高等植物病原相关蛋白

在过去的三十年中,人们对诱导系统性抗性——这一普遍存在于高等植物抗病过程中的现象——进行了深入研究。被真菌、细菌或病毒侵染后,植物表现出广泛的、长时间的系统性抗性。在这一过程中,植物细胞壁组成成分发生改变,表达各种病原相关蛋白(PR蛋白),并合成多种植物抗毒素。本文就主要的PR蛋白家族的结构和功能特性,PR蛋白的发现和分类,及PR蛋白的应用作一综述。     

植物病原相关蛋白研究进展

植物在受到真菌、细菌、病毒侵染或意外的伤害时体内会产生新的蛋白质,称作病原相关蛋白（ｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓ－ｒｅｌａｔｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ简称ＰＲ蛋白）。ＰＲ蛋白的产生与植物对病原物的抵御直接相关,本文就ＰＲ蛋白的诱导表达、调控和作用机理方面的最新研究进展作一综述。     

病原相关蛋白及其在植物抗病中的作用

病原相关蛋白广泛存在于高等植物中,它可以为各种微生物病原菌诱导产生,具有相对低的分子量,稳定性较大,多存在于胞间,在进化上相对保守,是植物潜在的抗病物质,很可能参与植物对病原菌的诱导抗性,其中许多蛋白具有几丁酶和β-1,3-葡聚糖酶活力。目前,多个病原相关蛋白的基因已被分离,克隆,并在植物中表达。     

植物几丁质酶与病害防治研究进展

植物与病原物相互作用的关系问题,是植物病理学的中心内容之一,也是近年来进展最快的领域,其中有关植物病程相关蛋白(PR蛋白)的研究尤为引人注目。 为了对付病原物的入侵,植物通过进化形成了一整套复杂的、在不同水平上起作用的防卫系统。植物的一种重要的防卫系统是过敏性反应(HR反应);过敏性反应的结果形成植物的诱导抗性,包括局限于侵染点的局部诱导抗性和除侵染点外整株植物的系统性诱导抗性。诱导抗性在多种植物中已有报道,其生理生化基础正在逐步被阐明。     

基于模式识别受体和人工设计诱饵蛋白扩展植物识别特异性

病原/微生物相关分子模式(PAMPs/MAMPs)被位于宿主细胞表面的模式识别受体(PRRs)识别并激活免疫反应.这种病原相关分子模式触发的免疫反应(PTI)能够帮助植物抵抗大部分致病微生物的侵入,因此利用基因工程技术在植物中表达PRRs,以增强植物对病原微生物的免疫识别是一种非常有潜力的植物抗病性改良的策略.植物病原微生物分泌的效应蛋白通常利用多种多样的生化机制直接靶向和抑制PTI信号通路的关键组分,从而抑制PTI.一些植物进化出与效应蛋白的靶标类似的诱饵蛋白,并诱导效应蛋白的错误靶向.这种识别的结果不抑制PTI免疫反应,反而诱导效应蛋白激活的免疫反应(ETI).这种机制提示了人工设计的诱饵蛋白在特定植物中产生新的识别特异性的可能性.本综述总结了PRRs对PAMPs的识别,以及诱饵蛋白对效应蛋白监控方面的研究进展.利用转基因异源表达EFR或PBS1诱饵蛋白在实验室条件下成功扩展了植物的识别特异性,体现了对PRRs和人工设计的诱饵蛋白在植物对病原识别特异性的扩展和抗病性改良方面的潜力,突显了分离和鉴定新的PRRs和诱饵蛋白的必要性.     

镉胁迫对拟南芥的毒害作用及自噬现象的观测

镉离子(Cd2+)具有强植物毒性,可抑制植物生长,甚至导致植物死亡。为了研究重金属镉对拟南芥的毒害作用,采用叶绿素荧光技术、流式细胞技术、激光共聚焦技术及半定量RT-PCR技术,检测光合参数的变化、活性氧(reactive oxygen species,ROS)的累积、自噬的发生,以及病原相关蛋白(pathogenesis-related protein,PR)基因表达的变化。实验结果显示,随着50μmol/L CdCl2处理时间的延长,ROS和Cd2+在细胞中大量积累。而在镉胁迫的初期,会观察到自噬的发生及PR基因表达的变化。说明植物受到外界Cd2+作用的初期,会通过自噬及增强PR基因表达来抵抗外界胁迫。但随着处理时间的延长,植物细胞内累积了大量的ROS和Cd2+,当植物不足以通过自噬途径抵抗胁迫时,就会导致生长受阻,最终对光合系统造成损伤。     

植物与病原菌互作的分子机制研究进展

植物的先天免疫主要包括模式识别受体对保守的微生物病原相关分子模式的识别和抗病蛋白对效应蛋白的识别。植物与病原体互作过程中存在广泛的信号交流,信号分子在植物与病原体的互作攻防中发挥了重要的调控作用,决定了二者的竞争关系。当前,大量植物与病原体互作中的信号分子被定位和克隆,其作用方式被揭示。本文总结了这些信号分子及其在植物免疫过程中的作用机制,主要包括植物细胞表面的模式识别受体分子对病原相关分子模式的识别与应答,植物抗病蛋白对病原体效应蛋白的识别与应答,以及免疫反应下游相关信号分子及其在植物抗病中的作用。此外,本文对未来相关研究提出了展望。     

植物抗真菌病害基因工程研究进展

从表达水解酶、植物病程相关蛋白、抗真菌蛋白、病原毒性因子失活蛋白、抗病基因、植保素合成限速酶、植物细胞壁结构修饰分子、植物抗生反应调节基因等角度综述了植物抗真菌病害基因工程的策略,并就各种策略的研究进展,存在问题和发展趋势进行了探讨。     

植物病原真菌的自噬

作为真核生物中普遍存在的现象,自噬不但实现了对细胞内物质的降解和回收利用,而且与植物病原真菌早期侵染阶段的附着胞发育、膨压升高、菌丝体形成、完成侵染等一系列过程密切相关,并且发挥了重要的作用。本文归纳了植物病原真菌自噬的相关基因和自噬过程;总结了自噬对病原真菌生长发育、致病力的调控和影响;概括了病原真菌自噬所涉及的信号通路;阐明了自噬影响植物病原真菌侵染过程的主要分子机制。为今后以自噬相关基因或蛋白作为靶点来筛选抑制病原真菌侵染的新型药物提供新的策略和思路。     

水稻XIOsPR10蛋白的原核表达及其RNase活性研究

PR10(病程相关蛋白10)类蛋白与植物的抵御外来病害及系统获得性抗性(SAR)有着紧密联系,而且许多PR10类蛋白都具有RNase活性,并通过这种活性抵抗外源病害。根据获得的XIOsPR10基因,将其构建到pET28a中,通过原核表达及磁珠纯化获得目的蛋白,通过RNA消化实验证实XIOsPR10重组蛋白具有RNase活性,进一步揭示了XIOsPR10蛋白的功能。     

植物在渗透胁迫下的基因表达及信号传递

渗透胁迫是指由于环境因素的变化使植物不能得到充足水分的一种状况。常见的渗透胁迫因素有干旱、盐害及冻害等。渗透胁迫会严重影响植物的生长发育及产量。植物在长期的进化过程中形成了一些保护机制能减轻渗透胁迫造成的伤害。比如有些植物在形态上演化生成盐腺,能排出体内的过量盐分以逃避盐害。但在渗透胁迫下几乎所有的植物都能合成一些无毒性的小分子有机物作为渗透调节剂来维持细胞内渗透势的相对稳定。在分子水平上...     

转基因植物作为生物反应器生产口蹄疫疫苗的研究进展

利用转基因植物作为生物反应器表达重组蛋白,生产外源蛋白质作为动物疫苗是一个很有吸引力的廉价生产系统,它有可能代替生产成本较高的传统疫苗的发酵生产系统。通过口蹄疫病毒VP1结构蛋白基因在转基因植物中的表达,口蹄疫疫苗已在植物中产生。在植物中生产的抗原能够保持其自身的免疫原性。本文简要综述了近十年来用转基因植物作为生物反应器生产口蹄疫疫苗的研究进展、特点及其应用前景 。     

小鼠天然可溶性VEGF受体基因sflt-1的克隆及鉴定

 可溶性血管内皮细胞生长因子受体 (sFlt 1 )与膜表面受体Flt 1竞争结合血管内皮细胞生长因子 (VEGF) ,并且与膜表面受体Flt 1及KDR形成异源二聚体 .完全阻断VEGF的生物学活性 ,除与sFlt 1的结合部位结构域有关外 ,还与整个蛋白质分子的高效分泌表达有关 .而蛋白质分子的高效分泌表达与蛋白质在细胞内高尔基体及内质网的加工密切相关 ,基因工程重组可溶性受体由于一些尚未明了的原因 ,往往不能高效表达 ,从而大大影响了其应用价值 .利用RT PCR技术从胚胎小鼠中扩增出天然可溶性VEGF受体基因sflt 1 ,克隆于pcDNA3载体中 ,在COS 7细胞中短暂表达 ;并克隆至pET42b载体中 ,经IPTG诱导后 ,可大量稳定表达与His Tag形成的融合蛋白 ,经HisNi柱纯化 ,可特异性结合VEGF .可溶性受体sFlt 1在肿瘤组织的高效表达可有效阻断新生血管的形成 ,从而为肿瘤的治疗探索一种方法 .     

肿瘤MUC1/Y的克隆及其胞外段在大肠杆菌中的可溶性表达、纯化和鉴定

为获得MUC1 Y全长cDNA及其胞外段蛋白 ,以用于进一步的生物学功能及肿瘤生物学治疗的研究 .利用RT PCR从HeLa细胞中扩增MUC1 Y全长cDNA ;PCR扩增其胞外段 ,克隆到原核表达载体pGEX 2T ,转化DH5a菌 ,诱导表达 ;亲和层析纯化 ;凝血酶酶切、GST活性及N端蛋白测序鉴定 ;免疫家兔制备多克隆抗体 .所得MUC1 YcDNA的开放读框为 759bp ,登录于GenBank(AF12 552 5) .其信号肽编码序列缺失 9bp ,第 3 3 1位发生G A转换 ,造成缬氨酸突变为蛋氨酸 .表达获得约 4 0kD融合蛋白GST Yex ,占菌体总蛋白 2 5%～ 3 0 % ,其中 70 %～ 80 %为可溶性 ,经亲和层析一步纯化 ,纯度 >90 % ,GST比活性为 0 2 1U μg .凝血酶酶切后的N端蛋白序列测定表明与已知序列完全一致 ,抗血清ELISA效价为 1∶2 50 0 0 0 .结果表明 ,克隆到发生碱基缺失和突变的MUC1 Y全长cDNA ,获得MUC1 Y胞外段蛋白及其多抗 ,可进一步用于相关研究 .     

抗栓肽(Decorsin)在大肠杆菌中的克隆及表达

将人工合成的寡核苷酸片段进行体外连接 ,得到编码抗栓肽 (decorsin)的cDNA .将此cDNA克隆到表达载体pMAL p2x中 ,经核苷酸序列测定结果正确 .在大肠杆菌TB1中通过IPTG进行诱导表达 ,融合蛋白的表达量为 8%左右 .融合蛋白通过亲和柱一步纯化 ,SDS PAGE显示为一条主要蛋白质电泳条带 .血小板聚集实验表明 ,融合蛋白具有较强的抑制血小板聚集的功能 ,抑制常数IC50为 3 70nmol L .     

2龄前扬子鳄肠道的年龄结构变化

光镜下,用组织学和组织化学的方法对四个不同年龄段扬子鳄不同肠段进行了研究。扬子鳄肠道长度随年龄增大而增加,相对长度从初生至８月龄逐减,从８月龄至２龄增大。肠道各项组织学参数绝对值均年龄增长而增加,相对值从初生至５月龄变化很大,５月龄至２龄变化不明显。     

人源CDC50基因的分子克隆及在E.coli中的表达

糖皮质激素受体 (GR)为一种特异性配体诱导的转录因子在机体发育、生理及行为等过程中发挥重要作用 .这一过程往往受到转录协同调节因子的控制 ,包括协同抑制因子或协同激活因子的作用 .克隆了人源双跨膜受体分子 ,并命名为hCDC5 0 .该分子编码区有 10 5 6bp ,与鼠源基因mCDC5 0在核苷酸水平有 90 %一致性 .将hCDC5 0蛋白的 16 4～ 317编码序列与GST融合构建原核表达质粒进行重组蛋白的表达与纯化并制备多抗 .用二维双向扩散检测抗体为阳性 ,抗原的滴度为12 5 μg/ml.体外翻译研究显示该基因编码蛋白约为 4 0kD ,与Western检测在动物细胞中的表达一致 .用hCDC5 0真核表达质粒与GR萤光报告系统共转染COS 7细胞显示 ,hCDC5 0对GR信号转导有明显的抑制作用 ,其对GR信号通路的抑制作用达 3～ 4倍以上 .hCDC5 0可能为一个新的协同抑制因子 ,在抑制GR的转录激活过程中起作用     

PC12细胞APE/ref-1cDNA的克隆和表达

APE Ref 1是双功能核蛋白 ,它既能在碱基切除修复过程中切除脱嘌呤 脱嘌啶位点 ,又能促进包括AP 1、Myb和NF κB等受氧化还原调节的转录因子对DNA的结合 .从PC12细胞中抽提总RNA ,经逆转录PCR(RT PCR)扩增出APE ref 1cDNA并克隆到pQE3 1表达质粒上的BamHⅠ和PstⅠ位点间 .经测序表明 ,PC12细胞的APE ref 1cDNA以正确的阅读框架重组进入表达质粒 ,表达重组质粒pQE3 1 APE在宿主菌BL2 1中得到稳定表达 .SDS PAGE鉴定表明 ,带 6个组氨酸的融合蛋白分子量为 3 8kD ,并经Ni NTA琼脂糖亲和纯化得到电泳纯融合蛋白 .Western印迹证明重组蛋白为APE ref 1融合蛋白 .     

Mn-SOD与抗癌胚抗原单链抗体基因的融合及高效表达

将Ｍｎ－ＳＯＤ与抗癌胚抗原（ＣＥＡ）单链抗体基因（Ｓｃ－Ｆｖ ｇｅｎｅ）融合,重组到含Ｔ７启动子的表达载体ｐＥＴ－２２ｂ（＋）中,构建表达质粒ｐＥＴＭｎ－ＳＯＤ－ＳｃＦｖ,并转化大肠杆菌ＢＬ２１（ＤＥ３）,进行高效表达,表达物占菌体可溶性总蛋白的２４％。ＳＤＳ－ＰＡＧＥ和蛋白质和迹图谱显示表达物分子量为４５ｋＤ与融合基因编码蛋白质的理论值相符。该蛋白质在大肠杆菌中为泌型表达有利于纯化。ＲＩＡ测定表     

胸腺素α_1 基因的克隆表达及其生物活性

 胸腺素α1(thymosinalpha 1 ,Tα1)作为一种免疫增强剂 ,临床用途广泛 .为大量制备Tα1,按大肠杆菌惯用密码子合成Tα1基因 ,克隆于质粒pUC1 9的EcoRⅠ和PstⅠ位点 .经测序证明序列正确后 ,串联为 4串体 (Tα1④ ) ,经再次测序确认后克隆入pThioHisA的EcoRⅠ和PstⅠ位点 .转化大肠杆菌T0P1 0 ,酶切鉴定正确后 ,经 1mmol LIPTG诱导 4h ,获得硫氧还蛋白与Tα1④的融合表达 ,用离子交换层析纯化融合蛋白 .溴化氰裂解融合蛋白 ,释放出Tα1单体 ,经离子交换色谱纯化出Tα1.采用3 H TdR参入法进行生物活性测定 ,证实融合蛋白和Tα1均具有刺激小鼠脾淋巴细胞分裂增殖的能力 .