更正北大核心CSCD

朱玥荃,王文恭,薛丽香.一种新型SUMO E3连接酶CBX4的化学修饰作用[J].中国生物化学与分子生物学报,2016,32(2):115-122.该文3.2部分(119页)"因此这样就形成了一个CBX4与底物作用蛋白质之间化学修饰的反馈调节环路(Fig.4)"更改为"因此这样就形成了一个CBX4与底物作用蛋白质之间化     

一种新型SUMO E3连接酶CBX4的化学修饰作用

多梳蛋白家族（polycomb group proteins,PcG）是一类在染色质水平上通过表观遗传修饰抑制靶基因转录的调节因子,它在调节细胞周期、DNA修复、细胞分化、衰老和死亡中起到重要作用。CBX4作为PcG家族中唯一具有SUMO E3 连接酶活性的成员,可以作用于多种底物,包括HIPK2、SIP1、CtBP、CTCF、Dnmt3a和HIF-1α等。底物的SUMO化修饰依赖于特定的结构基础,而且SUMO化的底物功能也会相应发生改变。同时,CBX4还可以被其它分子,如HIPK2, SENP2等进行磷酸化以及去SUMO化等修饰。本篇综述详细阐述了CBX4对底物的SUMO化修饰、自身被修饰及其生物学功能的变化。     

探讨酶的记忆

酶是否具有对其反应底物形成记忆是一个值得探讨的问题。在底物与酶相互作用中,底物诱导酶产生与其互补结合的构象,其构象的稳定性,决定了酶对底物的高度选择性。尽管某种酶能够与多个底物Sn(n=1,2,3…)发生反应,但如果酶先与S1反应,则酶将降低对S2、S3等底物的选择性,反之亦然。这似乎是酶(蛋白质)与底物S1作用后,对S1形成了记忆。     

SUMO在转录中的抑制作用

许多调控基因转录的重要蛋白质能被SUMO (small ubiquitin-related modifier)化修饰,这些蛋白质包括转录因子,转录辅助因子和染色质修饰酶.SUMO化修饰对底物蛋白的活性产生影响,在大多数情况下,与转录活性的抑制有关.最近,对SUMO化调控转录的机制有了新的认识,认为SUMO化的一个重要作用是促进转录因子与转录抑制因子之间的相互作用.另一方面,已经发现转录共抑制因子HDAC (组蛋白去乙酰化酶)可以作为SUMO化的底物、效应因子和调控因子,说明乙酰化和SUMO化之间复杂的相互作用对基因转录调控起着非常重要的作用.     

PcG家族CBX2基因的发现及其在哺乳动物性发育中的作用

Polycomb group complex (PcG)作为发挥转录抑制作用的重要表观遗传调控复合物参与发育、衰老以及肿瘤发生等重要生理过程。Pc G家族成员,包括PRC1 (Polycomb repressive complex 1)与PRC2 (Polycomb repressive complex 2)两种复合物,各组分间功能既协同,又不失特性,色素框同源蛋白(Chromobox homolog CBX)是PRC1的主要核心蛋白,其家族的成员之一CBX2近年来成为研究的热点。本研究综述了CBX2基因的发现、基因和蛋白质的结构组成及其在人和鼠不同组织的表达情况,阐述了CBX2在哺乳动物性发育中的作用及研究进展,发现CBX2除参与PcG复合体发挥转录抑制作用外,还具有基因转录激活作用,它作为哺乳动物性别决定级联中SRY (Sex region of Y chromosome)的上游基因可直接激活靶基因SF1/NR5A1的表达,如果CBX2基因突变或缺失将使雄性小鼠发生性反转,在人类中造成46,XY性发育障碍(disorders of sex development, DSD),为进一步研究CBX2基因在动物性发育调控中的作用提供依据。     

鉴定人甲基化CpG结合结构域蛋白4为蛋白激酶X的底物

人蛋白激酶X(PrKX)是由X染色体编码的一种cAMP依赖性蛋白激酶,但是到目前为止已鉴定到的PrKX底物还很少.为了鉴定蛋白激酶X的底物,我们以蛋白激酶X为诱饵进行了酵母双杂交实验,结果发现甲基化CpG结合结构域蛋白4(MBD4)与PrKX在酵母细胞内相互作用较强.GST融合蛋白沉降和细胞内蛋白质的免疫共沉淀证实PrKX与MBD4之间确实存在相互作用.进一步研究表明,大肠杆菌中表达的重组MBD4在体外可以被PrKX磷酸化,而且MBD4蛋白的磷酸化能明显增强它在体外与甲基化DNA探针的结合活性.     

牙鲆cbx2基因的分子特征与组织表达

为鉴定牙鲆(Paralichthys olivaceus)色素框同源蛋白(Chromobox homolog,CBX)基因cbx2及探讨其在牙鲆性腺中的表达,通过PCR克隆和测序获得了cbx2 cDNA序列;利用多种生物信息学方法在线分析了牙鲆CBX2蛋白质的理化性质与空间结构,并比较了脊椎动物中cbx2的基因结构、氨基酸同源性、系统进化;运用RT-PCR技术分析了cbx2基因在牙鲆成体不同组织的表达情况。结果表明获得的牙鲆cbx2 cDNA序列包含1 584 bp的开放阅读框,编码527个氨基酸,其蛋白质分子量和等电点分别为56 578.98和10.03,是一种偏碱性的亲水性蛋白,该蛋白无信号肽,无跨膜区域,且编码该蛋白的氨基酸中以丝氨酸(Sr)的含量为最高;空间结构分析发现,牙鲆CBX2蛋白以α螺旋和无规则卷曲为主,其二级结构中含有1个染色质结构域和4个低复杂结构域,该染色质结构域常结合甲基化氨基酸残基。基因结构、氨基酸同源性和系统进化分析表明cbx2基因在脊椎动物进化中较为保守,牙鲆cbx2与尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)、青鳉(Oryzias latipes)的基因结构更为相似,其氨基酸同源性与杜氏鰤(Seriola dumerili)最高,为89%。RT-PCR结果显示牙鲆cbx2基因在精巢的表达量最高,卵巢次之,而在其他组织中仅有较低的表达。这些结果提示了cbx2基因在牙鲆的性腺发育中可能具有重要作用。     

O-糖基化起始糖基转移酶的活性与结构研究

多肽：N-乙酰氨基半乳糖转移酶（ppGalNAc-T） 是催化N-乙酰氨基半乳糖（GalNAc）结合到蛋白质Ser或Thr上的糖基转移酶,是黏蛋白型O-糖基化修饰的起始糖基转移酶。ppGalNAc-T是一个酶家族,表达产物均为Ⅱ型膜蛋白。虽然氨基酸序列高度同源,但各成员具有独特的底物特异性和动力学特征。因此,ppGalNAc-T的底物作用机制是O-糖基化研究领域中的关键课题。近年来,通过利用定点突变及晶体结构解析技术,ppGalNAc-T中与底物相互作用的重要氨基酸残基以及由这些残基所形成的对底物结合起关键作用的空间构象逐渐被揭示,为了解ppGalNAc-T酶家族的底物作用机制及其蛋白结构与催化活性间的关系提供了理论依据。     

自噬与疾病

自噬是细胞的一个重要生物学功能。细胞通过对自噬底物的识别、自噬囊泡的形成,再经过与溶酶体的融合,清除老化细胞器以及降解长周期蛋白和异常积聚蛋白。因此,自噬在蛋白质的代谢、细胞器更新以及组织发育中有着重要作用,其功能调控直接参与了机体对细胞稳态的维持     

千里光脂肪醛脱羰基酶(CER1蛋白)的保守基序(CSM)与功能结构域分析

基于已构建的千里光全长c DNA文库,克隆其脂肪醛脱羰基酶基因(Gen Bank No.:KT895253),并进一步分析该基因所编码蛋白质(CER1蛋白)的氨基酸保守基元序列(conserved sequence motif,CSM)和蛋白质功能结构域的关系。蛋白质一级结构分析发现,千里光CER1蛋白由623个氨基酸残基组成;进化树和序列比对结果提示SH-片段和LH-片段这两个富含His的保守基元序列在不同物种中表现出高度保守性;3-D结构预测结果表明,高等植物CER1蛋白水合状态下具有高效的底物结合能力和脂肪醛脱羰基的催化效率。因此,根据脂肪醛脱羰基酶氨基酸保守基序对蛋白质功能域的决定作用,推测CER1蛋白的保守结构域是形成底物结合部位和酶催化活性中心的结构基础。     

水稻RNA结合蛋白C3H12与RNA结合位点的鉴定

CCH型锌指蛋白质C3H12是进化上保守的RNA结合蛋白质,它含有5个串联的CCCH锌指结构域ZnF1-5,形成2个紧密的锌指簇ZnF1-3和ZnF4-5。早期的研究发现,C3H12可能通过与mRNA结合的方式在转录后水平调控基因的表达。然而,与C3H12结合的mRNA类型和他们的结合模式,并未通过实验得到证明。本文表达纯化了一系列C3H12截短及全长蛋白质,并合成了一些潜在RNA底物ARE9、ARE19及对照Random21。通过等温滴定量热法 (isothermal titration calorimetry, ITC) 确定了C3H12与富含腺嘌呤尿嘧啶单元 (AU-rich element, ARE) mRNA底物的结合,并揭示了互作核心区域和热力学性质。通过荧光光谱分析和微型热泳动 (microscale thermophoresis, MST)技术对ITC的结果进一步佐证。结果表明：(1) C3H12与ARE底物的相互作用是焓驱动的能量有利的 (ΔG<0) 特异性结合,结合比为1:1。(2) C3H12与ARE19的亲和力较ARE9更高（约2倍）。(3) C3H12中ZnF1-3在与ARE类底物的结合活性中发挥主导作用。(4) C3H12结构中的141个氨基酸残基的接头不直接参与和ARE底物的相互作用。本研究揭示的CCCH型锌指蛋白质C3H12与ARE底物结合模式,将为进一步在分子结构水平阐明C3H12与ARE底物结合的机制奠定基础。     

水稻RNA结合蛋白C3H12与RNA结合位点的鉴定

CCH型锌指蛋白质C3H12是进化上保守的RNA结合蛋白质,它含有5个串联的CCCH锌指结构域ZnF1-5,形成2个紧密的锌指簇ZnF1-3和ZnF4-5。早期的研究发现,C3H12可能通过与mRNA结合的方式在转录后水平调控基因的表达。然而,与C3H12结合的mRNA类型和他们的结合模式,并未通过实验得到证明。本文表达纯化了一系列C3H12截短及全长蛋白质,并合成了一些潜在RNA底物ARE9、ARE19及对照Random21。通过等温滴定量热法 (isothermal titration calorimetry, ITC) 确定了C3H12与富含腺嘌呤尿嘧啶单元 (AU-rich element, ARE) mRNA底物的结合,并揭示了互作核心区域和热力学性质。通过荧光光谱分析和微型热泳动 (microscale thermophoresis, MST)技术对ITC的结果进一步佐证。结果表明：(1) C3H12与ARE底物的相互作用是焓驱动的能量有利的 (ΔG<0) 特异性结合,结合比为1:1。(2) C3H12与ARE19的亲和力较ARE9更高（约2倍）。(3) C3H12中ZnF1-3在与ARE类底物的结合活性中发挥主导作用。(4) C3H12结构中的141个氨基酸残基的接头不直接参与和ARE底物的相互作用。本研究揭示的CCCH型锌指蛋白质C3H12与ARE底物结合模式,将为进一步在分子结构水平阐明C3H12与ARE底物结合的机制奠定基础。     

Parkin， Parkin 底物和帕金森病

Parkin 是隐性遗传性少年型帕金森病的致病基因 . 现认为 Parkin 行使泛素蛋白连接酶功能,参与蛋白质的泛素化过程 . 它的功能缺陷致使其底物蛋白质毒性积聚,从而介导多巴胺能神经元选择性死亡 . 越来越多的研究显示 Parkin 还具有神经保护作用,能对抗多种神经毒性刺激,并且可能参与路易体的形成过程,因此认为它在散发性帕金森病的致病过程中也可能起重要作用 .     

E3泛素连接酶接头蛋白SPOP介导的底物非降解型泛素化修饰

蛋白质的翻译后修饰是保证其能正常行使功能的前提,泛素化修饰是维持细胞正常蛋白质水平和活性的重要翻译后修饰类型.近年来,大量研究发现,E3泛素连接酶斑点型锌指结构蛋白(speckle-type POZ protein,SPOP)在诸多肿瘤与遗传疾病中存在突变,这些突变主要集中在识别底物的MATH结构域影响了与底物之间的结...     

米曲霉GX0011β-果糖基转移酶的化学修饰及活性中心研究

用化学修饰法及其修饰动力学对米曲霉GX0011β-果糖基转移酶的活性中心结构进行了研究。结果表明：NBS、PMSF、EDC能显著抑制酶的活性,底物对这些抑制有明显的保护作用,且残留酶活与修饰剂的浓度相关,抑制均符合拟一级动力学规律,进一步动力学分析,初步认定该酶活性中心包括至少一个丝氨酸（或苏氨酸）、一个色氨酸和一个天冬氨酸(或谷氨酸)残基。pCMB、TNBS能显著抑制酶的活性,但底物对抑制无明显保护作用,推断半胱氨酸和赖氨酸残基可能与维系酶活性中心构象有关,但不是酶活性中心基团。DEPC、AA和NAI对酶的活性抑制作用不明显,排除了组氨酸、精氨酸和酪氨酸残基是该酶活性中心必需基团的可能。     

根瘤菌中甲硫氨酸亚砜还原酶底物蛋白的筛选与相互作用验证

根瘤菌在侵染豆科植物过程中会受到活性氧的氧化胁迫,含甲硫氨酸的蛋白质易被氧化成甲硫氨酸亚砜导致蛋白结构和功能改变,甲硫氨酸亚砜还原酶(methionine sulfoxide reductases, Msrs)能将甲硫氨酸亚砜还原成甲硫氨酸,恢复蛋白的结构和功能。前期在华癸中慢生根瘤菌(Mesorhizobium huakuii) 7653R基因组中发现有4个Msrs和抗氧化压力密切相关,但其作用机制仍不清楚。【目的】通过筛选4个Msrs的相互作用底物,为阐明4个Msrs在M. huakuii 7653R中的作用机制提供证据。【方法】按照甲硫氨酸含量由高到低统计M. huakuii 7653R中所有蛋白的分布情况;利用蛋白互作网站预测获得4个Msrs的候选互作底物,将预测互作底物进行功能注释基因本体(gene ontology, GO)分析和京都基因和基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)代谢通路分析;通过细菌双杂交初步验证它们之间的相互作用。【结果】甲硫氨酸含量百分数分布基本呈正态分布形式,位于中间百分数的蛋白最多,位于两边的蛋白较少;筛选获得有6个抗氧化酶和6个转录调控因子是4个Msrs的候选互作底物;细菌双杂交显示,有2个抗氧化酶和5个转录调控因子确实和4个Msrs存在不同程度的相互作用。【结论】为阐明Msrs在根瘤菌M. huakuii 7653R中抵抗氧化压力的作用机制提供了证据,为揭示根瘤菌抵抗活性氧提供了新的思路和方向。     

m6A甲基转移酶家族Fiona/METT-10/METTL16的功能

RNA碱基上的化学修饰在其功能的精准调节中发挥关键作用,其中m⁶A是自然界中最普遍的RNA修饰之一,且该修饰在调控RNA稳定性、pre-mRNA剪接、翻译等方面具有重要功能。在真核生物中,m⁶A修饰主要由两种甲基转移酶完成,其在哺乳动物中分别命名为METTL3和METTL16。与METTL3相似,METTL16的底物多种多样,包括pre-mRNA、rRNA、snRNA和lncRNA等,因此似乎难以用一种分子机理解释METTL16对不同RNA底物进行m⁶A修饰的功能。此外,METTL16还在翻译调控中发挥重要作用,但此过程不依赖其甲基转移酶活性,这进一步增加了高度保守的METTL16的功能复杂性。本综述总结了METTL16及其同源蛋白质的结构域、甲基化底物以及它们的潜在功能,着重阐述了在不同物种中关于METTL16研究结果的矛盾之处,并推测METTL16调控S-腺苷基甲硫氨酸(SAM)代谢的功能是趋同进化的一个潜在案例。     

人源CBX7功能结构域的重组表达与纯化

CBX7(chromobox 7)在细胞寿命延长和癌症发生中起着重要的调控作用。然而,获取足量的全长CBX7蛋白并用于结构研究极为艰难。实验阐述了CBX7功能结构域CBX7(aa 145～227)重组表达载体构建的详细过程。同时,通过Ni-NTA亲和层析对融合目的蛋白进行了纯化,并利用SDS-PAGE及Western-blot进行了鉴定分析。纯化后的融合蛋白样品通过离子交换和分子筛层析进一步分离剩余杂质。本实验得到的高浓度CBX7蛋白可用于结晶,为后续CBX7的结构和功能研究奠定了基础。     

基于TCGA数据库分析CBX2在膀胱癌中的表达及其临床与流行病学意义

目的通过分析CBX2在正常膀胱组织和膀胱癌组织中的表达及其与临床病理学和流行病学参数的相关性,阐明其在膀胱癌发生发展过程中的作用。方法运用GEPIA和UALCAN分析CXB2在正常膀胱和膀胱癌组织中的表达差异,运用Linked Omics分析CBX2与膀胱癌的临床病理和流行病学参数的相关性,运用癌症基因组图谱(TCGA)和免疫组织化学技术分析CBX2在膀胱和膀胱癌组织的表达,应用GEPIA分析CBX2的表达与膀胱癌患者生存率的关系。结果数据库分析结果表明:与正常组织相比,CBX2在膀胱癌中的表达显著增高,并且CBX2的表达量与临床病理和流行病学参数多个指标有较好的正向相关性。此外,高表达CBX2的膀胱癌患者其总生存率和无病生存率均显著低于低表达CBX2的膀胱癌患者。结论CBX2在膀胱癌组织中高表达,且高表达CBX2预示膀胱癌的低生存率。     

酸性蛋白酶的测定方法及缓冲液和底物的选择

酸性蛋白酶的测定方法 福林—酚试剂显色反应法的原理是:福林试剂(磷钨酸和磷钼酸的混合物),在碱性条件下极不稳定,可被酚类化合物还原,因而呈蓝色反应(钨蓝和钼蓝的混合物)。由于蛋白质分子中含有带酚基的氨基酸,利用蛋白酶分解蛋白质(底物),生成含酚基的氨基酸,与福林试剂作用,因而也呈蓝色反应。显色程度与底物在酶作用下产生的水解产物数量成正比,因此可推算出