拟南芥乙酰乳酸合成酶基因(Atals)多位点突变以及转基因过表达植株除草剂抗性分析

乙酰乳酸合成酶(ALS)是支链氨基酸、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成途径中的关键酶,也是多种除草剂的靶点。为了研究als基因不同突变位点组合后其抗除草剂抗性的变化,并整合和增强植株对不同类型除草剂的抗性,本研究对已知抗性位点进行组合并进行了拟南芥转基因分析。我们通过重叠延伸PCR技术体外突变扩增四个已知位点突变的P197S/R199A/W574S/S653F拟南芥Atals,克隆到pCAMBIA1 300-GFP载体上,从而构建了四个位点突变的m4Atals-GFP融合蛋白过表达载体。然后用农杆菌介导法转化野生型拟南芥Col-0,获得转基因株系。采用潮霉素抗性筛选鉴定阳性转基因植株,并利用荧光体式显微镜观察过表达植株以及在蛋白水平检测GFP-m4Atals融合蛋白表达情况。对纯合转基因株系进行除草剂抗性分析。分析表明转基因拟南芥具有磺酰脲和咪唑啉酮两种除草剂的整合抗性。此研究有助于系统地分析als基因不同突变位点对抑制剂的抗性,有效避免和应对自然界als单一位点突变的杂草的困扰。     

基于生物信息学分析探讨CD59在肺癌中的表达及其临床意义

CD59为含128个氨基酸的糖基磷脂酰肌醇锚定的糖蛋白,是膜结合性补体调节蛋白的重要成员,在血液和多种组织中表达。本研究通过转录组测序数据分析发现, CD59在早期非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)患者的外周血白细胞中表达下调,在此基础上,利用Oncomine、GEPIA、UniProt、COMSIC、SWISS-MODEL、STRING和Kaplan-Meier Plotter等数据库探讨了CD59在肺癌中的表达、蛋白质结构变化及其与患者生存之间的关系,并利用免疫印迹法(Western-blot)分析了CD59在早期肺癌组织和血清中的水平。Oncomine和GEPIA数据库分析发现, CD59的m RNA在肺癌组织中表达下降; Western-blot实验证实, CD59蛋白在早期肺癌组织和血清中的水平也下降。COSMIC数据库分析发现,肺癌患者中的CD59蛋白有3个氨基酸位点(即8、87和128位)存在突变,其中第8和128位点的突变属于同义突变,而第87位的氨基酸由酪氨酸(Y)突变为苯丙氨酸(F);进一步的SWISS-MODEL同源...     

视黄醇结合蛋白L35和Q98位点突变及其对与视黄醇结合的影响

根据视黄醇结合蛋白 (RBP)晶体结构和计算机模拟对拟突变位点所作出的结构预测 ,筛选出 2个可能对RBP结合能力有影响的氨基酸位点 .利用定点突变技术分别将 35位亮氨酸突变为能引入较大构象变化的甘氨酸 ,将 98位谷氨酰胺突变为亲水、带正电的精氨酸 .将突变后的RBP基因转入表达宿主菌获得表达后 ,对突变体蛋白实现了变性条件下的分离纯化 .复性后与视黄醇的荧光增强饱和滴定试验表明 ,35位突变为甘氨酸后对RBP结合能力没有产生明显的影响 ,但 98位突变为精氨酸后 ,则显著的提高了与视黄醇的结合能力 ,说明 98位是影响RBP与视黄醇结合和解离的重要位点 .     

水稻白叶枯病菌c-di-GMP受体Clpxoo关键结合功能位点的确定

旨在确定水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)c-di-GMP信号受体Clpxoo的关键功能位点。通过对Clpxoo蛋白氨基酸位点基因突变,表达载体构建、蛋白诱导表达及其Ni-NTA Resin亲和层析,进行了Clpxoo及其点突变蛋白的原核表达和产物纯化;通过等温滴定量热法(ITC),检测了Clpxoo及其点突变蛋白与c-di-GMP的结合作用。利用基因定点突变和桥接PCR方法,在优化的诱导表达和纯化条件下,成功地获得了Clpxoo点突变蛋白和与c-di-GMP不发生结合的Clpxoo点突变体。结果表明,Clpxoo蛋白第70位天冬氨酸和第99位谷氨酸是与c-di-GMP结合的关键功能位点。     

人PRR11核心启动子区域NF-Y结合位点的定点突变分析

PRR11(proline-rich protein 11)是我们最近发现的一个新的肿瘤相关基因,在细胞周期和肿瘤发生等过程中起重要作用。该研究是在此前对PRR11启动子鉴定分析的基础上,对PRR11核心启动子区域中的核因子(nuclear factor Y,NF-Y)结合位点进行进一步的分析以确定其在PRR11转录调控中的作用。核苷酸序列同源性分析结果表明,PRR11核心启动子区域中的两个NF-Y结合位点在人、牛、大鼠和小鼠四个物种中均高度保守。共转染NF-Y表达质粒后,发现NF-Y的外源过表达可以明显提高PRR11的启动子活性。采用定点突变方法将PRR11启动子区域中的两个NF-Y结合位点单独或同时进行有效突变后,PRR11启动子活性明显下降,且NF-Y外源过表达对其启动子活性的激活效应也明显削弱甚至丧失。另外,对基因定点突变方法做出了改进,提出了一种更好的基于转录因子结合位点分析的碱基突变方法。这些结果表明,NF-Y结合位点是PRR11核心启动子区域中的重要的顺式作用元件,NF-Y可能通过调节PRR11的转录进而调节细胞周期和肿瘤发生等过程。     

禽流感病毒血凝素基因突变体的构建及其在293T细胞中的表达

采用PCR定点突变技术,通过重叠延伸法3次PCR扩增,扩增片段上含有所需要的突变位点,最后将扩增片段克隆入pcDNA3载体中,DNA测序表明在预期位点已经发生突变,HA基因裂解位点的氨基酸组成为RKKR↓GLF突变为RSSR↓GLF,通过磷酸钙共沉淀方法将HA基因突变体的重组质粒瞬时转染293T细胞,采用间接免疫荧光鉴定其表达情况。IFA证实突变后的HA在细胞膜上获得了有效表达。HA基因突变体的成功构建,为进一步研究该突变位点导致AIV进入细胞的发病机制和HA蛋白的结构和功能的关系奠定了基础。     

丙型肝炎病毒E2糖蛋白糖基化作用的研究

本研究构建丙型肝炎病毒(HCV)糖蛋白E2的N-糖基化位点定点突变体。采用高保真性的Pfx DNA聚合酶,设计两对引物,分别引入两个突变位点,通过PCR体外定点突变,使E2第535、583位核苷酸由A突变为T,从而使AAC编码的天冬酰氨突变为TAC编码的酪氨酸,使得N-糖苷化位点NNT、NST突变为YNT、YST.结果得到两个单位点以及一个双位点突变体,并将突变型E2连接到真核表达载体peDNA3．1(-)／Myc—HisB上。成功获得的3个HCVE2糖蛋白糖基化位点定点突变体,为进一步进行HCVE2糖蛋白糖基化位点与分子伴侣之间的相互关系以及突变体对机体的免疫功能的影响的研究奠定了基础。     

GP73及其糖基化修饰对肝癌细胞HepG2炎症相关分子信号通路的影响

目的:通过构建高尔基体膜蛋白73(GP73)氨基酸序列109、144位糖基化位点双突变真核表达质粒,研究GP73及其糖基化修饰对肝癌细胞炎症相关分子信号通路的影响。方法:根据GP73的DNA序列,设计合成2对针对GP73氨基酸序列109、144位糖基化位点突变的PCR引物,以本实验室构建的野生型质粒pc DNA3-Flag-GP73为模板,构建GP73的109、144位糖基化位点双突变质粒pc DNA3-Flag-GP73(DM);用脂质体将此双突变质粒转染293T细胞,用糖蛋白染色和免疫印迹检测该质粒在细胞中的表达情况,用双萤光素酶报告基因实验检测GP73及其糖基化修饰对Hep G2细胞中NF-κB转录激活的影响。结果:糖蛋白染色和免疫印迹结果证实构建的双突变质粒pc DNA3-Flag-GP73(DM)能够表达GP73双糖基化位点突变的蛋白,且糖基化位点的突变使GP73的糖基化修饰完全缺失;双萤光素酶报告基因实验结果表明,野生型GP73能够激活Hep G2细胞中NF-κB的转录活性,而双糖基化位点突变会使GP73失去此激活作用。结论:构建了GP73双糖基化位点突变的真核表达质粒pc DNA3-Flag-GP73(DM)。GP73参与激活肝癌细胞炎症信号通路,糖基化修饰对于GP73发挥此作用是必不可少的。     

中华蜜蜂的单核苷酸多态性和插入缺失突变位点鉴定

【目的】本研究拟利用已获得的中华蜜蜂Apis cerana cerana幼虫肠道的转录组数据对单核苷酸多态性（Single nucleotide polymorphism,SNP）和插入缺失（Insertion-Deletion,InDel）突变位点进行挖掘和分析,旨在丰富中华蜜蜂的SNP和InDel信息,并为新型分子标记的开发提供基础。【方法】根据有效读段与东方蜜蜂Apis cerana参考基因组的比对情况,采用GATK软件识别单碱基错配和碱基的插入缺失情况,再利用ANNOVAR软件对SNP位点和InDel位点进行分析。通过相关生物信息学软件将SNP和InDel位点所在基因分别比对GO和KEGG数据库,以获得相应的功能和通路注释。【结果】共鉴定到中华蜜蜂的58 919个SNP位点,包括24 548个纯合位点和34 371个杂合位点;发生转换和颠换的SNP位点分别有49102和9817个;数量最多和最少的突变类型分别是C/T和T/G;分布在外显子区的SNP位点数量最多,达到22 649个;此外,发生同义突变的SNP位点数量最多,其次是非同义突变;SNP位点所在基因可注释到46个GO条目和121条KEGG通路。共鉴定到6 551个InDel位点,包括3 270个插入突变和3 281个缺失突变;分布在内含子区InDel位点最多,共计2 793个;发生移码插入的InDel位点最多;进一步分析结果显示InDel位点所在基因可注释到27个GO条目和28条KEGG通路。【结论】本研究鉴定到中华蜜蜂的大量SNP位点和InDel位点,解析了SNP和InDel位点的突变类型、基因组功能元件分布和密码子突变类型,并揭示SNP和InDel位点对中华蜜蜂的重要生物学过程具有潜在影响。     

血管扩张刺激磷蛋白磷酸化157位点突变的慢病毒载体的构建与鉴定

目的:构建含血管扩张刺激磷蛋白(VASP)磷酸化位点157突变成丙氨酸的慢病毒载体(L-S157A)并转染SGC-7901细胞。方法:针对VASP157位点的引物,利用重叠PCR的方法定点突变该位点从丝氨酸至丙氨酸,重组入慢病毒载体,包装病毒后感染SGC7901细胞,并利用测序和westernblot方法对突变进行验证。结果:VASP磷酸化157位点突变成丙氨酸,并且转导入293T和SGC-7901细胞,L-S157A明显下调SGC-7901细胞中p-VASPS157的表达。结论:成功地构建了针对VASP蛋白丝氨酸157位点的突变的表达载体,并获得了稳定表达该突变体的SGC-7901细胞株。为进一步研究VASP及其磷酸化在胃癌中的功能奠定了基础。     

用改进的重叠延伸PCR技术构建三位点突变载体

目的:改进传统重叠延伸PCR方法,实现引入3个不同DNA突变位点的简便的多位点定点突变。方法:根据前期构建的包含人线粒体12S rRNA(NC 01290)3个热点突变位点的野生型质粒序列,利用Muta Primer 2.0软件设计针对3个热点突变位点的3对互补的定点突变引物,以野生型质粒为模板,结合重叠延伸PCR反应和冷冻析出法,产生同时包含3个突变位点的突变目的片段,酶切后克隆到载体中,测序确证是否突变成功。结果:DNA测序证实3个不同突变位点同时成功引入,定点突变载体构建成功。结论:用改进的重叠延伸PCR技术能简便、高效地获得多位点定点突变载体,在分子生物学领域有较高的使用价值。     

羊毛硫细菌素变体及其生物活性研究进展

羊毛硫细菌素是由细菌核糖体上合成并经翻译后加工修饰而成的一类抗菌肽。已经在多种G+细菌中发现有羊毛硫细菌素,大多对G+细菌有抑菌作用。羊毛硫细菌素的基因工程无法从单一的表达羊毛硫细菌素结构基因获得高活性的成熟羊毛硫细菌素。本研究综述了羊毛硫细菌素前体分子定向位点突变后,由修饰酶重新识别和修饰可产生结构变异的可分泌的变体分子和无法分泌的变体分子,对羊毛硫细菌素分子突变位点进行了分类和归纳,并总结了羊毛硫细菌素分子突变位点与其生物活性的关系。在现有羊毛硫细菌素应用成果有限的条件下,对于工程改造羊毛硫细菌素和增强其抑菌活性具有重要意义。     

puc启动子上游DNA二元对称序列突变对Rhodobacter sphaeroides氧调节的影响

为了鉴定ｐｕｃＢＡ基因表达受氧调控的顺式调节位点,通过ＰＣＲ和多聚核苷酸定点、突变的体外操作,在ｐｕｃ转录子５＇上游非编码区产生了７个不同突变和５个不同１０ｂＰ缺失序列。构建了含有各种顺式突变的ｐｕｃ上游区、ｐｕｃ启动子和报告基因ｌａｃＺ的转录融合子。通过融合子β－半乳糖苷酶活性分析,发现位于ｐｕｃ启动子上游二元对称结构的突变使得ｐｕｃ基因在有氧条件下去阻遏表达。ＩＨＦ束缚位点的突变可使β－半乳糖苷酶活性提高。     

禽流感病毒H5N1血凝素基因适应性进化过程中的关键位点突变规律研究

目的:寻找导致禽流感病毒H5N1血凝素(HA)适应性进化的关键突变,建立氨基酸突变评价体系,对突变作用进行评估,印证它们与病毒适应性进化的关联性。方法:计算株频率和枝频率,寻找标记分枝,向根结点回溯寻找HA进化路径上的氨基酸突变。计算各突变位点氨基酸的频率变化、有效变换及高频次突变,基于以上几个因素建立突变评价体系。结果:建立了大规模自动化寻找突变的方法,计算得到HA进化过程中的氨基酸突变435个,通过氨基酸频率图表分析这些突变可以很好地反映病毒适应性进化过程,其中79个突变是有效变换,发生的位点为正选择位点,且多数位点落在HA抗原表位上;29个突变是高频次突变,其中多数也为有效变换,因而与病毒适应性进化密切相关。结论:大规模自动化寻找突变的方法可靠,建立的突变评价体系准确性高,找到的关键突变及位点对实验有很好的指导意义。     

新城疫病毒ZJ1株F蛋白裂解位点突变对其融合活性的影响

新城疫病毒ZJ1毒株是近年来在我国水禽中流行并能引起水禽严重发病和死亡的强毒株,其F蛋白裂解位点有多个碱性氨基酸分布。将该毒株F蛋白裂解位点的112、115和117位碱性氨基酸突变成弱毒株特征的非碱性氨基酸,构建了重组表达质粒pCI-FT。分别将突变前后的F蛋白与该毒株的HN蛋白在COS-1细胞共表达,表明突变前后的F蛋白均有融合活性;分别将突变前后的F蛋白与该毒株的HN蛋白在CEF细胞共表达,表明突变后F蛋白被裂解的活性大大降低。以上研究为下一步在全长cDNA克隆水平上对F蛋白裂解位点氨基酸序列进行相应突变,研究毒力相关因素以及构建毒力致弱疫苗株等奠定基础。     

禽流感病毒血凝素HA的可变性解析

以重组的蒙古鸭H5N2禽流感病毒A/Duck/Mongolia/54/01的血凝素HA蛋白的cDNA为模板,进行PCR随机突变,表达只有单个氨基酸突变的H5HA基因共计38个.根据红细胞吸附反应,分析这些突变HA的功能,仍然具有红细胞吸附活性的单个氨基酸突变的HA约占89%,说明H5HA单个氨基酸突变的容许率是相当高的.HA1区突变数目大约是HA2区的两倍.对失去红细胞吸附功能和某些仍然拥有红细胞吸附功能的HA及单个氨基酸突变的位置与结构的关系进行探讨.有两个位点氨基酸突变了两次,但都不影响红细胞吸附功能,对红细胞吸附功能的影响,似乎主要由位置决定,而不是取决于取代的氨基酸的种类.位点179位和122位的突变是不允许的;位点179位于H5N1的受体结合区域RBD内,122位位于A抗原决定簇区附近,推测在H5HA三维结构上,这两个位点位于HA分子的内部,维持着H5HA的结构.HA1Cys位点4和HA2Cys位点148的突变是不允许的.这两个Cys正好形成HA1和HA2连接的桥梁,对维持H5HA结构也是相当重要的.本实验中HA先后失去了三个糖基化位点,但并不影响吸附红细胞的功能.总之,通过实验分析以研究某些氨基酸改变的效果,寻找关键位点是否突变,可以作为评估H5N1野毒株大流行潜力的分子标志.     

锌指转录因子GATA4的功能研究进展

先天性心脏病(congenital heart disease,CHD)是常见的先天性缺陷之一,严重危害儿童和成人的健康。锌指转录因子GATA4是心脏形态正常发育的调节因子,贯穿胚胎发育和心脏发育阶段多个表达过程。GATA4的突变会导致多种先天性心脏病的发生,新型GATA4突变(c.A899C,p.K300T)揭示了与房间隔缺陷(ASD)相关的GATA4甲基化位点的突变,拓宽了GATA4基因的突变图谱。GATA4作为心肌细胞生长和心肌发育中的关键参与者,可以调节心肌基因的表达,以应对肥厚性刺激。GATA4通过TRAF3IP2和IL1A激活NF-κB通路,将自噬和DDR联系到衰老和炎症反应。本综述围绕GATA4的结构与功能进行综述,为先天性心脏病的治疗、抗衰老提供一些病理基础或理论参考。     

一个推测的拟南芥漆酶基因在巴斯德毕赤酵母中的表达

At5g01040基因是一个推测的拟南芥漆酶基因。根据其编码序列设计引物,利用RT—PCR方法扩增出1755bp的片段。测序结果表明,该片段存在3个突变位点,其中一个突变位点改变了所编码的氨基酸。将该片段克隆到表达载体pPICZaB上,电击转化毕赤酵母。经筛选获得80个候选重组菌株,其中18个菌株的培养液中存在漆酶活性,说明所克隆的基因在毕赤酵母中实现了分泌表达,证实了At5g01040编码的蛋白具有漆酶活性。     

新城疫病毒ZJ1株F蛋白裂解位点突变对其融合活性的影响*

新城疫病毒ZJ1毒株是近年来在我国水禽中流行并能引起水禽严重发病和死亡的强毒株,其F蛋白裂解位点有多个碱性氨基酸分布。将该毒株F蛋白裂解位点的112、115和117位碱性氨基酸突变成弱毒株特征的非碱性氨基酸,构建了重组表达质粒pCI-FT。分别将突变前后的F蛋白与该毒株的HN蛋白在COS-1细胞共表达,表明突变前后的F蛋白均有融合活性;分别将突变前后的F蛋白与该毒株的HN蛋白在CEF细胞共表达,表明突变后F蛋白被裂解的活性大大降低。以上研究为下一步在全长cDNA克隆水平上对F蛋白裂解位点氨基酸序列进行相应     

简单节杆菌3-甾酮-△1 -脱氢酶基因的克隆表达及定点突变研究

目的:将来源于简单节杆菌的3-甾酮-△~1-脱氢酶(3-ketosteroid-Delta(1)-dehydrogenase,KSDD)在大肠杆菌中进行表达,获得具有活性的脱氢酶;利用计算机预测KSDD的三级结构,并通过定点突变确定酶的关键位点以期优化脱氢酶的活性及性质。方法:克隆简单节杆菌编码KSDD的基因ksdd构建原核表达载体,以Escherichia coli BL21(DE3)为表达宿主构建重组菌并诱导表达,HPLC法检测重组酶催化4-AD脱氢的转化率;通过SWISS-MODEL同源建模分析KSDD结构,对预测的催化关键位点氨基酸残基进行定点突变并研究突变后重组酶的活性变化。结果:成功构建了表达脱氢酶KSDD的重组菌E.coli pET-22-ksdd,21℃下诱导表达后,重组酶对4-AD的转化率为27%;通过SWISS-MODEL同源建模预测出脱氢酶结构并对4个关键位点进行定点突变设计,获得突变子Y120R、Y320L、Y488F和G492Y。突变子Y120R和Y488F失活,证明其为酶的活性位点;突变子Y320L的转化率与野生型基本一致,但37℃反应条件下稳定性有所提高;突变子G492Y对4-AD的转化率是野生型的1.2倍,37℃条件下稳定性有所提高,是突变后氨基酸位点疏水性增加和周围静电作用改变所导致。结论:目前对简单节杆菌3-甾酮-△~1-脱氢酶结构分析及催化机理相关的研究较少,本研究验证了KSDD的活性位点,优化了酶的稳定性,为进一步对酶的性质进行定向改造打下了基础。