胸苷酸合成酶表达调控的分子机制

胸苷酸合成酶(thymidylate synthase,TS)是生物体内催化胸苷酸合成所必需的酶．多年来一直作为肿瘤化疗的重要靶酶。对TS基因调控机制的研究表明：基因扩增、转录、翻译和翻译后过程都参与了TS表达的调控。先前的研究表明：TS可与自身的mRNA结合形成TS-mRNA复合物,使mRNA翻译受阻,5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)等抗代谢药物可与TS蛋白结合,结合后的复合物不能与TS mRNA作用,导致体内TS的表达升高,是肿瘤细胞产生抗药性的重要分子机制之一。现对TS基因表达调控研究进展、翻译调控与抗药性产生的分子机制进行综述。     

RNP免疫沉淀技术在斑马鱼胸苷酸合成酶基因翻译调控研究中的应用

为检测斑马鱼胸苷酸合成酶基因的表达产物TS蛋白在体内是否结合于自身的mRNA,并进一步检测TS蛋白与c-myc mRNA的结合情况。采用免疫沉淀结合得到相应的RNA,即RNP免疫沉淀技术,进一步结合RT-PCR技术分析与蛋白结合的核酸序列,并用Western蛋白印迹分析了TS蛋白。结果显示,人的TS106单克隆抗体可以免疫沉淀斑马鱼的TS蛋白,抗体免疫沉淀的核酸中含有TS mRNA和c-myc mRNA。在斑马鱼中,TS蛋白在体内结合于自身的TS mRNA,并能结合c-myc mRNA,参与基因的表达调控,阐明了TS的翻译调控机制在体内条件下的作用方式,同时也为构建斑马鱼抗肿瘤药理模型提供了理论基础。     

运用 mRNA 体外展示技术筛选胸苷酸合成酶 RNA 亲和肽

以体外选择方法筛选不同功能的核酸、肽和蛋白质是近年的研究热点, mRNA 体外展示是一种新兴的高效多肽选择技术,其基本原理是通过含嘌呤霉素寡核苷酸的 Linker 使 mRNA 与它编码的肽或蛋白质共价结合,形成 mRNA- 蛋白质融合体,这一方法已用于多种功能肽的鉴定 . 以 mRNA 体外展示技术进行了由大容量多肽库中 (>1013) 筛选胸苷酸合成酶 (thymidylate synthase , TS) RNA 亲和肽的研究,通过精密的实验设计,建立了一套完整有效的筛选方法,并对实验条件进行了优化 . 已进行了 8 轮筛选,结果表明,以 mRNA 体外展示技术获得的多肽分子,可以与 TS mRNA 亲和 . 将测序结果与初始肽库进行比较,发现亲和肽中碱性氨基酸及芳香族氨基酸含量明显增加,说明其在与 RNA 结合中具有重要作用 . mRNA 展示技术作为一种大容量文库的体外筛选方法,将广泛应用于与固定化靶物质具高度亲和性及特异性的多肽和蛋白质的筛选 .     

胸苷酸合成酶mRNA亲和多肽的鉴定及其对翻译过程的抑制作用

胸苷酸合成酶(thymidylate synthase, TS)是催化生物体内胸苷酸合成所必需的酶, 多年来一直作为肿瘤化疗的靶点. 研究表明, TS是一种RNA结合蛋白, 可以与其自身mRNA的2个位点结合, 使mRNA翻译受阻. 本文以mRNA体外展示技术进行了由大容量多肽库(>10¹³)中筛选胸苷酸合成酶mRNA亲和多肽的研究, 对随机库进行了12轮循环的选择及扩增. 结果表明, 与初始库相比, 经选择循环之后, 碱性氨基酸及芳香族的苯丙氨酸含量明显增加, 它们在TS RNA与蛋白质的相互作用中扮演着重要角色. 按其理化特性对每一随机位点的氨基酸进行分类, 并与初始库比较, 发现位点1, 12, 17和18具有明显的带正电荷的特性, 表明碱性侧链参与了与RNA的结合. 二级结构预测表明, 随着筛选的进行, 与TS mRNA 亲和的多肽显示出明显的螺旋倾向, 而且形成螺旋的区域富含碱性氨基酸. 凝胶迁移及体外翻译实验证实, 选择循环之后的多肽能够与TS mRNA高度亲和, 并能抑制TS mRNA的翻译. 本研究表明mRNA体外展示方法得到的亲和多肽可以用作新的TS RNA的翻译抑制剂, 并有可能成为一类新型的抗肿瘤药物.     

斑马鱼胸苷酸合成酶与自身mRNA的相互作用

斑马鱼(zebrafish,Danio rerio)是生物学领域中公认的研究脊椎类生物的模式生物.胸苷酸合成酶(thymidylate synthase,TS)是DNA从头合成的限速酶,多年来一直作为肿瘤化疗的重要靶酶.前期的研究表明,人和大肠杆菌中TS能与自身的mRNA结合,在翻译水平上具有反馈抑制自调控现象.斑马鱼作为药物模型的研究已成为热点研究领域,为了探讨斑马鱼的胸苷酸合成酶的调控规律,以及与人TS的相关性,利用原核表达,纯化获得高均一性斑马鱼TS蛋白,采用凝胶迁移研究了TS和其mRNA的体外结合,采用免疫共沉淀:RT-PCR技术研究了它们在体内的相互作用,实验结果表明,斑马鱼的TS在体内外均与自身的mRNA存在特异性的相互作用.研究说明,斑马鱼和人的TS具有高度生物学过程相关性,为构建斑马鱼抗肿瘤药理模型提供了理论基础.