eIF-5A与DHS功能研究及应用进展

脱氧羟腐胺赖氨酸合酶(deoxyhypusine synthase,DHS)在植物、哺乳动物和酵母细胞中普遍存在,参与真核翻译起始因子eIF-5A(eukaryotic initiation factor-5A)的翻译后活化.目前研究表明eIF-5A具有多重生物学功能,如参与细胞增殖、蛋白质翻译、mRNA降解、细胞周期的转化及细胞衰老与凋亡等.eIF-5A是目前已知的DHS的惟一底物,因此研究DHS的功能与作用机理离不开对eIF-5A的功能研究.     

真核翻译起始因子5A在蛋白质合成中的功能及机制

在蛋白质合成过程中,除核糖体、氨酰 tRNA和mRNA外,还有多种翻译因子参与其中。真核翻译起始因子5A（eukaryotic translation initiation factor 5A, eIF5A）是维持细胞活性必不可少的翻译因子,在进化上高度保守。eIF5A是真核细胞中唯一含有羟腐胺赖氨酸（hypusine）的蛋白质,该翻译后修饰对eIF5A的活性至关重要。1978年,人们首次鉴定出eIF5A,认为它在翻译起始阶段促进第1个肽键的形成。直到2013年才证实它主要在翻译延伸阶段调控含多聚脯氨酸基序蛋白质的翻译。在经过四十多年研究后,人们对eIF5A的功能有了新的认识。近期基于核糖体图谱数据的分析表明,eIF5A能够缓解翻译延伸过程中核糖体在多种基序处的停滞,并不局限于多聚脯氨酸基序,并且它还能够通过促进肽链的释放增强翻译终止。此外,eIF5A还可以通过调控某些蛋白质的翻译,间接影响细胞内的各种生命活动。本文综述了eIF5A的多种翻译后修饰、在蛋白质合成和细胞自噬过程中的调控作用以及与人类疾病的关系,并与细菌及古细菌中的同源蛋白质进行了比较,探讨了该因子在进化中的保守性,以期为相关领域的研究提供一定的理论基础。     

应用套叠PCR技术构建番木瓜eIF4E和eIFiso4E基因的hpRNA植物表达载体

植物真核翻译起始因子4E(eIF4E)在蛋白质合成的起始中发挥重要作用,参与植物-病毒互作,影响病毒的侵染过程.为了研究eIF4E在植物病毒侵染中的功能,建立了一种快速的套叠PCR新方法,成功构建了番木瓜eIF4E和eIFiso4E基因的hpRNA结构,并将其连接到改造的植物表达载体pBI121上,为利用RNA干扰技术研究番木瓜eIF4E和eIFiso4E基因在病毒侵染中的作用奠定了基础.     

翻译延伸的顺式调控机理与生物学效应

翻译延伸是核糖体将信使RNA (mRNA)蕴含的遗传信息解码为蛋白质的有序过程,是细胞维持基本代谢活动的核心步骤。多种人类疾病(如神经退行性疾病、癌症等)都与翻译延伸的异常有关。翻译延伸作为中心法则的关键步骤曾是现代分子生物学研究的重点内容,然而方法学上的限制却阻碍了对其动态过程以及调控规律的进一步研究。近年来,对翻译延伸调控相关方法的突破让与其相关的生命科学研究获得了长足的发展,尤其是近10年来的研究揭示了翻译延伸的复杂调控机理和多种生物学效应,为理解蛋白表达调控和疾病发生的关联提供了新的理论视角。本文在总结翻译延伸研究方法的基础上,重点探讨了顺式调控元件(mRNA与新生肽链序列)对局部翻译延伸速率的调控作用,同时列举了翻译延伸调控对模板mRNA和蛋白质产物功能的影响,包括mRNA稳定性、蛋白质的合成与降解、蛋白质亚细胞定位以及蛋白质共翻译折叠等,以期吸引生命科学各领域的学者共同参与翻译延伸领域的研究。     

真核翻译起始因子5A和多胺代谢及肿瘤的关系

真核翻译起始因子5A(eIF5A)是真核生物中普遍存在且高度保守的蛋白质,含有一个独特的氨基酸——羟腐胺赖氨酸,该氨基酸是在赖氨酸的基础上经翻译后修饰而成,该过程与多胺代谢密切相关。研究发现,eIF5A和多胺代谢以及肿瘤的发生发展密切相关,有望成为抗肿瘤靶向治疗新的分子靶点。现就eIF5A和多胺代谢及肿瘤关系的研究进展作一简要综述。     

eIF3a与肿瘤发生、演进和干预的研究进展

真核翻译起始因子3(Eukaryotic translation factor 3,eIF3)是由多个亚单位组成的复合因子,其中eIF3a是其最大的亚单位。很多研究表明在酵母和哺乳动物细胞中,eIF3都参与了m RNA翻译起始,并对蛋白质的合成有很好的调控作用。值得一提的是eIF3a通过调控一系列与肿瘤的生成、细胞周期的调控DNA修复等过程相关的m RNA的翻译从而在肿瘤的发生、演进和干预中发挥重要作用。此外,研究发现eIF3a对RAF-MEK-ERK信号通路有抑制作用。eIF3a对蛋白质翻译的调节及其对RAF-MEK-ERK信号通路的影响使其有望成为肿瘤治疗的新靶点。本文将着重围绕eIF3a在肿瘤发生、演进和干预中的作用进行概述。     

食蟹猴疟原虫 (Plasmodium cynomolgi)中一个真核翻译起始因子4A(eIF-4A)同源蛋白的cDNA克隆、表达和ATP酶活性测定(英文)

真核翻译起始因子 4A(eukaryoticinitiationfactor 4A ,eIF 4A)是DEAD盒蛋白家族的ATP依赖性的RNA解旋酶类中的一个原型成员 .它在真核细胞的蛋白质合成的起始过程中起着关键性作用 .通过PCR扩增和放射探针杂交相结合的方法筛选食蟹猴疟原虫 (Plasmodiumcynomolgi)的cDNA文库 ,克隆了一个eIF 4A同源蛋白的完整cDNA序列 ,命名为CH1F .CH1F全长 1 75 3bp ,包含一个1 1 97bp的完整阅读框 ,推测编码一个由 398个氨基酸组成的蛋白 .对CH1F的蛋白序列用BlastP进行搜索和分析 ,提示它应该是DEAD盒家族的一个eIF 4A同源蛋白 ;用DNAStar将其与许多典型的DEAD盒蛋白序列进行比对分析 ,结果显示 :比起其它的DEAD盒蛋白 ,它与eIF 4A或eIF 4A的同源蛋白具有更高的同源性和更多序列上的相似结构域 .将包含完整阅读框的片段亚克隆进表达载体pET 2 8a (+) ,在大肠杆菌DH5α中表达 ,产生的融合蛋白大小在 4 5kD左右 .对该融合蛋白进行纯化、重新折叠和初步鉴定 .ATP酶活性检测显示 ,该融合蛋白只有很低的ATP酶活性 ,而且它的ATP酶活性似乎不依赖于核酸底物 .对这一检测结果给出 3种可能的原因 .这一检测结果与根据序列分析得到的推论———CH1F蛋白可能是一个eIF 4A并不矛盾     

eIF4A1与TrkA相互作用后抑制TrkA的泛素化（英文）

神经生长因子(NGF)结合细胞表面受体p75NTR (p75神经营养素受体)和TrkA (酪氨酸蛋白激酶A)后介导了细胞分化、细胞生存、凋亡、增殖和侵袭等多个重要的生理病理过程. TrKA能与细胞内多个蛋白质相互作用,但是由于NGF信号通路的复杂性,现在仍有必要发现与之相互作用的蛋白质以更准确地了解NGF信号通路.本研究中我们通过酵母双杂交的方法筛选到了一个新的与TrKA相互作用的蛋白质——真核生物翻译起始因子4A1 (eIF4A1),然后通过谷胱甘肽巯基转移酶融合蛋白沉降实验(GST-pull-down)和免疫共沉淀实验(Co-IP)证明了TrkA和eIF4A1的相互作用.此外NGF能够增强TrkA和eIF4A1的相互作用.在鉴定相互作用位点实验中,我们发现eIF4A1的氨基端结构域和TrkA的TK结构域参与了相互作用. TrkA和e IF4A1共定位在细胞膜上. NGF能够引起TrkA与泛素蛋白63位的赖氨酸连接,而eIF4A1与TrkA相互作用后能够抑制TrkA与泛素蛋白63位的赖氨酸连接.综上,得出结论 e IF4A1通过与TrkA相互作用抑制其泛素化调控NGF信号通路.     

eIF4A1与TrkA相互作用后抑制TrkA的泛素化

神经生长因子（NGF）结合细胞表面受体p75NTR(p75神经营养素受体)和TrkA（酪氨酸蛋白激酶A）后介导了细胞分化、细胞生存、凋亡、增殖和侵袭等多个重要的生理病理过程. TrKA能与细胞内多个蛋白质相互作用,但是由于NGF信号通路的复杂性,现在仍有必要发现与之相互作用的蛋白质以更准确地了解NGF信号通路. 本研究中我们通过酵母双杂交的方法筛选到了一个新的与TrKA相互作用的蛋白质——真核生物翻译起始因子4A1（eIF4A1）,然后通过谷胱甘肽巯基转移酶融合蛋白沉降实验（GST-pull-down）和免疫共沉淀实验（Co-IP）证明了TrkA和eIF4A1的相互作用. 此外NGF能够增强TrkA和eIF4A1的相互作用. 在鉴定相互作用位点实验中,我们发现eIF4A1的氨基端结构域和TrkA的TK结构域参与了相互作用. TrkA和eIF4A1共定位在细胞膜上. NGF能够引起TrkA与泛素蛋白63位的赖氨酸连接,而eIF4A1与TrkA相互作用后能够抑制TrkA与泛素蛋白63位的赖氨酸连接. 综上,得出结论 eIF4A1通过与TrkA相互作用抑制其泛素化调控NGF信号通路.     

基因诱捕技术及基因诱捕数据库

基因诱捕（gene trap）是基于小鼠胚胎干细胞、报道载体（诱捕载体）建立的一种基因突变方法。诱捕载体在整合位点利用内源基因调控元件模仿内源基因表达,使其表达终止,从而可以阐明内源基因的功能。由于诱捕载体及其报道基因的特点,基因诱捕技术可用于高通量生产,便于小鼠基因功能的大规模研究．为各类疾病动物模型的建立奠定良好基础。     

基因打靶突变小鼠与基因功能研究

ES细胞是建立基因打靶突变小鼠的必要条件 ,也可用于制备转基因动物 .基因敲除、精细突变和条件性基因打靶技术建立的基因打靶突变小鼠在人类遗传病机理研究、基因治疗和基因功能研究方面都有着重要作用 .     

类胡萝卜素合成的相关基因及其基因工程

类胡萝卜素具有多种生物功能,尤其在保护人类健康方面起着重要的作用,如它们是合成维生素A的前体,能够增强人体免疫力和具有防癌抗癌的功效。人体自身不能合成类胡萝卜素,必须通过外界摄入;但类胡萝卜素在许多植物中含量较低,并且很难用化学方法合成。随着类胡萝卜素生物合成途径的阐明及其相关基因的克隆,运用基因工程手段调控类胡萝卜素的生物合成已成为可能。本文综述了微生物和高等植物类胡萝卜素生物合成途径中相关基因的克隆,以及运用这些基因通过异源微生物生产类胡萝卜素和提高作物类胡萝卜素含量的基因工程研究进展。     

杆状病毒p74基因具有种属特异性

选用苜蓿丫纹夜蛾核多角体病毒杆粒 (AcMNPVbacmid)为材料 ,通过在大肠杆菌中利用RecA基因介导的同源重组 ,将其p74基因剔除 ,并精确地用斜纹夜蛾核多角体病毒 (SpltMNPV)的p74基因进行了替换。所构建的重组AcMNPV杆粒在修饰后的p74基因位点中未留下任何有可能影响该基因表达及功能的选择标记 ,SpltMNPV的p74基因直接位于AcMNPVp74基因的启动子控制下。RT PCR显示替换后的p74基因得到了表达。生物测定结果显示 ,重组病毒AcMNPV杆粒 polhSL74无法通过口服方式感染银纹夜蛾幼虫 ,表明杆状病毒p74基因具有种属特异性。     

Gene Conversions May Obscure Actin Gene Family Relationships

Phylogenetic hypotheses of muscle actin evolution are significantly different when a sea urchin is used as a representative echinoderm than when a sea star is used. While sea urchin muscle actins support an echinoderm–chordate sister relationship, sea star sequences suggest that echinoderm muscle actins are convergent with chordate muscle actins. Our results suggest that gene conversion in the sea star muscle actin may be responsible for these discordant results. Received: 19 July 1999 / Accepted: 1 October 1999     

壳聚糖作为基因治疗载体的研究

本文从壳聚糖－DNA复合物／微球的形成方法和机理,稳定性,转染细胞效率等方面综述了壳聚糖在基因治疗领域目前的研究现状。     

Identifying Gene Interaction Enrichment for Gene Expression Data

Gene set analysis allows the inclusion of knowledge from established gene sets, such as gene pathways, and potentially improves the power of detecting differentially expressed genes. However, conventional methods of gene set analysis focus on gene marginal effects in a gene set, and ignore gene interactions which may contribute to complex human diseases. In this study, we propose a method of gene interaction enrichment analysis, which incorporates knowledge of predefined gene sets (e.g. gene pathways) to identify enriched gene interaction effects on a phenotype of interest. In our proposed method, we also discuss the reduction of irrelevant genes and the extraction of a core set of gene interactions for an identified gene set, which contribute to the statistical variation of a phenotype of interest. The utility of our method is demonstrated through analyses on two publicly available microarray datasets. The results show that our method can identify gene sets that show strong gene interaction enrichments. The enriched gene interactions identified by our method may provide clues to new gene regulation mechanisms related to the studied phenotypes. In summary, our method offers a powerful tool for researchers to exhaustively examine the large numbers of gene interactions associated with complex human diseases, and can be a useful complement to classical gene set analyses which only considers single genes in a gene set.     

Gene function

The problem of gene function--of the relationships between hereditary material and the characteristics of organisms--preceded the rediscovery of Mendel's laws and accompanied the development of genetics in the XXth century. Molecular biologists replaced the simple gene-character relationship by two relationships: the first, between genes and proteins, was well defined, whereas the second between proteins and the complex structural and functional characteristics of organisms remained unknown. I will describe in this article the experimental approaches which helped to characterize during the last twenty years the relationships between proteins and characters. Four principles of macromolecular organization emerged from these studies: conservation of the elementary components during evolution, existence of pathways and networks, pleiotropy and redundancy. These principles are the explanation of the surprising experimental observations that have been made in recent years. The existence of these principles makes problematic any prediction on the consequences of gene modification. It both sounds the death-knell of the simplistic reductionist approach of many biologists, whereby genes were considered as responsible for specific functions, and definitely prevents the distribution of genes in separate, well defined categories.