植物中钙依赖蛋白激酶（CDPKs）的结构与功能

在植物细胞中,钙离子作为第二信使,通过钙依赖蛋白激酶（CDPKs)发挥功能是其传递信号的主要途径之一。CDPKs广泛存在于植物体中,是目前植物体内研究最深入的蛋白激酶,在简要阐述CDPKs于植物体内的分布定位的基础上,介绍了CDPKs的结构特点,生化性质及其在植物细胞生理功能中的作用,并就该领域的研究前景作了展望。     

植物中钙依赖蛋白激酶(CDPKs)的结构与功能

在植物细胞中,钙离子作为第二信使,通过钙依赖蛋白激酶（CDPKs）发挥功能是其传递信号的主要途径之一。CDPKs广泛存在于植物体内,是目前植物体内研究最深入的蛋白激酶。在简要阐述CDPKs于植物体内的分布定位的基础上,介绍了CDPKs的结构特点、生化性质及其在植物细胞生理功能中的作用,并就该领域的研究前景作了展望。     

钙依赖蛋白激酶(CDPKs)在植物钙信号转导中的作用

CDPKs在植物钙信号转导中起重要作用。本文介绍了植物钙信号转导及CDPKs的结构与生化性质,在此基础上,重点总结了CDPKs在植物钙信号转导中的潜在调节作用,包括基因表达、代谢、离子和水分的跨膜运输、细胞骨架的动态变化、气孔运动和生长发育等,并提出了在CDPKs研究中已达成的共识和需要解决的问题。     

钙依赖蛋白激酶（CDPKs）在植物钙信号转导中的作用

CDPKs在植物钙信号转导中起重要作用。本文介绍了植物钙信号转导及CDPKs的结构与生化性质,在此基础上,重点总结了CDPKs在植物钙信号转导中的潜在调节作用,包括基因表达、代谢、离子和水分的跨膜运输、细胞骨架的动态变化、气孔运动和生长发育等,并提出了在CDPKs研究中已达成的共识和需要解决的问题。     

钙依赖的蛋白激酶与植物抗逆性

植物钙依赖的蛋白激酶(Calcium-dependent protein kinases,CDPKs)是细胞Ca2 信号的受体,同时具有Ca2 受体蛋白和Ser/Thr蛋白激酶的功能。许多植物CDPKs基因受环境胁迫刺激发生表达水平的改变,这些基因在植物逆境胁迫的Ca2 信号转导中起着十分重要的作用,为植物CDPKs抗逆功能的研究和植物的抗逆遗传改良提供了理论基础和基因资源。     

油菜钙依赖蛋白激酶BnCDPK1的克隆和表达分析

根据转录组测序获得的钙依赖蛋白激酶基因的EST序列设计特异引物,利用RT-PCR和RACE技术从油菜中克隆获得Bn CDPK1基因全长序列,NCBI登录号为KF740477,其c DNA和g DNA全长分别为2115 bp和2857 bp,含有11个内含子和12个外显子。生物信息学分析表明其开放阅读框为1581 bp,编码527个氨基酸,具有CDPKs家族典型的特征,含有1个激酶区域和4个钙离子手型结构域,与拟南芥At CDPK28同源性最高,属于第Ⅳ亚家族。Bn CDPK1在油菜的根、茎、叶、花、种子中均有表达,但表达丰度存在差异,叶片中表达量最高,其次为茎、根和种子,花中的表达量最低;在高抗和高感油菜品种中,菌核菌胁迫均能够诱导Bn CDPK1上调表达,但是高抗品种比高感品种反应更迅速,表达量更高。接种前、接种后12 h、接种后24 h,高抗品种的表达量相比高感品种分别提高1.4倍、4倍和3倍,推测其可能参与油菜的生长发育以及油菜对菌核菌侵染的应答和防御反应。     

甘蓝型油菜钙依赖蛋白激酶6(BnaCPK6)的定位与互作蛋白分析

为了探究甘蓝型油菜中钙依赖蛋白激酶(calcium dependent protein kinase, CPK)在植物对逆境响应中的作用和机制,同时为油菜品质的升级改良发掘新的基因资源,开展了对于BnaCPK6研究的分子生物学试验。首先,通过在本氏烟草中瞬时表达BnaCPK6与GFP融合蛋白来检测它的亚细胞定位情况;其次,利用双分子荧光互补(Bimolecular fluorescence complementation)试验来检测BnaCPK6与ABA信号通路中转录因子BanABF1/3/4、BnaABI5、BnaAREB3的相互作用情况。结果显示BnaCPK6具有典型的钙依赖蛋白激酶特征,N端具有潜在的棕榈酰化和豆蔻酰化位点,并且与AtCPK6在进化上有着很高的同源性。亚细胞定位的结果发现BnaCPK6主要分布于细胞膜和细胞核中。同时,双分子荧光互补试验还发现BnaCPK6与调控ABA信号转导的关键转录因子BnaABF3/4、BnaABI5以及BnaAREB3之间存在相互作用。本研究为进一步研究BnaCPK6在ABA信号通路中的作用提供了依据。     

拟南芥钙依赖蛋白激酶参与植物激素信号转导

在植物信号通路中,涉及到钙应答的蛋白激酶大多是钙依赖蛋白激酶。钙依赖蛋白激酶作为钙信号转导因子,参与了包括激素信号转导途径在内的很多传递过程。本工作在前人研究的基础上,对拟南芥AtCPK30基因的功能进行了深入的研究。RT-PCR分析结果表明:AtCPK30在植物根中的表达量很高,其在幼苗中的转录水平分别受ABA、IAA、2,4-D、GA_3和6-BA等激素的诱导调节。AtCPK30基因过表达的转基因株系幼苗的主根比野生型的长,同时发现转基因植株幼苗的根在缺钙的MS培养基上生长较野生型植株长,表明缺钙对转基因幼苗影响较小。用ABA、IAA、GA_3和BA处理时,转基因植株幼苗的根对激素更敏感。当野生型和转基因植株生长在含有生长素抑制剂NPA的MS培养基上时,NPA对转基因植株侧根的抑制比对野生型弱。GFP-CPK30融合蛋白的亚细胞定位研究结果表明:CPK30蛋白定位在细胞壁和细胞膜上。这些研究结果说明了AtCPK30作为钙信号转导因子,参与了多种激素调节植物根生长的过程。     

柔嫩艾美耳球虫钙依赖蛋白激酶3基因在毕赤酵母中的表达及分析

旨在真核表达系统中高效表达柔嫩艾美耳球虫钙依赖蛋白激酶3(Eimeria tenella calcium-dependent protein kinase-3,EtCDPK3),获得有活性的天然蛋白,利用毕赤酵母表达系统对该基因进行了表达.将EtCDPK3基因连接到毕赤酵母表达载体pPIC9K上,构建重组质粒pPIC9K-EtCDPK3.重组质粒通过电击转化入酵母细胞GS115后,用组氨酸缺陷培养基和G418分别进行筛选,获得含重组质粒的酵母表达细胞.重组酵母细胞在含1％甲醇的BMMY培养基中诱导产生目的蛋白,培养收集1-4d的部分上清.经SDS-PAGE检测,所表达的蛋白相对分子质量约为49 kD.Western blotting表明,该蛋白能与兔抗EtCDPK3血清特异性结合.结果表明,柔嫩艾美耳球虫CDPK3基因在毕赤酵母中成功地进行了表达.     

鸡隐孢子虫在安徽的首次定种及感染情况的数学分析

本次调研共采集合肥地区五个大型鸡场的150个新鲜鸡粪便样品,结果在62个粪样中检出了隐孢子虫,总阳性检出率为1.3％。因五个鸡场均发现有隐孢子虫,说明该虫感染在合肥地区较为普遍。不过,各鸡场之间的阳性检出率从10.0%到83.3％高低不等。本研究同时剖检了其中四个鸡场的38只病死鸡尸,发现隐孢子虫的有11只,死鸡感染率为28.9％。通过鉴定,首次认为安徽省有火鸡孢子虫（C.Meleagridis）和贝氏隐孢子虫（C.baileyi)两个虫种。统计分析得知：隐孢子虫的阳性检出率与鸡群的日龄呈一种极显著的抛物线形相关关系;与球虫感染相比,虽然阳性检出率略低,但差异不显著,均可达到同（第）一位（原虫）感染水平;不过,二者之间不存在有直线相关关系。     

钙依赖的磷脂结合蛋白——钙结合蛋白中的一个新家族

钙依赖的磷脂结合蛋白是70年代末发现的一类新的钙结合蛋白,它们不同于钙调素等具有“EF”手结构的钙结合蛋白,其特点是它们与Ca²⁺结合后可以进一步与膜磷脂结合。这类蛋白质广泛存在于动物细胞,常常与质膜或内膜系统相联系。免疫化学证据和对其氨基酸顺序、cDNA序列分析表明,这是钙结合蛋白中一个包括多个成员、结构与功能相关的新家族。     

钙调蛋白激酶Ⅱ对细胞生理功能的调节作用

钙调蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)是一种多功能蛋白激酶,作为细胞钙信号的重要响应分子广泛参与细胞生理功能调节,包括细胞形态、凋亡、迁移、兴奋-收缩偶联和骨重建等。本文在介绍CaMKⅡ分子结构及其活化机制的基础上,就其对细胞生理功能的调节作用作一综述。     

大豆下胚轴可溶性蛋白中钙激活的蛋白激酶

大豆（Ｇｌｙｃｉｎｅ ｍ ａｘ Ｌ．） 下胚轴可溶性蛋白提取液进行自磷酸化,以ＳＤＳ－ＰＡＧＥ电泳分析其标记产物时发现,当有较高浓度的Ｃａ２＋ 存在于反应液中时,有一条１８ ｋＤ蛋白带被高强度标记,同时也可观察到另一条标记强度不高的６７ ｋＤ蛋白带． 当反应时间延长到１５ 或３０ｍ ｉｎ 时,它们的标记强度都逐渐减弱,最终从放射自显影底片上消失;在反应液中加入钙螯合剂ＥＧＴＡ 时,则只有６７ ｋＤ 被高强度标记;在磷酸化反应过程中加入非标记ＡＴＰ,蛋白中的３２Ｐ逐渐被非标记磷取代,表明反应体系处于磷酸化－脱磷酸化的平衡过程中,并有结果显示这一过程是钙依赖性的． 组蛋白Ｈ１ 可以使反应进程加快,表明提取液中的蛋白激酶可以利用它作为底物． 综合结果表明,１８ ｋＤ和６７ ｋＤ蛋白可能是具有自磷酸化能力且对Ｃａ２＋ 敏感的蛋白激酶,它们对Ｃａ２＋ 的不同反应,使得钙信号的传递更具可控性     

宫颈癌相关blcap基因的生物信息学分析

宫颈癌是发展中国家最常见的妇科恶性肿瘤之一,其死亡率居女性肿瘤的第二位,已成为危害女性身体健康的最主要杀手[1].过去常认为高危型人乳头瘤病毒(Human papillomavirus, HPV)如HPV16,18等型的感染是导致宫颈癌的主要原因之一,但近年众多的研究表明,细胞内遗传因素的改变也起着非常重要的作用[2].因此,确定宫颈癌相关基因,从而对从分子水平上了解细胞癌变机制,为宫颈癌的临床诊断、预防、易感性预测及治疗提供分子标记具有十分重要的意义.     

盐胁迫对玉米根尖质膜上受钙激活的蛋白激酶的影响

以02mal／L的NaCl对玉米根尖进行盐胁迫,导致质膜上一种受钙激活的蛋白激酶（该激酶表现为钙依赖蛋白激酶的特性）的活性迅速增加。盐胁迫至15min时激酶的活性达到最大,较对照高30％,以后逐渐降低,盐胁迫至切50min时激酶活性仍略高于对照。10％PEG6000处理玉米很尖也可诱导质膜上受钙激活的蛋白激酶活性增加。用外源ABA处理玉米根尖,未导致上述蛋白激酶活性的变化。放射自显影显示质膜上33kD和58kD两种蛋白可能是质膜受钙激活的蛋白激酶的内源底物。     

减少水中隐孢子虫和贾第鞭毛虫检测中流失的三个关键点

生活饮用水标准检验方法中检测隐孢子虫和贾第鞭毛虫的免疫磁分离荧光抗体法繁琐复杂,经过多重处理和转移后,两虫流失特别严重。本文抓住三个关键点进行深入研究,结果证明:对这三个关键点进行严格控制可减少两虫检测过程中的流失,从而保证了数据的准确性和可靠性。     

地黄RgCDPK基因的克隆与表达分析

钙依赖型蛋白激酶(calcium-dependent protein kinases, CDPKs)是高等植物细胞中重要的钙离子信号受体,在植物抵御逆境胁迫过程中发挥着重要作用。该研究以地黄为材料,设计特异引物,克隆地黄RgCDPK基因全长序列,并使用在线软件进行生物信息学分析,采用荧光定量PCR技术进行组织特异性分析。结果表明:(1)克隆得到的地黄CDPK基因长度为1 770 bp,编码589个氨基酸;(2)多序列比对和结构分析显示,该蛋白含有钙依赖蛋白激酶典型结构域丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶区及EF-手性区。系统进化分析表明其与拟南芥 AtCDPK28 的同源关系最近,因此命名为RgCDPK(Genbank登录号为MT024235);(3)组织特异性分析得出RgCDPK在地黄叶中表达量最高。该研究成功克隆出地黄CDPK基因,且发现该基因在不同组织中的表达存在差异,为以后深入研究CDPK在地黄连作障碍等生物及非生物胁迫中的分子机制提供理论基础。     

喉癌中差异表达的蛋白激酶及其抑制剂的生物信息学筛选

目的：筛选喉癌中差异表达的激酶基因以及调控这些差异表达激酶的激酶抑制剂,为喉癌的分子治疗提供新的靶点。方法： 利用PubMed 数据库和SAM 软件筛选喉癌中差异表达的激酶基因。体外培养人喉癌Hep-2和FaDu 细胞。实时定量聚合酶链反 应（Real-time PCR）检测目的激酶在喉癌细胞系中的表达,以验证全基因表达谱结果的准确性。利用KEGG数据库获得激酶调控 的通路。文献挖掘和人工筛选获得差异表达激酶的激酶抑制剂。结果：①在喉癌基因组表达谱中,共筛选出差异表达基因207个, P<0.05,其中激酶基因4 个,分别为CDC42、CDK7、SLK 和TXK。②Real-time PCR 结果显示在人喉癌Hep-2 和FaDu 细胞中这四 个差异基因也出现差异表达,P<0.05,证明全基因组的结果准确。③通路分析的结果显示4 个差异激酶共调控25 个通路。④文献 挖掘和人工筛选的结果显示共有10 个激酶抑制剂调控CDC42,7 个激酶抑制剂调控CDK7,1 个激酶抑制剂调控SLK,2 个激酶 抑制剂调控TXK。并且再次文献挖掘的结果显示在这20 个激酶抑制剂中,有9 个在癌症方面的研究较少,文献<10 篇。结论： 喉癌中共有四个激酶CDC42、CDK7、SLK 和TXK发生差异表达,并发挥促癌作用。它们的激酶抑制剂可能有潜在的抗癌作用, 为喉癌的分子治疗提供新的切入点。     

钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ与学习记忆相关疾病的研究进展

智力障碍、阿尔兹海默氏病等学习记忆相关疾病由于致病原因复杂,发病机制不明确,至今仍缺少有效的防治措施。钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)作为神经信号传递通路中重要的信号分子,是与学习和记忆相关的重要调节蛋白。CaMKⅡ功能的失调会诱发多种与学习记忆相关的疾病。目前在编码CaMKⅡ的基因上已发现多种引起智力障碍的从头突变,但具体的致病机理仍有待进一步研究。该文重点介绍了CaMKⅡ在学习和记忆中的作用,总结了CaMKⅡ突变引起的学习记忆相关疾病及在智力障碍上可能的致病机理,并讨论了如何以其作为新的靶点开发针对神经系统疾病的个性化治疗药物。