Sox9基因的结构、功能及进化

Sox9基因是继SRY基因之后人们发现的第一个具有内含子的Sox家族成员。在Genebank中可查的Sox9基因序列共671个,广泛分布于哺乳动物和鸟类直至水母等低等动物。近年来的研究发现,Sox9基因的功能呈现多样性,该基因在发育过程中参与性别的决定、软骨的形成以及神经系统和胰腺的形成,另外Sox9基因在肿瘤发生中也有一定的作用。本文从Sox9基因的结构、功能以及进化等方面进行了综述,为进一步研究Sox9基因提供参考资料。     

杆状病毒IAP基因的结构、功能及其进化

杆状病毒的IAP(inh ib itor of apoptosis prote in)基因是最早鉴定的IAP家族基因,具有B IR和R ING结构域特征,与杆状病毒P35基因有相似抗细胞凋亡功能,但在结构和作用机制上存在差异。系统分析表明,杆状病毒IAP基因可能是病毒与鳞翅目昆虫在长期的进化过程中从宿主基因组中获得的。     

Rab蛋白的结构、功能及进化

Rab蛋白是小分子GTP结合蛋白家族(small GTP-binding proteins)中最大的亚家族,大约由200个氨基酸组成,由保守的G结构域与高度可变的N端和C端组成。Rab蛋白作为细胞内囊泡运输的分子开关,与其上游调控子和下游特定的效应子相互作用,并与GTP的结合和水解过程相偶联,在囊泡运输的不同阶段发挥作用。对不同Rab蛋白调控囊泡运输的研究有利干全面理解细胞内各类囊泡定向运输的分子动力学机制。     

植物抗病基因结构、功能及其进化机制研究进展

植物与病原菌在长期的共进化和相互选择的过程中,逐渐形成了组织障碍、非寄主抗性和小种专化抗性等有效的防御机制。小种专化抗性(基因对基因抗性)主要是由植物抗病基因识别相应的病原菌无毒基因并激活植物体内抗病信号进而抵御病原菌的侵染。从目前已克隆的 70 多个抗病基因来看,它们在结构上具有高度保守性,主要包括核苷酸结合位点(NBS),亮氨酸重复结构(LRR), 蛋白激酶结构域(PK), 果蝇蛋白 Toll 和哺乳动物蛋白质白细胞介素 1 受体[interleukin(IL)-1 receptor]类似结构域(TIR), 双螺旋结构(CC)或亮氨酸拉链(LZ)和跨膜结构域(TM)等,其在抗病基因与病原菌无毒(效应)蛋白互作以及植物内部免疫信号传导中起着重要的作用。同时,抗病基因又通过基因复制、遗传重组等进化机制形成多基因家族,为植物抗病的专化性和多样性提供了重要的遗传基础。本文主要讨论了近来已克隆抗病基因的结构特征、功能以及抗病基因进化机制研究的进展。     

磷脂爬行酶的基因结构、进化、分布和功能

磷脂爬行酶(phospholipid scramblase,PLSCR)基因家族是编码一组Ca2+依赖的多棕榈酰化II型膜蛋白,存在于所有的真核生物中。在高浓度的Ca2+环境中,磷脂爬行酶会使膜磷脂(phospholipid,PL)发生无规则的翻转运动,最终造成磷酯酰丝氨酸(phosphatidylserine,PS)外翻,从而参与调控细胞激活、损伤或者凋亡过程中膜磷脂的分布。PLSCR的功能除参与细胞的增殖与分化外,还在体内多种过程中发挥作用,如脂质代谢、线粒体结构功能维护、血液凝固和免疫应答等过程。为更全面系统地了解PLSCR基因家族,该文对近年来PLSCR基因的结构、进化、分布和功能的相关研究进行了综述。     

植物几丁质酶的结构与功能、分类及进化

近年来对几丁质酶的研究越来越深入,资料也愈来愈多。有的植物几丁质酶除具有几丁质酶活性,还具有其它的活性。典型的几丁质酶由N_端信号区、催化区和C_端延伸区组成,有的还有几丁质结合域。各功能域具有各自的功能。对植物几丁质酶的分类已经过多次改进,目前公认的是分成4组9个亚组。有证据表明植物几丁质酶在进化过程中有遗传转座现象,但具体进化过程还有待进一步确证。对几丁质酶与其它一些蛋白的关系的了解有助于理解几丁质酶的起源和进化。由于几丁质酶具有独特的抗真菌特性,因而几丁质酶基因成为目前抗真菌基因工程研究的热点之一。     

植物几丁质酶的结构与功能、分类及进化

近年来对几丁质酶的研究越来越深入,资料也愈来愈多,有的植物几丁质酶除具有几丁质酶活性,还具有其它的活性,典型的几丁质酶由－N－端信号区,催化区和C－端延伸区组成,有的还有几丁质结合域,各项能域具有各自的功能,对植物几丁质酶的分类已经过多次改进,目前公认的分成4组9个亚组,有证据表明植物几丁质酶在进化过程中有遗传转座现象,但具有进化过程还有待进一步确证,对几丁质酶与其它一些蛋白的关系的了解有助于理解几丁质酶的起源和进化,由于几丁质酶具有独特的抗真菌特性,因而几丁质酶基因成为目前抗真菌基因工程研究的热之一。     

根瘤感受样基因的进化: 结构歧异与功能分化

豆科植物百脉根(Lotus japonicus)的根瘤感受基因Nin与根瘤的早期发育有关。Nin的同源基因(Nin-like基因)功能上涉及氮代谢过程。从完成测序的豆科和非豆科植物基因组中获取Nin-like基因并进行系统发育分析。在此基础上, 追踪基因和蛋白质结构的歧异式样, 尝试建立结构歧异和功能分化的联系。通过比较, 新的Nin-like基因被鉴别。系统发育分析不仅重现了以前分辨的直系同源群(分支I、II和III), 且识别了它们之间的姐妹群关系。Nin-like基因的结构呈现多样性, 支持系统发育分析的结果。水稻OsNLP5基因缺乏内含子, 可能起源于基因返座事件。NIN-like蛋白结构域组织和功能位点在不同分支中存在差异, 提示它们的功能发生了分化。根瘤固氮植物NIN-like蛋白的GAF结构域中存在一个显著变异区, 三级建模分析显示这个变异区对应于百脉根非固氮NIN-like蛋白的一段保守构象, 这一变异可能使豆科植物具有根瘤固氮能力。研究结果为阐明Nin-like基因的功能提供了新的研究思路。     

无序蛋白质的判定及其结构、功能和进化特征

固有无序蛋白质(intrinsically disordered proteins,IDPs)是天然条件下自身不能折叠为明确唯一的空间结构,却具有生物学功能的一类新发现的蛋白质.这类蛋白质的发现是对传统的"结构-功能"关系认识模式的挑战.本文首先总结了无序蛋白质的实验鉴定手段、预测方法、数据库;并介绍了无序蛋白质结构(包括一级结构、二级结构、结构域无序性及变构效应)和功能特征;然后重点总结了无序蛋白质在进化角度研究的进展,包括无序区域产生的进化机制、进化速率,蛋白无序性的进化在蛋白质功能进化及生物学复杂性增加等方面的重要作用;最后展望了无序蛋白质在医药方面的应用前景.本文对于深入认识无序蛋白质的形成机制、结构和功能特征及其潜在的临床应用前景具有重要意义.     

鱼类和哺乳类TLR4基因结构和功能的保守与进化

先天性免疫是生物体第一道免疫防线,存在于各种多细胞生物中。Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)是介导机体对病原体相关的分子模式(Pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)识别的一类模式识别受体(pattern recognition receptors,PPRs),在先天性免疫中发挥重要作用。TLR4是toll家族成员之一,哺乳类中主要负责识别细菌的脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)。文章就TLR4的发现历史,TLR4在鱼类和哺乳类中的结构特点,TLR4的分布特征,鱼类和哺乳类中TLR4识别配体的差异,TLR4的信号传导以及TLR4的进化进行了综述。综述将对TLR相关研究提供借鉴和参考。     

TLR5的进化、功能及相关疾病研究

自第一个TLR蛋白被发现以来,越来越多的TLR家族成员逐渐被鉴定出来.TLR5作为TLR家族中的重要一员,是识别鞭毛蛋白的主要胞外受体.所有脊椎动物的TLR5在结构与功能上十分保守,具有典型的TLR结构域,即数量不等的亮氨酸重复序列、跨膜结构域,以及细胞内的Toll/IL-1受体结构域.TLR5仅在鱼类中有两种形式,分...     

家蚕CyPA基因的克隆、表达谱及进化分析

CyP蛋白家族在蛋白质折叠过程中起着重要作用。本研究克隆了家蚕Bombyx mori CyPA基因(BmCyPA),该基因由2个外显子和1个内含子组成,推导开放阅读框编码165个氨基酸,分子量为19.4 kD,等电点为8.79。序列分析表明BmCyPA在不同物种间具有高度的保守性,含有肽酰脯氨酸顺反异构酶活性位点及与CsA侧链结合的氨基酸,提示BmCyPA可能具有肽酰脯氨酸顺反异构酶活性和与CsA结合的特性。组织表达谱及EST数据分析显示,BmCyPA在丝腺中高丰度表达。通过对不同物种来源的CyP基因的进化分析,进一步预测了BmCyP基因的功能,BmCyP可能与丝蛋白的正确折叠相关。     

植物FKBP基因家族的结构及生物学功能

FK506结合蛋白(FK506 binding protein, FKBP)是一种在生物体中广泛存在、进化上高度保守的组成型蛋白质。除了作为免疫抑制剂FK506受体以外, FKBP还具有肽脯氨酰顺反异构酶(PPIase)的活性。FKBP在植物中是个大家族, 可作为分子伴侣与一些蛋白相互作用从而调控不同的生化过程。研究表明, 该家族基因在植物的响应胁迫和不同生长发育过程中都扮演着重要角色。最近许多新的FKBP互作蛋白的发现和鉴定表明, FKBP在调控基因表达和光合适应性方面具有广泛的生物学功能。文章对植物FKBP家族的结构特点、分类以及最新的功能研究进展进行了详细的综述。     

糖蛋白的结构、功能及分析方法

综述了糖蛋白研究的重要意义、糖肽键的主要类型、糖链的主要类型、糖蛋白结构研究的一般策略及结构分析的最新进展     

HIV的基因结构与功能及致病机理

人获得性免疫缺陷病毒(HIV)是造成AIDS的主要病原体,HIV感染机体主要是通过侵嗜CD4~+T淋巴细胞、巨嗜细胞和神经细胞,随着CD4~+T淋巴细胞的耗竭,被感染者进行性免疫缺陷,导致于致命的机会性感染和肿瘤。其可怕的蔓延趋势和流行范围已经给人类的生存带来了巨大的威胁。目前,这一流行趋势将日益严重,因此,控制艾滋病的传播是全世界所面临的挑战。     

角蛋白酶的结构、功能及应用

角蛋白是广泛存在于羽毛及毛发中的难溶性蛋白质。角蛋白酶可以催化角蛋白的降解,在畜牧、皮革加工、医疗等领域中具有较大的应用价值与潜力。近年来,研究人员对角蛋白酶的来源、分类、结构、功能优化等方面进行了大量的研究,并取得了很多成果,为角蛋白酶的商业化应用提供了很好的基础。本文综述了角蛋白酶结构、功能、应用等方面的研究进展,并提出了今后的研究方向。     

MicroRNA的结构、生物合成及功能

MicroRNA是真核生物中一类长度约为22个核苷酸的参与基因转录后水平调控的非编码小分子RNA。成熟的microRNA是由较长的可折叠形成发夹结构的前体转录物经过Dicer酶或类似Dicer酶的内切核酸酶加工而来。MicroRNA基因存在于基因组的基因间隔区或者内含子当中。这些小分子RNA通过碱基配对与靶mRNA序列的3′非翻译区或编码区结合以调控基因的表达。它们呈现出组织特异性或发育阶段特异性表达特征。MicroRNA具有调节细胞增殖、死亡、神经细胞分化、个体发育等生物学功能。     

革兰氏阴性菌TonB-ExbB-ExbD复合物的功能、作用机制、分布及进化

革兰氏阴性菌在生长繁殖过程中需要从外界摄取营养物质。一些小分子营养物质可以自由地通过革兰氏阴性菌的细胞膜,而一些大分子营养物质的转运需要特异性的TonB复合物依赖性的外膜受体进行转运。TonB复合物由TonB、ExbB、ExbD构成,是革兰氏阴性菌对外界营养物质主动转运过程的能量提供单位,在革兰氏阴性菌分布广泛。近年来,对TonB-ExbB-ExbD复合物的功能、结构及作用机制取得了重大研究进展,然而此复合物在不同的细菌也存在功能及作用机制上的差异。基于此背景,本文综述了TonB复合物的功能和结构研究进展,并分析了TonB复合物在革兰氏阴性菌中的分布、进化,比较了不同革兰氏阴性菌此复合物的差异,有助于进一步发现和揭示TonB复合物的新功能与作用机制。     

植物固醇合成途径关键基因CPI1的功能进化

固醇是真核生物膜的重要组分, 在生长发育中具有重要作用。CPI1 (CYCLOPROPYL STEROL ISOMERASE1)基因是植物特有的固醇合成途径基因, 其编码产物为环丙基固醇异构酶。目前只有拟南芥(Arabidopsis thaliana)的CPI1基因被克隆并解析。研究发现, 从藻类到高等开花植物中均存在单一拷贝的CPI1基因。陆生植物CPI1的基因结构及其所编码的氨基酸序列均高度保守, 蛋白质序列相似性范围为48%–90%, 但陆生植物CPI1与绿藻CPI1的蛋白序列之间存在显著差异。蛋白质结构预测发现CPI1具有非常相似的拓扑结构, 均具有7个跨膜结构域和6个亲水环。组织表达模式分析显示, 陆生植物CPI1在不同组织中均表达, 是组成型表达基因。为了验证CPI1基因的功能, 克隆了二穗短柄草(Brachypodium distachyon)BdCPI1基因, 并转化拟南芥cpi1-1突变体。结果表明, BdCPI1能完全回补cpi1-1突变体的表型。基于单拷贝基因数目、保守的基因结构和蛋白质拓扑结构及基因表达模式, 推测CPI1基因的功能可能在陆生植物中高度保守。