大肠杆菌（Escherichia coli）LexA蛋白的结构与功能

LexA蛋白首先在大肠杆菌（Escherichia coli）中作为SOS反应的重要调节因子之一被发现. LexA蛋白含有202个氨基酸,由N端DNA结合结构域和C端催化核心结构域构成. 细胞中LexA蛋白大都以二聚体形式存在,并且有可切割和不可切割两种构象. 在正常生理条件下,LexA特异性结合16 bp的保守序列5′-CTGTN8ACAG-3′,即SOS盒,抑制约50个基因的表达. 当发生DNA损伤时,活化的RecA蛋白通过稳定LexA蛋白可切割构象,促进LexA蛋白Ala84-Gly85间肽键的切割,产生的C端LexA85 202和N端LexA1 84被蛋白酶ClpXP和Lon快速降解. LexA蛋白切割后,SOS基因以一定的顺序开始表达,并且完成DNA损伤修复. 本文回顾和总结了LexA蛋白分子结构,自我切割分子机制和影响因素,以及在SOS反应中的作用等方面的研究进展. 同时,也讨论了LexA蛋白在原核细胞中的进化保守性.     

文昌鱼AmphiDC-like的全长cDNA克隆及其表达模式分析

本文旨在克隆文昌鱼树突样蛋白基因AmphiDC-like,采用实时 PCR法和原位分子杂交法对其表达模式进行分析.从文昌鱼神经胚cDNA文库测序得到的ESTs中筛选得到该基因片段,通过引物步移直接测序的方法,克隆得到其cDNA全长序列,对其推测的氨基酸序列进行同源性分析发现,该基因产物具有树突样细胞蛋白共有的保守区,并与多种生物的树突状细胞蛋白具有高度同源性,其中与脊椎动物的树突样细胞蛋白同源性较高. 实时 PCR结果显示, AmphiDC-like在文昌鱼受副溶血性弧菌(Vibrio parahemolyticus,Vp)感染后6 h到48 h表达均上调,并通过原位分子杂交技术观察到,该基因在文昌鱼鳃和消化道中有表达,为深入研究其功能奠定了基础.     

Rho小G蛋白相关激酶的结构与功能

Rho小G蛋白家族是Ras超家族成员之一,人类Rho小G蛋白包括20个成员,研究最清楚的有RhoA、Rac1和Cdc42。Rho小G蛋白参与了诸如细胞骨架调节、细胞移动、细胞增殖、细胞周期调控等重要的生物学过程。在这些生物学过程的调节中,Rho小G蛋白的下游效应蛋白质如蛋白激酶（p21-activated kinase,PAK）、ROCK（Rho-kinase）、PKN（protein kinase novel）和MRCK（myotonin-related Cdc42-binding kinase）发挥了不可或缺的作用。迄今研究发现,PAK可调节细胞骨架动力学和细胞运动,另外,PAK通过MAPK（mitogen-activated protein kinases）参与转录、细胞凋亡和幸存通路及细胞周期进程;ROCK与肌动蛋白应力纤维介导黏附复合物的形成及与细胞周期进程的调节有关;哺乳动物的PKN与RhoA/B/C相互作用介导细胞骨架调节;MRCK与细胞骨架重排、细胞核转动、微管组织中心再定位、细胞移动和癌细胞侵袭等有关。该文简要介绍Rho小G蛋白下游激酶PAK、ROCK、PKN和MRCK的结构及其在细胞骨架调节中的功能,重点总结它们在真核细胞周期调控中的作用,尤其是在癌细胞周期进程中所发挥的作用,为寻找癌症治疗的新靶点提供理论依据。     

本科生物技术综合性超大实验课程的架构与建设

为了培养本科生的分子生物学实验设计与操作技能,在实践教学中实现培养本科创新人才的目标,以用大肠杆菌发酵生产重组细菌碱性磷酸酶为案例,通过碱性磷酸酶基因的克隆、原核表达、发酵生产、提取纯化以及酶活性检测等系列实验,把本科的基因工程、发酵工程和生物化学3门综合性独立实验课程有机地组合成一个内容相关联的超大型综合性生物技术大实验,进一步凸显了生物技术中以基因工程技术为核心的上游核酸操作、中游发酵生产和下游蛋白分离纯化三大技术模块的有机联系,大大地提高了本科实验教学的综合性和研究性,提升了实践教学水平,取得了良好的教学效果。     

Rho小G蛋白介导的细胞周期调控

Rho小G蛋白作为一个信号分子家族具有多样化的功能, 可以调节细胞骨架重排 、细胞迁移、细胞极性、基因表达、细胞周期调控等. Rho小G蛋白家族对细胞周期 调控的研究主要集中在其对于有丝分裂期细胞的调节作用,包括调节有丝分裂期前 期细胞趋圆化、后期染色体排列及收缩环的收缩作用.近期的研究显示,Rho小G蛋白及其效应分子对于细胞周期G1、S、G2期的调控主要是通过影响细胞周期的正调控因子细胞周期蛋白D1 (cyclin D1) 和负调控因子细胞周期蛋白依赖型激酶相互作用蛋白1及细胞周期蛋白依赖型激酶抑制蛋白27 (p21cip1/p27kip1) 进行的.本文总结了Rho小G蛋白及其效应分子在细胞周期调控,尤其是对G1/S期调控的研究进展,并简要阐述了Rho小G蛋白介导的细胞周期调控异常与癌症发生的关系.     

大肠杆菌抗酸碱环境的分子机制

细胞抗酸碱机制是一个重要的分子生物学问题,也是当前国际上非常活跃的研究前沿领域。大肠杆菌的抗酸系统中,与代谢相关的抗酸机制是利用氨基酸脱羧酶消耗氨基酸特定的氢离子,产生胺类和CO2,最终提高pH值。周质空间的抗酸机制,主要是依靠分子伴侣来保护周质空间中蛋白质。细菌二元调控系统可以感知极端pH环境等外界刺激,激活或抑制靶基因的表达,使细胞做出应答。非编码小RNA的抗酸途径则通过增加RpoS或者降低H NS的翻译来实现。关于大肠杆菌抗碱机制的研究甚少,至今只发现gadC、rpoS、nhaA和tnaA四个基因可能帮助大肠杆菌细胞耐受极碱环境。揭示大肠杆菌抗酸碱途径的生物学机制,对人肠道致病菌的治疗和预防都有着积极的作用,也能为生物医药的研究提供可靠的分子依据和新药开发的新靶点。     

基于复制-转录碰撞的突变和进化意义

复制和转录机器会同时使用相同的DNA区域作为模板,因此复制和转录不可避免地以头对头或追尾方式相互碰撞。头对头碰撞和追尾碰撞均会导致复制机器停留,从而造成DNA损伤和基因组不稳定。就基因组完整性而言,头对头碰撞比追尾碰撞的后果更严重。本文回顾总结了复制-转录冲突的解决机制和进化影响。相对于前导链,滞后链上非同义（氨基酸改变）突变的发生率更高,并且滞后链上基因的高频诱变取决于转录本和基因大小,因此,较快的适应性突变发生在滞后链上。头对头基因的高度转录增加了复制过程中响应压力的突变率。无论是头对头还是追尾模式,复制-转录冲突都可能是适应性进化的驱动力。     

通过蛋白质组学的方法鉴定小G蛋白Rif的相互作用蛋白及初步功能分析

Rif(Rho in filopodia)作为Rho小G蛋白家族的一员在调节细胞骨架形态方面有多种作用,可以同时介导压力纤维（stress fibers）和丝状伪足（filopodia）结构的形成.为了进一步研究Rif分子的功能, 通过蛋白质组学的方法在高表达内源性Rif蛋白的HeLa细胞中寻找其新的相互作用蛋白.通过分析,发现了Rif与输出蛋白5（exportin 5）等几个核质蛋白存在潜在的相互作用.实验证明,Rif与输出蛋白5的相互作用是核苷酸依赖性的,并且这种相互作用可以将细胞质中存在的输出蛋白5转运回细胞核内.这些发现揭示了小G蛋白Rif可能作为核质大分子运输载体的新功能.