互作用加速了转录起始复合物的装配.     

JunD的结构功能特征及其在肿瘤发展中的作用

JunD是一种属于多功能激活剂蛋白-1（activating protein-1,AP-1) 家族的转录因子,可以激活或抑制多种靶基因的表达.在生长发育过程中,在各种细胞类型中都呈现出组成性表达.近20年的临床数据及分子生物学研究表明,JunD蛋白的功能受多个复杂过程调控,包括转录控制、转录后调节、蛋白质翻译后修饰及蛋白-蛋白相互作用等.JunD基因表达的精细调控及JunD蛋白与其它蛋白之间的相互作用可调节细胞增殖、分化和凋亡等过程.JunD蛋白活性异常会导致肿瘤、代谢及病毒类疾病的发生.JunD蛋白的转录激活及抑制受1个复杂调控网络调控,在这个网络调节下,JunD蛋白在细胞的生长调控过程中发挥重要作用.本文就JunD基因表达的调控机制及其与肿瘤之间关系的最新研究进展做一综述.     

人中心体蛋白Cep57的生物信息学分析

[目的]对人中心体蛋白Cep57(Centrosomal Protein 57)的理化性质、亲疏水性、跨膜区域、信号肽区域、二级结构、三级结构、蛋白质之间的相互作用、亚细胞定位进行预测分析。[方法]采用生物信息学方法,使用多种分析软件对Cep57进行预测分析。[结果]Cep57由500个氨基酸组成,等电点为9.35,在哺乳动物中较为保守;二级结构预测发现9个α螺旋和3个β折叠片层,三级结构预测结果的可靠性为100%,拉曼图分析表明预测结构稳定;亚细胞定位主要分布于细胞质及细胞核。[结论]人中心体蛋白Cep57是一个存在2种核定位序列的不稳定亲水蛋白,在细胞内分布范围广泛,参与维持细胞骨架的稳定及细胞周期的调控等生理活动。     

人转录因子FoxM1B的生物信息学分析

目的:分析预测人转录因子FoxM1B启动子及蛋白结构和功能。方法:运用生物信息学软件对人FoxM1B基因的启动子区域及其蛋白的理化性质、跨膜区、信号肽和亲疏水性进行预测分析;利用软件模拟生成人FoxM1B蛋白质的三级结构图像,了解与其相互作用的蛋白网络。结果:采用生物信息学软件预测出人FoxM1B基因5'侧翼存在转录起始位点及启动子,且启动子(1300~1900bp)的侧翼有1个CpG岛。人FoxM1B蛋白是亲水性蛋白,且不包含跨膜结构域和信号肽;在二级结构中,无规卷曲是其主要折叠方式,模拟生成蛋白质三级结构图像与二级结构预测一致。人FoxM1B蛋白与CCNB1、CCNA2、MYBL2、CDK1和PLK1等蛋白存在相互作用,可能通过这些蛋白参与细胞周期和DNA损伤修复过程。结论:对人FoxM1B基因及其编码蛋白的性质、结构和互作蛋白等进行了预测分析,为后续实验研究提供了依据和线索,奠定了重要的信息基础。     

基于生物信息学方法分析人CREB结合蛋白的结构与功能

为了预测分析人CREB结合蛋白(CREB-binding protein,CBP)的结构和功能。本研究利用生物信息学相关数据库及软件对人CBP蛋白的理化性质、保守性、亚细胞定位、信号肽、跨膜结构域、二级结构、三级结构、相互作用蛋白及功能进行预测。结果表明,人CBP蛋白是一种定位于核内的不稳定亲水性蛋白质,无跨膜区和信号肽。其二级结构以无规卷曲和α-螺旋为主,并且该蛋白质HAT结构域在各物种间高度保守,推测与其酶活性密切相关的氨基酸残基为Tyr1433、Leu1434、Asp1435、Arg1664。此外,人CBP蛋白能够与TP53、CREB1、NCAO3等多种转录因子或转录辅激活因子发生相互作用,主要参与转录调控、细胞分化、组织发育、信号转导及细胞凋亡等生物学过程。本研究为进一步研究CBP在恶性肿瘤发生发展中的作用机制提供了理论依据。     

SigmaK和GerE对芽胞外壁基质结构基因exsB的转录调控

[目的]明确SigmaK和GerE对苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)芽胞外壁(exosporium)基质结构基因exsB的转录调控.[方法]序列比较蜡样芽胞杆菌群exsB及启动区序列,利用启动子融合lacZ技术检测exsB启动子的转录活性;通过凝胶阻滞方法检测GerE与exsB启动子的结合.[结果]在蜡样芽胞杆菌群中,exsB及其启动区具有较高的相似性,exsB启动子在芽胞形成期的晚期大量转录;sigK和gerE的突变影响了exsB启动子的转录活性,凝胶阻滞结果显示GerE蛋白与exsB启动子可以结合.[结论]本研究证明exsB在芽胞形成晚期受到SigmaK转录调控,并直接受到GerE的正调控.     

人TCF7L2基因启动子生物信息学分析

[目的]探讨人TCF7L2基因启动子特征。[方法]从UCSC数据库获得人TCF7L2基因5'调控区2 000 bp序列,利用多种在线软件对启动子、转录因子结合位点、Cp G岛、SNP等进行分析。[结果]5'调控区2 000 bp序列正义链上至少存在5个潜在的启动子,其中-242～-192 bp、-853～-803 bp之间可能包含核心启动子。查找到1个TATA盒,存在1个长度为499 bp的Cp G岛。Ali Baba2. 1、PROMO和JASPAR软件分别预测到241、944、1 035(正义链)个转录因子结合位点。利用conreal程序在人和小鼠TCF7L2基因启动子保守区域内预测到207个共同的转录因子结合位点,涉及到66种转录因子。启动子区发现2个SNP位点。[结论]对人TCF7L2基因启动子进行了生物信息学分析,获得了启动子特征。     

草鱼MyoD基因内含子和启动子的克隆与分析

本研究采用PCR和染色体步移法克隆了草鱼Myo D基因311 bp的内含子1、125 bp的内含子2及长1 066 bp的部分上游启动子序列。同源性比对分析表明,草鱼Myo D的内含子1与鲤科鱼类的同源性相对较高(87%~97.1%)。生物信息学方法预测草鱼Myo D的启动子序列中发现含有1个核心启动子序列,存在CREB、SP1、ATF等多种与转录诱导调控有关的转录因子结合位点,未发现Cp G岛。草鱼Myo D基因内含子及启动子克隆与特征分析,将为进一步研究鱼类Myo D基因的表达调控及其功能分析提供参考。