Functional analysis of three amino acid residues of purR repressor, Trpl47, Gln-218 and Gln-292 inSalmonella typhimurium

The amber mutation sites of 6 purR(am) mutants were determined by cloning and DNA sequencing. The results showed that the mutations were distributed at three different sites in PurR coding region, G⁷²¹(→A), C⁹³³(→T) and C¹¹⁵⁵(→T), which respectively turn Trp-147,Gln-218 and Gln-292 of PurR into TAG terminal codon. To determine the effect of the three amino acid residues on regulatory function of PurR protein 5 different kinds of tRNA suppressor genes, Su3, Su4, Su6, Su7 and Su9 were used for creating the PurR protein variants with single amino acid substitution. The results indicated that Cys, Glu, Gly, His and Arg which substituted Trp-147 respectively all could not recover the regulation function of PurR. It confirmed that Trp-147 is a critical amino acid for the PurR function. Gln-292 substituted respectively by the same amino acids also could not recover the PurR function, demonstrating that Gln-292 is also an important amino acid residue in PurR.     

Functional analysis of three amino acid residues of purR repressor, Trp147, Gln-218 and Gln-292 in Salmonella typhimurium

The amber mutation sites of 6 purR(am) mutants were determined by cloning and DMA sequencing. The results showed that the mutations were distributed at three different sites in PurR coding region, G721(→A), C933(→T) and C1155(→T), which respectively turn Trp-147,Gln-218 and Gln-292 of PurR into TAG terminal codon. To determine the effect of the three amino acid residues on regulatory function of PurR protein 5 different kinds of tRNA suppressor genes, Su3, Su4, Su6, Su7 and Su9 were used for creating the PurR protein variants with single amino acid substitution. The results indicated that Cys, Glu, Gly, His and Arg which substituted Trp-147 respectively all could not recover the regulation function of PurR. It confirmed that Trp-147 is a critical amino acid for the PurR function. Gln-292 substituted respectively by the same amino acids also could not recover the PurR function, demonstrating that Gln-292 is also an important amino acid residue in PurR.     

枯草杆菌(Bacillus subtilis)pur操纵子调控区内PurBox1突变对细胞内受腺嘌呤调节的基因表达的影响

枯草杆菌的嘌呤阻抑蛋白(PurR)通过与pur操纵子调控区DNA的相互作用来抑制该操纵子的转录. pur操纵子的调控区中有两个PurBox序列, 它是PurR高效结合所必需的. 位于上游的PurBox1 (−81~−68, 核苷酸定位是以转录起始点为+1)结合力较强, 下游的PurBox2 (−49~−36)结合力较弱. 我们构建了3个PurBox1突变体, 离体测定了突变对PurR-pur操纵子调控区DNA结合的影响, 也测定了突变对细胞内pur操纵子表达调控的影响. 结果表明, 突变使体外的PurR-pur操纵子调控区DNA间结合的能力显著地下降; 在G-75A, G-75T和缺失5个核苷酸的D 5这3个突变菌株中, 体内腺嘌呤对pur操纵子的阻抑调节也受到了严重的影响. 此外, 细胞内PurR滴定的方法也用来证明了连着PurBox1和PurBox2上下游的一些DNA顺序是PurR与操纵基因结合所必需的.     

噬菌体434单链阻遏蛋白高亲和力DNA配体的筛选和设计

单链阻遏蛋白R R_TRES是噬菌体434阻遏蛋白的衍生物,含有两个DBD(DNA结合结构域),一个是野生型噬菌体434的DBD-R,另一个是突变型DBD-R_TRES,二者用重组接头以头接尾的方式连接起来.R_TRES的α-3-螺旋中-1,1,2,5位DNA结合氨基酸分别为T,R,E,S. 利用核心序列是CATACAAGAAAGNNNNNNTTTATG的随机DNA库, 体外循环筛选R_TRES的DNA结合位点,将筛选到的群体克隆、测序.单链阻遏蛋白RR_TRES的亲和力测定表明,最适操纵区序列含有TTAC或TTCC(上述画线部分)时,K_d值在10^-12~10^-11mol/L的范围.天然噬菌体434阻遏蛋白与其操纵区的亲和力的K_d值在10^-9 mol/L数量级,与之相比,所筛选操纵区的亲和力明显提高.同时发现,亲和力大小还受到最适结合位点两侧碱基的影响,特别是5′位碱基的影响.根据R_TRES的识别特性,设计了共有序列为GTAAGAAARNTTACN或GGAAGAAARNTTCCN (R为A或G)的单链阻遏蛋白R_TRES R_TRE的操纵区序列.结果表明,它们之间有特异性结合,且亲和力也很高.此方法可望用于其他DNA结合蛋白新的结合特异性的筛选.     

血红素加氧酶-1可能经诱导 foxp3+CD4 +CD25 + Treg细胞抑制哮喘气道炎症

血红素加氧酶-1(heme oxygenase-1, HO-1)作为体内保护蛋白, 在哮喘气道炎症中具有显著的抗炎作用. foxp3+CD4 ⁺CD25 ⁺ T调节细胞(T regulatory cells, Treg)是调节性细胞的主要组成部分, 以抑制的方式调控其他效应细胞的活性和功能. IL-10是多种细胞分泌的抗炎细胞因子, 具有免疫抑制功能. 本研究探讨HO-1诱导foxp3 ⁺CD4 ⁺CD25 ⁺ Treg, 增加IL-10分泌以拮抗哮喘气道炎症. 选用磁珠分离CD4⁺CD25⁺ Treg, 含 HO-1 质粒转染或血红素(Hemin)和锡-原卟啉(Sn-protoporphyrin, SnPP)处理, RT-PCR和Western blot方法检测显示Hemin上调HO-1表达, CD4⁺CD25⁺ Tregfoxp3 表达及蛋白水平显著增加, ELISA方法测定上清液IL-10水平明显升高. 卵清蛋白(ovalbumin, OVA)致敏、激发的哮喘小鼠, Hemin上调HO-1表达, 肺和脾脏中foxp3表达及蛋白量亦增加, 血清IL-10增高, 而OVA特异性IgE水平降低. 肺病理组织学检测、支气管肺泡灌洗液(bronchial alveolar lavage fluid, BALF)中细胞总数和嗜酸性粒细胞(eosinophil, EOS)计数均显示炎性细胞尤其是EOS浸润减少; CD4 ⁺CD25 ⁺ Treg功能抑制实验发现, OVA致敏、激发Balb/C小鼠经Hemin干预后, 抑制作用显著增加; SnPP能逆转HO-1作用. IL-10剔除的B6.129P2-Il10^tm1Cgn/J小鼠Treg抑制作用经Hemin干预后仍未改善. 但体内外实验发现TGF-β水平无变化. 本研究表明: HO-1可能经诱导CD4 ⁺CD25⁺ Treg 特异性转录因子foxp3表达, 激活CD4 ⁺CD25 ⁺ Treg, 促进IL-10分泌, 以拮抗哮喘气道炎症.     

青霉素G酰化酶操纵子的负调控因子的研究

青霉素G酰化酶(PA)操纵子的调节基因(pacR)存在于青霉素G酰化酶结构基因(pac)内部Dral-Taql一段约500bp的DNA片段内,此片段内含有2个ORF。2个ORF及其突变体分别克隆到pUC18得到一系列重组质粒,用这些重组质粒转化青霉素G酰化酶产生菌E.coliD816,测定克隆片段对PA表达的影响。如果克隆片段含有具功能的pacR,诱导剂苯乙酸(PAA)不能使由高拷贝却pacR表达的阻抑物全部失活,部分阻抑物结合pac操纵基因,阻碍RNA聚合酶对pac的转录,因此PA的表达量降低。结果表明,阻抑物是由pac结构基因内部的ORF2编码的蛋白因子,pacR即ORF2。RNA—DNA杂交实验证实了pacR在转录水平阻抑pac的表达。     

复制酶与运动蛋白编码基因的突变对烟草花叶病毒的弱化效应

番茄花叶病毒弱毒疫苗K(ToMV-K)的复制酶基因和运动蛋白基因分别具有乳石和赭石突变的特征. 为了对这一致弱特征进行扩展研究, 用PCR介导的定点突变技术, 对烟草花叶病毒普通株中国分离物(TMV-Cv)复制酶基因和运动蛋白基因分别进行乳石突变(UGA)和赭石突变(UAA), 构建了复制酶单突变体——TMV-Cv^rase, 运动蛋白单突变体——TMV-Cv^mp和复制酶与运动蛋白双突变体——TMV-Cv^rase-mp. 烟草侵染试验发现, TMV-Cv^mp和TMV-Cv^rase-mp能侵染枯斑(Xanthi NC)和系统(K326)寄主, 后者侵染普通烟K326仅出现少量轻微的花叶症状; 子代病毒的电子显微镜观察、重复接种试验及其核酸的RNA斑点杂交、RT-PCR扩增与测序结果表明, TMV-Cv^mp和TMV-Cv^rase-mp子代病毒与TMV-Cv的大小和形态基本一致, 具有完整和稳定的侵染、复制和繁殖能力, 且其基因组仍保持着突变, 而复制酶单突变体TMV-Cv^rase不能侵染烟草. 以上结果表明, 复制酶与运动蛋白的乳石突变与赭石突变协同致弱TMV-Cv对烟草的侵染症状, 从而暗示ToMV-K基因组的这种突变模式也可以用于其他植物病毒的致弱研究.     

鼠伤寒沙门氏菌嘌呤生物合成的调控研究X.purR琥珀突变体（am）的分离

以超阻遏突变体３－１８为出发株,采用以乳糖为唯一碳源的ＮＣＥ平板的方法分离到４３９株调节突变体。通过转导引入ｔＲＮＡ抑制基因从中检测到１１株ｐｕｒＲ（ａｍ）侯选株。共转导分析证明,这些突变株的琥珀突变均发生在ｐｕｒＲ上。用ｓｕｐＤ、ｓｕｐＥ和ｓｕｐＦ分别对上述各ａｍｂｅｒ突变体作了氨基酸取代实验,初步结果表明：同一氨基酸对ｐｕｒＲ不同位点（ａｍ）的氨基酸取代,对ＰｕｒＲ调节功能有不同程度的影响;     

水稻磷酸盐转运蛋白基因的克隆、表达及功能分析

以水稻叶片为材料, 设计一对特异引物, 获得了编码磷酸盐转运蛋白基因OsPT6:1. 聚类和氨基酸保守位点分析指出该基因可能为水稻高亲和力磷酸盐转运蛋白编码基因. 原位杂交与RT-PCR表达结果确定此基因在根与叶片中均表达, 尤以低磷诱导下叶片的叶肉细胞表达量最高. 同源重组表明该基因的表达可以提高毕氏酵母对磷素的吸收效率, 同时其基因的导入可以使高亲和力磷酸盐转运蛋白缺失的酵母突变体的磷素吸收功能得以恢复. 以上结果表明, OsPT6:1为水稻高亲和力磷酸盐转运蛋白的编码基因.     

水稻小穗分化调控基因fzp(t)的遗传分析和分子标记定位

从V20B/花1B杂交后代中发现了水稻小穗分化受阻的突变体fzp. fzp株叶形态正常, 但植株分蘖数明显减少, 最显著的变异是fzp植株的小穗分化完全被阻断, 在正常植株枝梗分化为小穗的部位, fzp植株却形成一团枝梗. 遗传分析表明,fzp受一对隐性基因控制, 其相应基因拟名为fzp(t). 显然fzp(t)是控制小穗分化的关键基因. 在一些F2群体中, 因遗传背景发生改变, 部分突变型植株表现为“中间类型”, 推测可能是冗余基因或其他修饰基因、互作基因的作用. 采用微卫星标记技术和BSA分析方法, 将突变基因fzp(t)定位于第7染色体上的长臂末端, 其中RM172和RM248位于fzp(t)一侧, 它们与fzp(t)的遗传图距分别为3.3和6.4 cM; RM18和RM234位于fzp(t)的另一侧, 与fzp(t)的遗传距离分别为23.1和25.3 cM. 研究结果为进一步对该基因的克隆和功能研究奠定了基础.     

桫椤生态系统生物量与生产力

 活化石植物是最接近于化石物种的现存相似种, 并且具有一定的生态学保守性。利用活化石植物生态系统来估算陆地生态系统碳固存能力的进化趋势是一种有效的手段。该研究中利用标准地-标准木法调查了活化石物种树蕨桫椤(Alsophila spinulosa)生态系统的生物量和生产力。与现存的裸子植物为优势种的生态系统和被子植物为优势种的生态系统相比, 桫椤的生物量(36.151±8.159 Mg C•hm^–2)和生产力(2.535±0.174 Mg C•hm^–2•a^–1)都比较小。与植物化石调查方法相比, 活化石生态系统生物量和生产力数据在描述古生态系统碳固存能力进化趋势方面提供了一种有意义的手段, 并且有助于进一步的理解全球碳平衡演变的过程。     

醌类光敏剂HA, HB与纳米半导体CdS间的光生电子传递——HA-CdS, HB-CdS复合体光敏还原动力学的EPR研究

根据非均相体系电子传递动力μ =E_s*/s+-E_CB(μ＜0)的原理,构建出相匹配的HA-CdS和HB-CdS复合体(以下简称Hys-CdS,Hys代表HA,HB).在该体系中,¹Hys*向CdS导带传递电子是热力学允许的.通过荧光淬灭实验,测出它们之间的表观结合常数(K_app )分别为940 (mol/L)^-1(HA-CdS),934(mol/L)^-1(HB-CdS),表明Hys与CdS间存在较强烈的吸附效应.荧光寿命测定得¹Hys*向CdS导带传递电子的速率常数K_et分别为5.16×10⁹s^-1(HA-CdS), 5.10×10⁹s^-1(HB-CdS).以一种稳定的氮氧自由基TEMPO(2,2,6,6-tetramethyl-1-piperdinyloxy)作为电子受体,当它接受一个电子和一个质子,其EPR(electron paramagnetic resonance)信号便会消失,据此,应用消自旋的EPR技术,定量研究了苝醌类光敏剂Hys与纳米半导体CdS间光生电子传递动力学,确定了受Hys光敏化作用的CdS纳米半导体表面光还原速率方程和反应动力学速率常数,结果发现,本体系中TEMPO接受电子的反应级数均为0,而不同于均相体系中的反应级数,特别是在相同可见光照射条件下,通过比较单独的CdS与Hys–CdS复合体的光还原速率常数还发现,后者的光还原效率比前者均大,约为350倍,表明Hys对CdS纳米半导体具有显著的光敏化作用.这提示在太阳能应用中,Hys是一种很有效的光敏化剂.     

新的红细胞分化相关基因EDRF1功能的初步研究

曾报道过通过功能筛选得到一个新的红细胞分化相关基因, 并命名为EDRF1(erythroid differentiation related factor 1, GenBank登录号为AF040247). 鉴于功能线索明确, 选择K562细胞作为模型细胞, 通过基因转染技术观察了EDRF1反义RNA表达和EDRF1过表达对细胞增殖和分化的影响, [³H]TdR掺入和半固体集落培养实验的结果显示EDRF1过表达时, 细胞增殖代谢能力有所下降. Northern印迹和RT-PCR的结果表明, 反义EDRF1表达载体转染后的K562细胞α-globin, γ-globin mRNA表达水平下降, STAT3, c-myc, GATA-1表达下调, 红细胞生成素受体(EpoR)在反义表达载体转染后表达有一定程度的上调. 说明EpoR和珠蛋白的表达调节没有内在的正协同关系, EDRF1对K562细胞增殖和分化的调节有可能是通过影响GATA-1等诸多红系特异的转录因子与顺式序列相互作用的转录活性实现的.     

应用酵母双杂交系统筛选BRD7相互作用的蛋白质

BRD7基因是鼻咽癌组织表达下调/缺失的基因, 有强烈的鼻咽癌细胞系HNE1生长抑制作用. 利用酵母双杂交系统筛选与BRD7蛋白相互作用的蛋白, 首先将BRD7基因的完整阅读框架部分亚克隆至pAS2载体(BRD7-BD), 然后以BRD7-BD为靶蛋白, 筛选人胎脑cDNA文库, 在4.8×10⁶个转化子中筛选到11个阳性克隆, 序列测定表明, 分离到溴区包含蛋白3, 溴区包含蛋白2, β-IκB激酶, KIAA1375蛋白, 白介素7和接头相关蛋白复合物3 δ-1亚单位等与BRD7相互作用蛋白, 说明BRD7可能与BRD3或BRD2蛋白形成异源二聚体或三聚体发挥核内转录调节功能.     

芝田硫化叶菌Ssh7蛋白的进化保守性及DNA结合特性

嗜酸热古菌——芝田硫化叶菌(Sulfolobus shibatae)合成大量7 kD DNA结合蛋白Ssh7. Southern杂交结果显示, 该菌基因组中含有两个编码Ssh7蛋白的基因, 分别命名为ssh7a和ssh7b. 对这两个基因进行了克隆、序列测定和在大肠杆菌中的表达. 测序结果表明, 两个Ssh7多肽仅在3个氨基酸位置上有差异; 此外, ssh7a和ssh7b的顺式调控序列也十分相似, 提示存在着维持两个基因的序列和表达都不变的选择压力. 杂交结果还显示, 与芝田硫化叶菌一样, 硫磺矿硫化叶菌(Sulfolobus solfataricus)基因组中也含有两个编码7 kD蛋白的基因. 结合其他报道, 这一结果提示编码7 kD蛋白的基因可能在硫化叶菌种间分歧形成之前发生了基因复制. 采用电泳迁移率改变试验(EMSA)分析了天然及重组Ssh7蛋白与双链DNA片段之间的相互作用. 天然和重组蛋白的EMSA行为相似, 说明Ssh7与DNA的相互作用既不受发生在天然蛋白赖氨酸残基上的甲基化的影响, 也不受两种多肽异构体之间在序列上的差异的影响. 在所采用的实验条件下, Ssh7与双链DNA片段结合时的结合位点大约为6.6 bp, 表观解离常数为(0.7~1.0)×10^-7 mol/L. 此外, Ssh7与负超螺旋DNA的结合强于与线性和松弛DNA的结合.     

印度木薯花叶双生病毒外壳蛋白的研究Ⅱ．计算机分析外壳蛋白的一些特性

用NWGCG软件系统分析了印度木薯花叶双生病毒外壳蛋白的一些性质：(1)外壳蛋白是碱性蛋白,其等电点为10．91;(2)在外壳蛋白氨基酸序列中分布有α—helcies,β—Sheets及turns等二级结构;(3)分析了外壳蛋白中可能的表面氨基酸区域,亲水性和抗原决定簇区域;(4)在外壳蛋白的氨基酸序列中存在两个糖基化位点HNT,同时分析了双生病毒外壳蛋白氨基酸遗传密码的利用频率。     

黑曲霉糖化酶cis调控区上两个CCAAT框协同参与基因启动子的转录激活作用

已报道的EMSA和Footprinting试验表明黑曲霉Aspergillus niger T21糖化酶基因glaA启动子区−489~−414 bp及−390~−345 bp (分别简称为DC, PC)是与蛋白粗提液中同一蛋白因子结合, 并均含有CCAAT五核苷酸的序列. 对DC, PC在糖化酶表达调控中的作用进行了分析. 用CGTAA取代CCAAT, 获得突变体DCm, PCm, 两者均丧失体外结合蛋白因子的能力. 突变体的体内分析结果显示, DC和PC中任何一个发生突变或改变DC, PC在原启动子中的相对方向, 则启动子的活性下降到基础表达水平. 将多拷贝串联后的DC引入A. niger T21glaA启动子原位, 则内源糖化酶的表达和由该启动子引导的外源uidA基因的表达均发生下降, 但由构巢曲霉3-磷酸甘油醛脱氢酶启动子PgpdA引导的uidA的表达不受影响, 而且EMSA结果表明不等DC拷贝的A. niger转化子中DNA结合蛋白的含量没有明显变化, 表明多拷贝DC的引入引起了调控蛋白的滴定效应. 从A. niger T21cDNA中克隆到AngHapC基因, 将AngHapC基因引入上述含多拷贝DC而糖化酶低表达的A. niger菌株, AngHapC基因的表达使糖化酶的表达量得到明显回升. 上述结果表明, DC和PC中CCAAT五核苷酸序列为蛋白因子结合所必需, 而且两者必须同时与调控蛋白结合才能发挥促进转录的作用, AngHapC为与DC区域结合的正调节蛋白.     

应用mRNA差异显示技术克隆肿瘤转移相关基因TMSG-1

应用mRNA差异显示技术, 对比研究前列腺癌细胞系PC-3M具有不同转移潜能的亚系, 克隆差异表达片段, 经Northern杂交验证其在不同转移潜能的人类肿瘤细胞系中的表达差异, 测序, EST拼接获得cDNA全长序列, RT-PCR验证拼接结果并重复测序再次证实. 结果显示, TMSG-1在前列腺癌细胞系PC-3M不转移亚系2B4高表达, 而在高转移亚系1E8低表达, 二者差异显著. TMSG-1 cDNA全长序列2 kb, 开放读码框编码含230aa的蛋白质, GenBank Blastn检索与已知基因无显著同源性. 对TMSG-1所编码的氨基酸序列进行功能预测提示：TMSG-1是一个跨膜蛋白, 有3个跨膜区、3个蛋白激酶C磷酸化位点、 2个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点和1个N末端肉豆蔻酸酰化位点. 在6种人类常见肿瘤组织中, RT-PCR结果显示TMSG-1在前列腺癌中表达最强, 肺癌转移灶较肺癌原发灶表达显著降低, 低分化结肠癌较高分化结肠癌表达显著降低, 在复发性乳腺癌、卵巢癌、低分化胰腺癌(均无转移)中均有表达. 9例胃癌原发灶标本中, TMSG-1与b-actin RT-PCR扩增产物的灰度扫描(CNT×mm²)比值显示: TMSG-1在已发生转移的胃癌标本中的表达与无转移的胃癌标本相比有下降的趋势, t检验显示其差异有显著性(P < 0.05). 结果表明, TMSG-1基因表达水平的降低与肿瘤转移潜能的提高具有相关性.     

家蚕雌性附腺及其Ng突变体蛋白质组双向电泳图谱分析

分别对家蚕（Bombyx mori. L）正常及Ng突变体雌蛾性附腺分泌部组织的蛋白质进行提取,并采用双向凝胶电泳和计算机辅助分析方法,对提取的蛋白质混合物进行分离和比较分析。用银染的方法,平均每张电泳图谱可以分离约700个蛋白质点,其中大部分的蛋白质点分布在pH 4～8范围内,在分子量上主要集中在30～70 kD区域。比较分析发现,有4种蛋白只在正常性附腺组织中特异表达,而有2种蛋白只在Ng突变体的组织中特异表达。另外约有29种蛋白在正常性附腺分泌部组织中的表达水平明显高于Ng突变,而约有15种蛋白在Ng突变体的分泌部组织中表达水平较高。这些差异蛋白质可能与Ng突变的形成和导致这种突变体的性附腺不能正常分泌粘性蛋白的性状有关。     

野油菜黄单胞菌野油菜致病变种中一个与EPS合成有关的新基因的鉴定

用转座子Tn5gusA5对野油菜黄单胞菌野油菜致病变种(Xanthomonas campestris pv.campestris,简称Xcc)野生型菌株8004进行诱变,分离到一批胞外多糖(EPS)合成减少的突变体。采用TAIL-PCR(thermal asymmetric interlaced PCR)分析突变体的Tn5gusA5插入位点,发现其中一株编号为151D09的突变体的插入位点位于Xcc 8004菌株的基因组编号为XC3695的ORF内,该ORF功能尚未见报道。序列分析表明,该ORF演绎的编码产物与Serratia marcescens的kdtX基因和Klebsiella pneumoniae的waaE基因演绎的编码产物分别具有52%和50%的相似性,并具有第2家族糖基转移酶的功能域, 因此暂将该ORF命名为waxE基因。用同源双交换方法构建了waxE基因的缺失突变体,并采用PCR和Southern杂交的方法对突变体进行了验证。waxE基因缺失突变体在营养丰富培养基的生长繁殖不受影响,但其EPS产量与野生型菌株8004相比,降低35%左右,并且一段PCR合成的包含waxE基因的DNA片段能反式互补waxE基因缺失突变体,恢复缺失突变体的EPS产量,表明Xcc waxE基因与EPS的生物合成有关。