酿酒酵母GPCR蛋白Ste2亚细胞定位信号探索

G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor,GPCR)家族蛋白在细胞感受各种胞外信号过程中发挥重要作用。Ste2是酵母细胞中GPCR蛋白之一。大量文献报道了Ste2蛋白突变体对其功能和表达的影响,但关于Ste2亚细胞定位的研究相对较少。这项工作的目的在于确定Ste2亚细胞定位,探究Ste2不同跨膜域、胞内外环状结构域和N端、C端对其亚细胞定位的影响。构建了一系列结构域删除或替换突变体,通过荧光显微镜观察判断不同结构区域对Ste2亚细胞定位的影响,并通过与已知的细胞器标记蛋白共定位观察验证亚细胞定位判读结果。结果显示:野生型Ste2荧光信号出现在质膜和液泡内腔; C端缺失突变体荧光信号出现在质膜和内质网。在N端、C端、各环状结构域序列采用动物GPCR蛋白ORI7、OR17-40相应结构域替换的突变体中,C端替换导致液泡内腔信号消失,质膜信号强于野生型; N端和部分环状结构域替换不同程度减弱或消除了质膜定位,液泡腔内信号类似于野生型;部分突变体在胞内出现点状分布的荧光信号。由此推断:Ste2 N端,第一、第二胞外环状结构域和第三胞内环状结构域可能具有影响Ste2运输定位到质膜的功能;而C端则可能在Ste2离开细胞膜进入液泡的过程中发挥作用。初步确定了Ste2的不同结构区域对其定位的影响,为深入研究GPCR蛋白的亚细胞定位机制奠定基础。     

衣原体蛋白的亚细胞定位

沙眼衣原体(Chlamydia trachomatis,CT)是一种严格细胞内寄生、有独特发育周期的原核细胞型微生物.CT在宿主细胞浆内增殖,形成光镜可见的典型细胞内包涵体,包涵体为CT在宿主细胞内的生长繁殖提供屏障保护,同时也是CT与宿主细胞进行物质交换和信息传递的门户,CT不仅可从宿主细胞摄取营养物质,还可分泌效应蛋白进入宿主细胞质调节宿主细胞功能.CT基因组DNA序列和功能注释完成后,衣原体蛋白的亚细胞定位、结构和功能的研究已成为衣原体研究领域的热点之一[1-3].在CT与宿主细胞相互作用过程中,Inc蛋白、分泌蛋白等衣原体蛋白可能发挥着重要作用,鉴于蛋白质的亚细胞定位情况往往与其功能密切相关,衣原体蛋白在感染细胞中的定位认识成为其功能研究中的重要环节.     

向光色素Phototropin1的细胞和亚细胞定位

向光色素 1 (ｐｈｏｔ1 )是在蓝光 (ＢＬ)下进行自我磷酸化的Ｓｅｒ/Ｔｈｒ型光受体激酶 ,它的两个保守的ｄｏｍａｉｎ分别结合着作为发色团的两个ＦＭＮ分子。它是与原生质膜 (ＰＭ)结合的 1 2 0ｋＤ的蛋白。ｐｈｏｔ 1和ｐｈｏｔ 2蛋白都是植物向光性反应的光受体 ,它们也是调节叶绿体运动、开闭气孔和快速抑制黄化芽延长生长的蓝光受体。为了解ｐｈｏｔ 1和ｐｈｏｔ 2调节这 4个反应的机理 ,有必要了解其细胞和亚细胞定位。将编码融合的ｐｈｏｔ 1和ＧＦＰ(绿色荧光蛋白 )的结构 (在内源ＰＨＯＴ1启动子控制下 )转化无ｐｈｏｔ1的拟南芥…     

碱性Krppel样因子的亚细胞定位

为进一步加强对碱性Kr櫣ｐｐｅｌ样因子 (basicKr櫣ｐｐｅｌ likefactor,BKLF)的认识 ,用直接荧光和间接荧光两种观察方法证明hBKLF (humanbasicKr櫣ｐｐｅｌ likefactor)定位在细胞核内 ,并且呈点状均匀分布在核质中 ,而在核仁内没有分布。这与许多转录因子 (但不是全部 )的定位方式相似。为确定影响核定位的特异性序列 ,通过观察系列GFP/hBKLF缺失体在细胞内的定位发现 :hBKLF分子的 3个锌指结构和除去这部分的N端区域都有核定位信号的功能 ;hBKLF分子的亚核定位结构位于N端区域 ,包括CtBP结合序列和脯氨酸富含区。这些结果为进一步对BKLF功能的研究提供了基础     

水稻OsRhoGDI2蛋白生物信息学分析及亚细胞定位研究

水稻OsRhoGDI2是通过酵母双杂交筛选到的小G蛋白Rho家族成员OsRacD的互作蛋白的编码基因,为研究OsRhoGDI2和OsRacD的相互作用特点和调控机制,对OsRhoGDI2进行了生物信息学分析和亚细胞定位检测。通过生物信息学方法比较了二者编码蛋白的理化性质、修饰位点和亚细胞定位特点,并进一步构建了受控于CaMV35S启动子的与绿色荧光蛋白融合表达的OsRhoGDI2基因的双元植物表达载体,采用农杆菌介导法转化洋葱表皮细胞,通过荧光显微镜观察了融合蛋白在活细胞内分布特点。OsRhoGDI2和OsRacD具有一些相似的理化特性和翻译后修饰位点,在洋葱表皮细胞中,OsRhoGDI2主要分布在细胞质、细胞膜和细胞核。OsRhoGDI2与OsRacD在蛋白理化特性和胞内分布上存在一定的相关性,OsRhoGDI2蛋白可能在调控OsRacD的胞内分布和活性中发挥重要作用。     

碱性Krueppel样因子的亚细胞定位

为进一步加强对碱性Krueppel样因子（basic Kruppel-like factor,BKLF）的集训,用直接荧光和间接荧光两种观察方法证明hBKLF(human basic Krueppel-like factor）定位在细胞核内,并且呈点状均匀分布在核质中,而在核仁内没有分布。这与许多转录因子（但不是全部）的定位方式相似。为确定影响核定位的特异性序列,通过观察系列GFP/hBKLF缺失体在细胞内的定位发现：hBKLF分子的3个锌指结构和除去这部分的N端区域都有核定位信号的功能;hBKLF分子的亚核定位结构位于N端区域,包括CtBP结合序列和脯氨酸富含区。这些结果为进一步对BKLF功能的研究提供了基础。     

植物蛋白质亚细胞定位相关研究概述

蛋白质在植物细胞内的定位是了解蛋白质功能、 基因调控和蛋白质-蛋白质相互作用的关键.近年来随着各种蛋白质亚细胞定位方法的快速发展和技术的不断提升,蛋白质亚细胞定位实现了高通量、活体动态研究.本文总结了植物蛋白质亚细胞定位的常用技术,以及常用细胞器特异性标记的研究进展,并对此领域研究的发展前景做出了展望.     

血清抑制基因Si1编码蛋白的亚细胞定位研究

为进一步研究血清抑制相关基因(Si1)的生物学功能,用绿色荧光蛋白EGFP融合的EGFP/Si1重组蛋白在HeLa细胞中成功表达．结果显示该蛋白定位在细胞核中,这一结果与生物信息学预测结果相符合．通过构建不同长度的EGFP/Si1基因突变体观察其核定位信号所在区段,发现核定位信号区在465～531氨基酸残基之间．Si1基因编码框中肿瘤相关1 639位点的改变,虽然并不在入核信号相关结构区,但影响Si1基因表达蛋白的细胞核迁移,进而影响基因功能．     

copine V蛋白的亚细胞定位

目的：确定copine V蛋白的亚细胞定位,初步研究该蛋白的生物学功能.方法：将copine V编码区基因分别构建真核表达载体pEGFP-copine V（或pRED-copine V）,转染HEK293、HeLa细胞,在激光共聚焦荧光显微镜下与转染空载体pEGFP-N1（或pRED-N1）的细胞比较观察.结果：经限制性内切酶分析鉴定,构建的重组表达载体正确.通过激光共聚焦荧光显微镜观察,转染了重组载体pEGFP-copine V的细胞荧光信号集中分布于胞膜和内膜系统;进一步研究表明copine V定位于内质网而非线粒体,而空载体则在整个细胞中均匀分布.结论：copine V蛋白定位于细胞膜和内质网上,而不定位于线粒体.     

蛋白质分子细胞定位的应用

蛋白质分子的功能与其在细胞内的定位密切相关,其细胞定位在新基因克隆、基因功能研究、多肽分子细胞内传送、临床药物设计方面发挥越来越重要的作用。     

重组发光蛋白及其在植物细胞钙信号检测中的应用

重组发光蛋白作为检测植物细胞钙信号的手段是近十几年发展起来的新方法.该文综述了目前用于钙信号测定的重组发光蛋白的类型、测钙原理、优点与不足及其在植物细胞钙信号检测中的应用研究进展.     

Protein Subcellular Localization in Bacteria

Like their eukaryotic counterparts, bacterial cells have a highly organized internal architecture. Here, we address the question of how proteins localize to particular sites in the cell and how they do so in a dynamic manner. We consider the underlying mechanisms that govern the positioning of proteins and protein complexes in the examples of the divisome, polar assemblies, cytoplasmic clusters, cytoskeletal elements, and organelles. We argue that geometric cues, self-assembly, and restricted sites of assembly are all exploited by the cell to specifically localize particular proteins that we refer to as anchor proteins. These anchor proteins in turn govern the localization of a whole host of additional proteins. Looking ahead, we speculate on the existence of additional mechanisms that contribute to the organization of bacterial cells, such as the nucleoid, membrane microdomains enriched in specific lipids, and RNAs with positional information.Our view of the organization of the bacterial cell has changed radically over the past two decades. Once seen as an amorphous vessel harboring a homogeneous solution of proteins, these primitive organisms are now known to have an intricate subcellular architecture in which individual proteins localize to particular sites in the cell, often in a dynamic manner. Of course, bacteria frequently show conspicuous morphological features, such as division septa, flagella, pili, and stalks, which implied a nonuniform, underlying distribution of proteins. But it was not until the early 1990s that it became clear that proteins can, and often do, have distinctive subcellular addresses. Among the earliest discoveries were: (1) the formation of a ringlike structure at the mid cell position by the cytokinetic protein FtsZ (Bi and Lutkenhaus 1991), (2) the clustering of chemotaxis proteins at the poles of cells (Alley et al. 1992), (3) the compartment-specific production of sporulation proteins and their assembly into shell-like structures (Driks and Losick 1991), and (4) the asymmetric distribution of proteins involved in actin polymerization along the cell surface (Goldberg et al. 1993; Kocks et al. 1993). These discoveries were initially made by immunoelectron and immunofluorescence microscopy with fixed cells, but the discovery of green fluorescent protein (GFP) and the demonstration that proteins could retain their proper subcellular localization as GFP fusions opened the way to visualizing proteins and their dynamic behavior in living cells, including, importantly, in bacteria (Arigoni et al. 1995).Knowing where proteins are in the cell is often critical to understanding their function. Thus, the position of the aforementioned FtsZ ring (the Z-ring) dictates where cytokinesis will take place (Margolin 2005). The clustering of chemotaxis proteins plays an important role in the extraordinary gain in the responsiveness of chemotatic behavior to small changes in attractants (Ames and Parkinson 2006). Where sporulation proteins are produced and the way in which they assemble governs spore morphogenesis (Stragier and Losick 1996; Errington 2003). The asymmetric distribution of actin-polymerization proteins on the cell surface explains how certain pathogens harness host cytoskeletal proteins for their own motility (Smith et al. 1995). From these and other examples emerge a view of the bacterial cell as a dynamic, three-dimensional system in which protein localization and changes in protein localization over time orchestrate growth, the cell cycle, behavior, and differentiation.Here, after an initial discussion of general principles governing the positioning of proteins within the cell, we consider five broad categories of subcellular localization: the divisome, polar assemblies, cytoplasmic clusters, cytoskeletal elements, and organelles. We end by looking ahead to exciting new aspects of bacterial cytology just emerging from current research. Our goal is not to be comprehensive but rather to focus on examples that are illustrative of general principles of protein localization. Comprehensive treatment of individual topics can be found in other articles on this topic.     

利用植物悬浮培养细胞进行蛋白质快速定位分析的方法

稳定遗传表达分析是一种植物中常用的整体解析基因的方式。有多种转化方式可供选择,也可根据所需要的获得的转基因植物材料选择受体材料。但是由于稳定遗传转化周期较长且大部分材料不适合于进行荧光观察,所以在一些基因的研究中逐渐被瞬时表达分析系统。虽然瞬时表达分析用时短,但是转化效率受到多方面的限制,转化材料无法保存。目前由于植物悬浮培养细胞材料均一,增殖迅速并且可以满足大批量研究需求逐渐成为植物研究中的热点材料。以此同时,在亚细胞定位方面,悬浮培养细胞还是良好的应用材料。采用农杆菌介导法进行植物悬浮培养细胞的转化中方法较为成熟,但是获得纯净的转基因细胞系的转化周期较长。在本研究中针对上述问题我们建立了一种转化时间短,转化效率高的植物悬浮培养细胞稳定遗传转化体系。同时将这个体系应用到基因的亚细胞定位当中进行蛋白质快速定位分析。     

蛋白质亚细胞定位的生物信息学研究

细胞中蛋白质合成后被转运到特定的细胞器中,只有转运到正确的部位才能参与细胞的各种生命活动,如果定位发生偏差,将会对细胞功能甚至生命产生重大影响.蛋白质的亚细胞定位是蛋白质功能研究的重要方面,也是生物信息学中的热点问题,数据库的构建和亚细胞定位分析及预测加速了蛋白质结构和功能的研究.     

Dnd1的蛋白亚细胞定位及其对HeLa细胞增殖的抑制作用

小鼠睾丸生殖细胞瘤易感基因Dnd1编码的蛋白是一个在进化中保守的RNA结合蛋白.为探讨小鼠Dnd1的蛋白亚细胞定位和对细胞增殖的影响及其机制, 利用生物信息学技术, 采用组合的亚细胞定位分析软件对Dnd1进行真核生物亚细胞定位预测; 利用融合绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)定位的方法, 通过构建pEGFP-Dnd1重组质粒, 将重组质粒pEGFP-Dnd1转染HeLa细胞和GC-1细胞, 在荧光显微镜下观察Dnd1的蛋白亚细胞定位; 用MTT法和流式细胞技术测定Dnd1过表达对HeLa细胞的增殖能力的影响和细胞周期的改变; 在HeLa细胞系中检测Dnd1对AP-1转录活性的影响. 结果表明: ① 生物信息学预测Dnd1主要在细胞核表达, 在细胞质中也有少量表达; 荧光显微镜下观察发现,Dnd1蛋白主要定位在细胞核, 在细胞质中也有少量分布; ② Dnd1基因在HeLa细胞系中的过表达抑制细胞增殖和诱导细胞周期G1期阻滞;③ Dnd1抑制AP-1的转录活性,从而抑制AP-1介导的转录是Dnd1抑制细胞增殖的可能机制.本研究初步明确了Dnd1的蛋白亚细胞定位及其对HeLa细胞的生长抑制作用, 这为进一步研究Dnd1基因的功能建立基础.     

植物细胞中蓝光诱导ROS生成的识别和亚细胞定位检测

以2’,7’-二氯二氢荧光素二乙酯(dichlorofluorescein diacetate,H2DCF-DA)为荧光探针孵育拟南芥叶表皮条,利用荧光光谱和激光共聚焦扫描显微技术,对高辐照蓝光诱导下叶肉细胞活性氧(reactive oxygen spe-cies,ROS)的生成,进行了分子识别和亚细胞定位检测。结果表明:植物细胞在蓝光诱导下,可以产生大量的ROS。过氧化氢酶清除实验表明:高辐照蓝光诱导产生的ROS,主要成分是H2O2,并且主要定位在叶绿体和细胞膜上。     

蛋白质体积对其亚细胞定位的影响

蛋白质亚细胞定位信息对深入研究蛋白质的细胞生物学功能十分重要.通过Helix Systems在线计算程序和Vor计算程序两种方法讨论了蛋白质的体积对其亚细胞定位的影响,发现定位于细胞外的蛋白质体积显著小于定位于细胞核、细胞膜和细胞质的蛋白体积,证实了体积参数对区分蛋白质的亚细胞定位是有效的.     

绿色荧光蛋白在植物细胞生物学中的应用

克隆于海洋动物水母 (Ａｅｑｕｏｒｅａｖｉｃｔｏｒｉ ａ)的绿色荧光蛋白 (ｇｒｅｅｎｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎ ,ＧＦＰ)作为一种新型的非酶性报告基因具有检测简便 ,结果真实可靠 ,不需要任何外源底物或辅助因子的特点 ,自出现以来它已引起人们的广泛兴趣 ,目前已经应用于烟草、柑橘、拟南芥、玉米、水稻、大豆、苜蓿等多种植物材料的研究中。ＧＦＰ含有特殊的六肽生色团结构 ,用蓝紫光激发即能发出肉眼清晰可见的绿色荧光 ,而无需任何底物或辅助因子。ＧＦＰ能与多种不同蛋白质的Ｎ端或Ｃ端融合而保持与天然蛋白质相似的荧…