定点突变人α_(99)、β_(82)位的血红蛋白及在大肠杆菌中的表达

模拟分析发现血红蛋白两条α珠蛋白链上 99位的 Lys突变为 Cys后 ,它们之间可以形成二硫键 ,两条β珠蛋白链上 82位的 Lys突变为 Cys后可以增加血红蛋白四聚体间氢键的作用 ,分别起到稳定四聚体的作用 .利用寡核苷酸介导的定点突变技术将α99、β82 位的 Lys突变为 Cys.将突变后的血红蛋白插入 p BV2 2 0载体 ,在大肠杆菌中获得了高效表达 ,其表达产物达细菌总蛋白的2 0 %左右 ,并经 Western印迹证实     

胎儿血红蛋白的表达调控

胎儿血红蛋白是胎儿体内主要的血红蛋白类型,是由两条α肽链和两条γ肽链组成的四聚体。出生后胎儿血红蛋白在人体中的表达急剧降低至1%,由两条α肽链和两条β肽链组成的成人血红蛋白取而代之成为主要的血红蛋白类型。β地中海贫血和镰刀型细胞贫血发病原因均基于β-珠蛋白基因发生突变,致使β-珠蛋白合成不足或异常,进而引起一系列临床症状。诸多实验结果及临床疗效表明,提高患者体内γ-珠蛋白的表达可部分替代异常β-珠蛋白从而有效缓解患者的临床症状。随着基因治疗的发展,如何安全高效的再激活胎儿血红蛋白的表达成为治疗β型地中海贫血和镰刀型细胞贫血患者的重要科学命题。本文重点回顾近年来γ-珠蛋白表达的调控机制,以期对寻找更加有效激活胎儿血红蛋白的方法提供参考。     

两种血红蛋白病的分子生物学基础的比较

镰形细胞贫血症和地中海贫血症均属于血红蛋白病,血红蛋白是一种含有色素辅基的结合蛋白质,其色素部分是血红素(heme,haem),蛋白质部分是珠蛋白(globin)。血红蛋白是一个四聚体,每个亚单位由一条肽链和一分子血红素组成。构成各种血红蛋白的珠蛋白肽链有7种：α、β、^Gγ、^Aγ、δ、ε和ζ。据统计至今已发现异常血红蛋白200多种,异常血红蛋白携带者有一亿多人。镰贫和地贫都与血红蛋白异常有关,二者的分子生物学基础都涉及到基因突变、缺失而导致某种蛋白链合成障碍,引起融血性贫血,使其发生功能性改变直至致病,但二者又有不同之处,镰贫主要原因是发生了基因的错义突变,而地岔系由于α链或β链合成失去平衡所致．     

西藏温泉蛇血红蛋白高原低氧适应性分子机制研究

本文结合基因组学、分子进化以及计算生物学等分析方法,对西藏温泉蛇(Thermophis baileyi)血红蛋白(hemoglobin,Hb)基因家族成员、基因簇结构和蛋白质结构等进行研究,探索西藏温泉蛇对高原低氧环境适应的分子机制。结果显示,西藏温泉蛇基因组中包含2个α珠蛋白基因和2个β珠蛋白基因,其中β珠蛋白基因簇高度保守,α^A珠蛋白基因在有鳞目祖先分化及形成蛇类和蜥蜴类的过程中发生了基因转座事件,转座后在蛇类中的排列模式为(5′-RREB1,SSR1,α^A,RIOK1,DSP-3′)。西藏温泉蛇α^D和β²基因分别有2个和4个潜在的正选择位点,其中α^D亚基p.Arg9Lys和p.Val36Thr突变使得该亚基血红素口袋体积增大和亲水性升高,这有利于提高O₂的运输效率。β²亚基p.Ser53Asn突变导致血红素口袋的亲水性升高,p.Ile112Leu、 p.Thr135Cys和p.Ala139Ser突变使得β²...     

血红蛋白突变体的稳定性预测

为了研究提高血红蛋白粘聚体的稳定性,利用计算机同源模建、分子间氢键形成及表观静电势理论,探讨血红蛋白及相应突变体的结构与功能与功能关系。分析发现两个α９９位的Ｌｙｓ突变为Ｃｙｓ后,它们之间可以形成二硫键,两个β８２位的Ｌｙｓ突变为Ｃｙｓ可以增强形成分了间氢键的能力,分别起到稳定四聚体的作用。分析表明,突变体血红蛋白将具有更高的稳定性,从而提高血红蛋白稳定性及借助计算机工具设计新型奕变体提供参考。     

β珠蛋白基因5'远端新沉默子克隆及定点诱变

通过凝胶滞留分析和荧光素酶报告基因检测系统,鉴定出人类β珠蛋白基因5'旁侧远端帽位上游-2 132～-1 82 2 bp间存在一个活性沉默子片段(310 bp),将其亚克隆至pUC-T载体中,然后采用人工设计的突变引物,将经DNA足纹分析确定的两个结合位点的核心基序(β珠蛋白基因帽位上游 -2 017～-2 011 bp间的"CTTCCGC"序列和-2 006～-1 997 bp间的"CACTTT ATTT"序列) 分别定点诱变为"CTTAAGC"和"CACTTAAGTT"两个突变序列,从而构建成两种突变型310 bp片段,可用于对活性沉默子位点的结构与功能及β珠蛋白基因表达调控机制的深入研究.     

人胎儿γ-珠蛋白基因的再活化及在β血红蛋白病治疗中的

在个体发育过程中,人β类珠蛋白基因的表达存在从胎儿（γ）到成人（β）珠蛋白基因的表达转换（或称开关）.β-地中海贫血和镰刀型贫血症是两种最为常见的严重危害人类健康的单基因遗传病,通过诱导胎儿期血红蛋白（HbF,α2γ2）在成人期表达对该病的治疗是一种有效的策略.一些活化γ珠蛋白基因表达的转录因子和辅助因子已经被鉴定,一些可以增加胎儿血红蛋白在成人红细胞中表达的药物也已被鉴别和实验,它们的作用机制被部分揭示,这些研究为发展通过活化γ-珠蛋白基因治疗镰刀形细胞贫血和重型β-地中海贫血的方法提供了重要线索和实验依据.     

γ-珠蛋白基因表达调控机制与临床应用

成人体内的血红蛋白是由2个 α-珠蛋白和2个β-珠蛋白组成的四聚体,负责氧气的运输。珠蛋白基因在基因组中成簇分布,其表达受到多种顺式作用元件和反式作用因子的共同调控,具有高度的组织特异性和发育时序性。β-地中海贫血和镰刀型细胞贫血是两种最常见的由于β-珠蛋白基因突变引起的常染色体隐性遗传病。γ-珠蛋白是一种主要在胎儿时期表达的类β-珠蛋白,同样具有载氧功能,但编码该蛋白的基因在上述贫血患者中却保持完好。因此,临床上优选的治疗方案之一是重新激活患者体内沉默的γ-珠蛋白基因的表达来弥补缺损的β-珠蛋白,从而缓解临床症状。目前已有多种能提高γ-珠蛋白基因表达的药物,在临床上用于治疗β-地中海贫血和镰刀型细胞贫血。随着基因组编辑技术的发展,针对这两种贫血的精准基因治疗研究也在进行中。本文着重介绍了参与γ-珠蛋白基因调控的转录因子和表观遗传修饰分子,以及目前相关的β-地中海贫血和镰刀型细胞贫血的临床治疗药物和手段,以期为深入阐明γ-珠蛋白基因的转录表达分子调控机制提供参考。     

PCR定点突变血红蛋白基因的克隆和筛选

为开展以基因重组血红蛋白为基础的血液代用品研究,我们首先用PCR 突变法扩增出含血红蛋白α、β珠蛋白的串联基因片段,经测序表明,所克隆的α、β基因符合预期设计结果,未发生意外突变。     

非缺失型α-地中海贫血分子缺陷的初步研究

α-地中海贫血(简称α-地贫)是以α-珠蛋白链合成缺如(α~0-地贫)或减少(α~ -地贫)为特征,具有高度异质性的单基因遗传病。α-地贫分子缺陷有基因的大片段缺失和非缺失型突变两大类。α-珠蛋白基因缺失是导致α-地贫的主要原因。非缺失型突变是指α-珠蛋白基因的点突变或少数几个碱基的改变,主要发生于α2珠蛋白基因。该类突变导致的α-地贫称为非缺失型α-地贫。国内外近年来的研究使越来越多的非     

615小鼠血红蛋白α链的氨基酸组成及个别肽段的氨基酸序列

用CM-Cellulose-23柱层析分离纯化了615小鼠珠蛋白α链,测定其N端氨基酸残基为缬氨酸.615小鼠珠蛋白α链含有141个氨基酸残基,其中19个亮氨酸残基,10个组氨酸残基,9个缬氨酸残基,上述氨基酸残基的数目与文献中其亲本C₅₇BL不同.用胰蛋白酶水解615小鼠珠蛋白α链,发现有不溶性的‘核心’和可溶性的酶解片段.其中一个酶解肽段从N端数第8位氨基酸残基发生了突变,由亲本的缬氨酸变为亮氨酸.     

原核表达hbFGF结构与功能优化的研究

野生型hbFGF蛋白可溶性与稳定性较低一直是困扰研发人员的难题。分析其氨基酸序列发现含有 4个游离巯基 ,其中第 78、96、1 0 1位半胱氨酸游离巯基可能直接影响其可溶性、稳定性及活性。对天然hbFGF进行定点突变 ,一组将Cys78、Cys96同时突变 ,另一组将Cys78、Cys96与Cys1 0 1进行联合突变 ,均改为丝氨酸密码子 ,然后克隆入原核表达载体pET 3c ,进行表达 ,结果发现两种突变蛋白的可溶性大幅度增加 ,稳定性明显上升 ,其中三点突变的效果更为显著 ,但蛋白质的活性明显下降。可以认为 78、96与 1 0 1位半胱氨酸的游离巯基同时参与了天然hbFGF多聚体的形成 ,是导致野生型hbFGF可溶性与稳定性较低的主要原因 ,Cys1 0 1还与维持hbFGF的活性直接有关     

一个α,β地中海贫血复合家系β珠蛋白基因的进一步研究

 前文~[1]曾报道广西一个α,β地中海贫血复合家系的血红蛋白组成及α珠蛋白基因分析结果,并讨论了各成员可能的β珠蛋白基因结构情况。本文利用先进的PCR即基因扩增技术,结合特异寡核苷酸探针斑点杂交及扩增后直接测定DNA序列的技术,进一步研究并彻底搞请了该家系各成员的β珠蛋白基因结构情况。结果显示:母亲及两个弟弟都是编码子41—42TTCT四个碱基缺失造成框架位移所致β地中海贫血的杂合子。父亲与先证者的β基因均属正常。前三个成员均为α地贫复合β地贫,其α与β珠蛋白链合成的不均衡状态得到改善,贫血症状也明显轻。     

高原世居藏族α、β珠蛋白编码基因的克隆与测序

目的:通过对高原世居藏族α、β珠蛋白编码基因的分析,探讨藏族Hb高氧亲合力的分子机制.方法:高原现场采集健康成年男性藏族人骨髓样品,提取总RNA,通过逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)获得人α和β珠蛋白的cDNA,与PGEM-T Easy质粒连接后,将α和β珠蛋白的cDNA转化JM109大肠杆菌中扩增培养,经酶切鉴定后测序,结果与NCBI数据库进行同源性比较.结果:藏族人α珠蛋白的cDNA与NCBI数据库登录的人cDNA序列相同,没有突变位点.一例藏族人β珠蛋白143位密码子发生了氧亲和力增高的碱基突变(CAC-＞CGC),其对应的氨基酸由His变为Arg(即Hb Abruzzo).结论:藏族人高氧亲和力变种的发现,为今后高原低氧适应相关基因的研究提供了线索.     

NisinZ的定点突变及突变体性质的研究

以本实验室构建的含nisZ基因的质粒pHJ2 0 1为模板 ,采用定点突变技术将乳链菌肽Z分子中B环第 8位Thr突变为Ser(T8S)、将第 2位Dhb突变为Dha和第 31位His突变为Lys(T2S H31K)以及将第 2 7位Asn突变为Lys和第 31位His突变为Lys(N2 7K H31K) ,以pMG36e为载体 ,电击转化乳酸乳球菌 (L .lactis)NZ980 0进行表达。对表达产物性质的研究结果表明 ,3个突变体的抑菌谱和溶解度未发生变化 ,其抑菌活性略有下降 ,但它们的稳定性表现各不相同 :N2 7K H31K的稳定性与NisinZ几乎一致 ,而T8S和T2S H31K的稳定性有明显提高 ,在pH9条件下10 0℃加热 5min仍不丧失抑菌活性。     

中国人血红蛋白New York的研究

本文报告在中国大陆发现的10个快速异常血红蛋白家系的研究结果,这种异常血红蛋白的电泳迁移率属于K型,血红蛋白稳定性轻度降低,血红蛋白变型的结构分析,包括珠蛋白肽链的分离,氨基乙基化β链的酶解和指纹分析,以及异常肽段的氨基酸组成和顺序测定,证实其β链113位(G15)的缬氨酸被谷氨酸替代,称为血红蛋白New York(α_2β_2~((?)23(G15)Val→Glu)) 在10个家系的调查中共发现35例Hb New York患者,他们都没有临床症状。其中2例是Hb New York和α~O地中海贫血基因的双重杂合子,血红蛋白New York的含量达90％以上;其余患者都尾Hb New York杂合子,血红蛋白New York含量大约50％。从血红蛋白New York的地理分布可以看出,这种异常血红蛋白在我国南方发生频率较高,接近0.4％。Q##原图像不清晰     

人类β珠蛋白基因簇表达的转录调控

人类β珠蛋白基因簇的表达具有明显对空调控特征,即具有严格的红系组织特异性和不同发育阶段特异性,同时尚需精确调控,以使α／β珠蛋白链合成比趋向平衡并定量聚合成功能蛋白Ｋ血红蛋白,因此,它是研究真核基因表达调控及基因表达与细胞分化关系的理想模型,本文拟综述在转录水平人类β珠蛋白基因表达调控研究的进展,产对该领域的发展方向进行预测,以期逐步深入研究并最终阐明其表达调控机制,并籍此文报道近年来我们在此领域     

一种重组抗胰蛋白酶单体人胰岛素突变体的设计、制备和鉴定

用缺口双链DNA的定向突变方法分别将胰岛素前体中B链第 2 2、2 8、2 9和 3 0位改变为Asp、Lys、Pro和Lys,酵母分泌表达的前体经胰蛋白酶直接酶切 ,得到重组 [B2 2Asp、B2 8Lys、B2 9Pro、B3 0Lys]人胰岛素。它与受体的结合能力约为猪胰岛素的 6% ,而体内生物活力保留 5 0 %。通过FPLC分子筛测定其自身结合能力 ,在生理条件下浓度达 10 -4mol/L时它以单体形式存在。作为可抗胰蛋白酶酶解的单体胰岛素类似物 ,它可能具有一定的应用前景     

α血红蛋白稳定蛋白的功能

α血红蛋白稳定蛋白(α-hemoglobin-stabilizingprotein,AHSP)是α血红蛋白分子伴侣,它能与α血红蛋白结合,维持α血红蛋白的稳定性,保持α血红蛋白可溶性,减弱α珠蛋白沉积对细胞膜的破坏作用。AHSP的结构、功能和作用机制的研究,对β地中海贫血的治疗具有重要的价值。     

β-β交联的Fe(Ⅱ)-Co(Ⅱ)杂化血红蛋白玻尔(Bohr)效应的研究

本文使用500MHz ~1H NMR谱仪研究了β—β交联的β_1 82Lys—β_2 82Lys不对称Fe(Ⅱ)Co(Ⅱ)杂化血红蛋白在去氧状态下其四级结构与溶液 pH的相互关系.实验结果证明,溶液中H~+浓度的减少,有利于血红蛋白从束缚态(T态)向松弛态(R态)方向转化.在可交换质子区(9.0—15.0PPm)由pH的改变所引起的[2(Co)β(Fe)]_A[α(Co)β(Co)]_cXL的~1H NMR谱峰的变化比[α(Fe)β(Co)]_A[α(Co)β(Co)]_cXL的~1H NMR谱峰的变化大.这为研究血红蛋白四个亚基的构象随pH改变而变化的先后次序提供了一定的依据,可以认为,当溶液中H~+浓度减少时,首先使蛋白构象发生改变的应在α—亚基上,而不在β—亚基上.此外,从它们的~1H NMR谱图随pH的变化可推测,溶液中除了 T态和R态之外,还存在着一些中间过渡态.o