QscR基因的调控对菌株M.sp.SDM11产L-丝氨酸的影响

M.sp.SDM11是一株能以甲醇为唯一碳源生长的细菌,初步发酵检测发现能转化甘氨酸为L-丝氨酸。QscR基因产物是甲基营养菌中丝氨酸循环的一个转录调控关键因子,根据在GenBank中已报道的QscR基因序列(登录号:NC_012988.1)设计引物,以M.sp.SDM11的染色体DNA为模板,利用PCR扩增得到一大小为987 bp的QscR基因,将该基因克隆到广泛宿主载体pLAFR3上,在帮助质粒pRK2013的介导下,利用三亲本结合使其导入到菌株SDM11中构建重组菌株SDM12。对SDM12进一步研究发现,重组菌株中与L-丝氨酸合成相关的关键酶丝氨酸羟甲基还原酶(SHMT)的酶活比野生型菌株SDM11要低,约为野生型菌株的70%左右,另一个酶——羟基丙酮酸还原酶(HPR)的酶活力也只有野生型的75%。进一步将菌株进行产L-丝氨酸研究,结果表明,重组菌的产L-丝氨酸能力也明显降低,约为野生型菌株的67%左右。     

Ⅱa类组蛋白去乙酰化酶HDACs与糖脂代谢

组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs)可催化组蛋白赖氨酸残基去乙酰化,抑制基因转录,HDACs也可使许多转录因子去乙酰化而调控转录。Ⅱa类HDACs通过胞浆胞核穿梭调控糖脂代谢相关基因的表达,如糖异生相关葡萄糖6磷酸酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、甘油三酯脂肪酶、葡萄糖转运蛋白等。本文主要介绍Ⅱa类HDACs在肝、肌肉组织和脂肪组织糖脂代谢中的作用以及在糖脂代谢紊乱治疗中可能作用的研究进展。     

CaMK Ⅱ/HDAC4途径参与雷帕霉素对学习记忆的调节作用

雷帕霉素(rapamycin,Rap)在多种生物中有抗衰老和增强学习记忆的作用。HDAC4是Ⅱα类组蛋白去乙酰化酶(classⅡαhistone deacetylases),参与神经细胞的记忆形成及其他的功能。然而,二者在功能上的联系及雷帕霉素在学习记忆中的作用机制尚未见报告。本研究证明,HDAC4作为雷帕霉素信号途径的下游底物,雷帕霉素可通过依赖钙-钙调蛋白的蛋白激酶Ⅱ(Ca MKⅡ)/HDAC4途径调控学习记忆。小鼠水迷宫实验显示,雷帕霉素能有效改善D-半乳糖(D-galactose,Dgal)所致的学习记忆障碍,增强D-半乳糖诱导衰老小鼠和普通小鼠的学习记忆能力。已知Ca MKⅡ可修饰HDAC4的246位丝氨酸磷酸化。蛋白质印迹检测显示,雷帕霉素作用后的小脑海马细胞HDAC4(Ser246)和Ca MKⅡ(Thr286)磷酸化水平降低,而总蛋白水平无明显变化。D-半乳糖诱导衰老小鼠脑海马细胞HDAC4(Ser246)和Ca MKⅡ(Thr286)磷酸化水平较对照组无明显变化。本实验结果结合以往的研究揭示,雷帕霉素通过抑制其靶蛋白(mammalian target of rapamycin,m TOR)而减少Ca MKⅡ磷酸化水平,低磷酸化的Ca MKⅡ失去活性不能催化HDAC4磷酸化,HDAC4的磷酸化水平影响其定位和功能。本研究证明,Ca MKⅡ/HDAC4为雷帕霉素调控学习记忆的一个可能途径,而HDAC4调控学习记忆的机制还需要进一步研究。     

甲醇利用菌SDM11中glyA基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

对甲醇降解菌Methylobacterium.sp SDM11中的glyA基因进行克隆及特性研究,以获得更多的丝氨酸羟甲基转移酶(serine hydroxymethyltransferase,SHMT)资源。根据GenBank中已报道的Methylobacterium extorquensAM1中的glyA基因序列(登录号:L33463)设计引物,以SDM11的基因组DNA为模板,PCR扩增glyA基因。利用pETblue-2载体将该基因在大肠杆菌BL21(DE3)中得到表达。PCR扩增到一个1.40 kb大小的DNA片段,经过blast软件比对分析,发现该片段与已报道的Methylobacterium extorquensAM1的glyA基因的序列相似性为95%,氨基酸序列的相似性为98%。该基因编码468个氨基酸,预测的分子量大小为52.2 kD,等电点为7.02,发现纯化后的目标蛋白具有SHMT酶活性,并初步测定了酶活力。     

HDAC4在大脑神经退行性病变中的作用

许多疾病的产生受到表观遗传修饰的影响,而组蛋白乙酰化是其中重要的修饰方式之一。随着研究的深入,Ⅱa类组蛋白去乙酰化酶(HDACs)在各类疾病中的作用也逐渐得以明确,本文主要介绍Ⅱa类HDAC4与大脑神经退行性病变如神经退行性疾病以及精神类疾病的密切关系,揭示其在神经退行性病变中的重要作用,为药物治疗提供一个很好的前景。