核糖体蛋白质的翻译特异性——遗传密码翻译装置对信使RNA的选择性

分子遗传学泰斗J.D.Watson于1957年首先对核糖体进行系统的研究。其后经许多科学家的共同努力,核糖体的结构已经基本研究清楚。然而对核糖体蛋白质的确切功能,却仍然一无所知。1979年以来,本实验室主要从事分离核糖体蛋白质突变体,研究核糖体蛋白质突变对基因表达的影响。发现在S12突变体中,碱性蛋白酶活性下降,而中性蛋白酶活性正常。到目前为止,我们分离鉴定了的枯草杆菌核糖体蛋白质突变体总数居世界首位。我们研究了核糖体蛋白质突变对噬菌体基因组表达的影响。发现在S12的依赖链霉素突变体中,噬菌体(?)105裂解量下降;蛋白质合成受阻;而RNA和DNA合成正常。测定了噬菌体(?)29在27种共44株核糖体蛋白质突变体中的成斑率。在多数突变体中,成斑率下降,最低达10~(-6);少数升高,最高达三倍;还有一些升降都不明显。大肠杆菌C600的S12发生依赖链霉素突变,λ噬菌体的成斑率和相对产量大大降低,而T4和T7的成斑率正常。大肠杆菌1.1485(λcI857)的S12发生依赖链霉素突变,λcI857的诱导释放量大大降低,而T4的成斑率反有所增加。在大肠杆菌A19野生型菌株中,λ噬菌体的N基因表达正常;核糖体蛋白质S10,S16,S19,S20和L3发生突变,能抑制N基因表达;L21 L25,L24突变,N基因不能表达;L27突变,促进N基因表达;S8,L6,L7/L12,L     

枯草杆菌核糖体基因突变体的翻译产物分析

运用放射性同位素氨基酸,对枯草杆菌核糖体蛋白质基因突变株作体内蛋白质合成脉冲标记,随后用等电点聚焦-SDS聚丙烯酰胺双向凝胶电泳以及荧光自显影等技术,分析和比较了野生型和突变株的翻译产物。发现各菌株的电泳图谱有不同程度的差别,某些蛋白质种类增加,某些种类减少,另外有某些蛋白质的相对浓度有所增减。同是核糖体蛋白质S4突变株,在相同时间脉冲标记的电泳图谱也有不同程度的差别。以上结果反映了核糖体蛋白质基因突变对体内蛋白质合成的影响。     

枯草杆菌核糖体蛋白质L20基因突变的遗传分析

从一株依赖链霉素的菌株SD103,分离出一株不依赖链霉素的温度敏感突变体SDN98,其表型是由rplT和ts两个突变决定的。遗传分析指出,rplT位于leuA和pheA之间,远离复制始区的主要核糖体蛋白质基因群,而ts突变却在主要核糖体蛋白质基因群内的ery和sgcA之间。L20蛋白质的改变没有影响活体~3H-尿嘧啶和~(14)C-氨基酸的参入活性。     

枯草杆菌复制始区主要核糖体蛋白质基因群中两个新突变的遗传研究

我们分离到19株螺旋霉素抗性(spi~R)突变体和49株核糖霉素抗性(Rib~R)突变体。其中有5株带有改变的核糖体蛋白质,这些蛋白质是:S4,S5,L18,L23和L13,它们的改变同抗菌素抗性表型没有因果关系。遗传定位spi和rib在主要核糖体蛋白质基因群中,基因排列的顺序是:cysA—rib—rpsL—spi—ts-5—rpsC—rpsE—ts。L23蛋白质基因也在rpsL—rpsC区,L18蛋白质基因不在这一区域内。带有L18蛋白质基因突变的SP4菌株的大分子合成速率都比对照菌株低,而仅带有L23蛋白质基因突变的TDL23菌株,RNA合成速率降低,蛋白质合成速率与对照菌株相差不大,这是TDL23的mRNA合成蛋白质能力提高的结果。     

枯草杆菌168核糖体蛋白质基因突变

用NTG诱变一株B.subtilis168依赖链霉素突变体SD103,筛选不依赖链霉素的温度敏感突变体,用凝胶电泳分析它们核糖体蛋白质的改变,发现30％以上的突变体在电泳凝胶上出现改变的核糖体蛋白质,因此这是一种获得多种B.subtilis核糖体蛋白质穿变的简便而有效的方法。     

核糖体基因表达的调节

核糖体是细胞制造蛋白质的场所。我们不难概括 这些微小颗粒的功能,一方面它接受遗传指令,结合 mRNA分子处理信息,另一方面它把氨基酸连接成链, 合成一个蛋白质分子。有关核塘体的现代知识,主要 来自于对E. co“核糖体的详细研究。近年来发现了 某些意想不到的核糖体遗传学问题,进一步了解了调 节核塘休合成的复杂性。本文着力叙述新近进展,早 期工作请详见有关评论。     

Bacillus subtilis核糖体蛋白质S13和BL18突变体的遗传分析

以诱变分离得到Bacillus subtilis W168核糖体蛋白质S3、S7、S8、S11、S13、BL2、BL6、BL7突变体。通过遗传分析定位了S13和BL18基因。S13基因(rps M)位于主要核糖体蛋白质基因群str A-spc A区中,而BL18基因(rpl S)和pyr D紧密连锁。BL 18突变对细胞RNA和蛋白质合成以及噬菌体φ29的成斑率没有明显影响。     

枯草杆菌抗链霉素和依赖链霉素突变体孢子形成的改变

从枯草杆菌(Bacillus subtilis)BF-7658菌株分离到自发抗链霉素突变体34株,自发依赖链霉素突变体84株。就孢子形成而言,这些链霉素突变体可以分成四类,其表型分别为Str~R Spo~ ,Str~R Spo~-,Str~R Spo~C和Str~D Spo~-。以双向聚丙烯酰胺凝胶电泳分析了上述四类共22株抗链霉素突变体和50株依赖链霉素突变体的核糖体蛋白质,结果表明,30S核糖体亚基S12蛋白质的泳动度没有明显可见的改变,而依赖链霉素突变的回复体(Str~S Spo~ )明显改变了核糖体蛋白质S4或S5的泳动度。     

淀粉酶生产菌(Bacillus subtilis BF-7658)孢子形成突变体的分离和特性

从一个工业上生产α-淀粉酶的枯草杆菌(Baciltus subtilis)BF-7658菌株中分离出自发的依赖链霉素、抗红霉素孢子形成突变体。这些突变体能正常营养生长,但不能正常形成孢子;同时蛋白酶、抗菌素活性降低,转化分析说明这些性状的改变是单一突变的结果。