微小染色体家族在肝癌中的表达和预后价值及其作用机制

本研究通过生物信息学工具分析微小染色体家族（MCMs）在肝癌中的表达,结果显示,肝癌组织MCMs基因及其蛋白的表达明显升高,差异有统计学意义（P<0.05）。MCMs基因在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期肝癌中随着分期升高表达明显升高,差异有统计学意义（P<0.05）,MCM2、MCM3、MCM5、MCM6、MCM7基因表达水平与肝癌患者的无病生存率（DFS）、总生存率（OS）显著相关（P<0.05）。高表达MCMs的肝癌患者总生存期较差,MCMs表达具有明显相关性。利用String-DB数据库进行蛋白网络互作模型分析,与MCMs具有相互作用的蛋白包括MCM10、ORC1、ORC2、ORC4、ORC5、GINS1、GINS2、GINS3、GINS4、CDC6、CDC7、CDC45、ASF1B、CDT1、WDHD1等。利用Metascape进行信号通路富集分析显示,MCMs主要富集在DNA复制、细胞周期调节、DNA依赖的DNA复制、复制前体复合物的活化、DNA解螺旋、核基因的复制、DNA调控的复制、CDC6相关的起始识别复合物的调节、DNA复制检查点的调控、蛋白-DNA复合物的组装等信号通...     

Mcm10在真核细胞复制起始中的作用

真核生物DNA复制需要精确的调控,复制起始顺利开启至关重要,其中复制解旋酶的组装是复制起始的核心。作为解旋酶的核心组件,微小染色体维持蛋白(minichromosome maintenance proteins,Mcms)在真核细胞DNA复制的起始阶段扮演着重要的角色。目前,对Mcm2-7复合物的功能研究已开展较多,其在复制起始中的作用已有较为全面的解释。近些年研究发现,Mcm10也在DNA复制的起始调控中起重要作用。该文对近些年Mcm10在真核细胞复制起始中的功能研究进行综述,以期对相关领域的研究者有所帮助。     

微小染色体维持蛋白与肿瘤

微小染色体维持(minichromosome maintenance,MCM)蛋白质家族是DNA复制前复合物的重要组成部分,在DNA复制启动过程和DNA损伤修复中发挥着重要作用.MCM蛋白质家族成员在转录调节、染色质重塑和检查点应答中也扮演着重要角色.最近研究发现,MCM异常可导致恶性肿瘤的发生发展,在不同肿瘤(前列腺癌、子宫内膜癌、卵巢癌、肝癌、肺癌、胶质母细胞瘤和髓母细胞瘤等)中呈现异常表达并与肿瘤细胞增殖、侵袭、转移能力密切相关,MCM蛋白有望作为临床上诊断相关恶性肿瘤及提示其预后的生物学标志物.更为重要的是,MCM蛋白质复合物晶体结构逐步得到解析,这不仅有利于阐明其生理和病理作用与调控机制,亦有助于发现靶向MCM的特异性小分子抑制剂,为新型抗肿瘤药物的研发提供新思路.     

腾冲嗜热菌单链 DNA 结合蛋白 SSB2 和 SSB3 新的单链 DNA 结合特性

摘要：【目的】揭示腾冲嗜热菌中两个单链DNA结合蛋白SSB2和SSB3的全新的底物结合功能及其不同的体内表达模式。【方法】利用腾冲嗜热菌复制起始位点附近的长度较短的单链DNA为底物,采用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳及western blot方法,研究SSB2和SSB3体外单链DNA结合特征和体内表达模式。【结果】SSB2 与35nt的复制起始区单链DNA（ssDNA）结合, 形成单个SSB2-DNA复合物;当与59 nt ssDNA结合时,可以随着蛋白浓度的递增形成一个或两个SSB2-DNA复合物;而与70n     

四种DNA复制起始方式的比较

近年来有关DNA复制的机制研究取得一些重要进展,但现有高等生物学相关专业的《生物化学》、《分子生物学》和《基因工程》等教材中DNA复制机理尤其是复制起始相关章节的内容更新不够。结合最新的研究进展,本文综述了四种DNA复制方式:双向复制(原核大肠杆菌和真核生物)、单起点单向(质粒ColE1)、哺乳动物线粒体DNA(取代环)以及最近发现的不需要引物的DNA聚合酶起始的DNA复制方式,丰富了教材相关的内容,强调复制的不同方式是不同的复制起始复合物装备的结果。文末对四种不同的复制方式异同进行了比较,根据复制原点在复制复合物装备中的重要作用,对教材中复制原点的概念进行了进一步的剖析。本文内容将有利于学生跳出课程的框架,将相关的知识点融会贯通,夯实理论基础并在将来能有所应用。     

酿酒酵母DNA复制的精确时空控制

DNA复制是最基本的生命活动之一。DNA复制本身的错误及其过程控制的异常是细胞内基因组不稳定的主要来源,会导致细胞生长异常、衰老、癌变乃至死亡。为了保证基因组DNA能够精确且完整的复制,DNA复制受到严格的调控。在G1期,DNA复制解旋酶的核心组分Mcm2-7复合体被招募到复制起点,获得复制许可资格。进入S期后,在两个周期性蛋白激酶及多个支架蛋白的作用下,复制解旋酶的激活因子Cdc45和GINS复合体被招募至Mcm2-7,形成解旋酶全酶Cdc45-Mcm2-7-GINS (CMG)复合体。随后,众多复制相关蛋白在精准的时空控制下被招募至CMG平台并组装成复制机器,起始DNA双向复制。当相向而行的两个复制叉相遇,复制机器会从DNA链上解离下来,从而完成DNA复制。关于DNA复制过程的研究在近十年来取得了跨越式的突破。本文以酿酒酵母为例,围绕所有真核生物中都高度保守的DNA复制控制开关——CMG解旋酶,对真核生物DNA复制的最新进展进行综述。     

裂殖酵母复制起始位点的序列特征分析和预测

DNA的精确复制是保证基因组完整性的关键。裂殖酵母是研究真核生物DNA复制等基因表达调控过程的重要模式生物。作者统计分析了裂殖酵母复制起始区的碱基组分、k-mer(k=2~4)频数、GC/AT位点偏差和GC/AT位点组分。结果发现:复制起始区的AT含量显著高于非复制起始区,且富含WW(W为A或T)二联体,而非复制起始区富含SS(S为G或C)二联体;复制起始区和非复制起始区的GC/AT位点偏差、GC/AT位点组分也存在显著差异。另外,作者仅基于DNA序列或结构特征,使用支持向量机区分了裂殖酵母复制起始区和非复制起始区,预测总精度约70%。表明DNA序列对裂殖酵母的复制起始有重要影响。该研究对进一步阐明真核生物的复制机制有重要的理论意义。     

真核生物DNA复制起始调控

复制起始调控是真核生物复制调控机制的重要环节,也是细胞生长调控的核心问题．对SV40病毒和酵母体系的研究为阐明真核生物的复制起始机制及其与细胞周期的关系提供了线索．目前,与DNA复制起始有关的多种蛋白质因子（如核蛋白P₁,DNA单链结合蛋白,DNA聚合酶α,增殖细胞核抗原等）的作用机理逐渐明朗,周期依赖的调控特点得到了证实文章着重介绍了DNA复制起始在细胞周期中的两个调控点及各种周期蛋白在该点的作用,文中还涉及复制起始异常与肿瘤发生的关系.     

鼻咽癌组织中基因差异表达及蛋白互作网络分析

目的:利用生物信息学方法从鼻咽癌组织基因芯片中筛选差异表达基因,并分析它们之间的互相作用。方法:利用R语言程序包等相关软件分析鼻咽癌组织和正常组织中差异表达的基因,并对其进行在线GO分析、KEGG富集分析及蛋白互作分析。结果:从25例鼻咽癌组织样本和3例正常组织对照样本中共分析出1103个差异表达基因,包括600个上调基因和503个下调基因(P0.05)。GO分析结果显示,差异表达基因在生物过程中显著富集,包括细胞分裂、DNA复制、G1/S有丝分裂细胞周期的转变和有丝分裂核分裂;在分子功能中,包括与蛋白质结合、与ATP结合、蛋白同二聚化活性、与DNA复制起点结合以及与受损的DNA结合;在细胞组分中,包括细胞质、核质、胞外体和船体中部。KEGG通路分析显示,差异表达基因在细胞周期、DNA复制、癌症途径、p53信号通路、错配修复、小细胞肺癌、卵母细胞减数分裂、氨基糖和核苷酸糖代谢、基部切除修复和人T淋巴细胞病毒(HTLV-Ⅰ)感染等信号通路中显著富集。在蛋白互作分析网络中筛选出10个节点度最高核心基因CDC45、MCM10、MCM3、MCM5、MCM2、CDC7、CDT1、CDC6、SMC2和NCAPG。结论:通过鼻咽癌组织和正常组织的对比筛选,发现多个基因表达发生变化,为相关临床研究提供了重要的信息基础。     

BTF2／TFⅡH的多功能与PolⅡ转录

BTF2,又称TFⅡH,为一多亚基蛋白质复合物,具有解链酶、依赖DNA的ATP酶及磷酸激酶活性,参与mRNA转录起始以及与转录偶联的核苷酸切除修复过程,在转录起始复合物形成过程中,BTF2/TFⅡH在有TFⅡE存在时,可使RNA聚合酶Ⅱ的羧端区域(CTD)、TBP及有关转录因子磷酸化.磷酸化反应可影响转录起始复合物中的蛋白质-蛋白质相互作用,调节转录起始,因此,BTF2/TFⅡH是一种重要的基本转录因子.     

孪蛋白与真核生物DNA复制起始

真核生物DNA复制起始受多种协同机制的严格调控,以保证DNA复制起始在每个细胞周期内仅发生一次。其中,孪蛋白(Geminin)介导的一系列对DNA复制起始抑制的机制为高等真核生物所特有,对真核生物遗传物质忠实、稳定的传递至关重要。该文以孪蛋白与真核生物DNA复制起始的关系为核心,简要介绍了真核生物DNA复制起始的过程以及孪蛋白的结构、时空调控,详细论述了目前发现的孪蛋白参与真核生物DNA复制起始调控的途径及其机制,对前人的研究成果进行了总结,并提出了一些关于未来孪蛋白研究方向的思考。     

真核细胞染色体DNA复制起始及复制叉稳定性维持的机制

在真核生物中,DNA复制在染色体上特定的多位点起始．当细胞处在晚M及G1期,多个复制起始蛋白依次结合到DNA复制源,组装形成复制前复合体．pre．RC在Gl-S的转折期得到激活,随后,多个直接参与DNA复制又形成的蛋白结合到DNA复制源,启动DNA的复制,形成两个双向的DNA复制又．在染色体上,移动的DNA复制又经常会碰到复制障碍（二级DNA结构、一些蛋白的结合位点、损伤的碱基等）而暂停下来,此时,需要细胞周期检验点的调控来稳定复制叉,否则,会导致复制又垮塌及基因组不稳定．本文就真核细胞染色体DNA复制起始的机制,以及复制又稳定性的维持机制进行简要综述．     

抗菌肽P7抑制大肠杆菌的非膜作用机制北大核心CSCD

【目的】研究抗菌肽P7抑制大肠杆菌的非膜作用机制。【方法】P7与溴化乙锭竞争结合大肠杆菌基因组DNA的荧光光谱,分析P7与DNA的结合方式;流式细胞术分析P7与大肠杆菌基因组DNA结合对细菌细胞周期的影响;采用磁珠富集和PCR扩增相结合的方法分析P7特异结合的DNA序列;通过实时荧光定量PCR分析P7对大肠杆菌DNA复制和SOS损伤修复基因表达的影响;核酸染料的荧光分析研究P7对大肠杆菌DNA和RNA合成的影响。【结果】P7以嵌插的方式作用于大肠杆菌基因组DNA碱基对并形成肽-DNA复合物,使溴化乙锭-DNA复合体系的荧光强度减弱。P7可以显著增加大肠杆菌细胞周期中S期细胞数目,抑制大肠杆菌DNA复制。P7特异性结合rnh A使该基因表达水平显著下调2.24倍。同时,在肽的影响下参与大肠杆菌DNA复制相关的ssb、dna G、lig B和rnh A基因的表达水平显著下调(P<0.05),DNA损伤修复的rec A和rec N基因显著上调(P<0.05)。P7可降低大肠杆菌DNA和RNA的合成。【结论】P7特异性地结合rnh A序列引起大肠杆菌DNA的损伤并抑制大肠杆菌的DNA复制。在P7的影响下,参与大肠杆菌DNA复制相关的基因的表达水平下调,DNA损伤修复基因显著上调,同时抑制大肠杆菌DNA和RNA的合成。     

HPV16型E7复制型DNA疫苗诱发的抗肿瘤免疫反应

为了研制有效的疫苗 ,用于HPV16型重度感染和与其感染相关的宫颈癌晚期病人手术后的免疫治疗 ,用复制型DAN疫苗载体 pSCA1,在其CMVIE启动子之下插入修饰的HPV16型E7基因mE7- 3( 2 4G、2 6G、6 7R) ,构建成 pSCA1mE7- 3复制型DNA疫苗。以重组质粒免疫C5 7BL/ 6小鼠 ,检测诱发的特异性CTL活性 ;将免疫后的小鼠用TC - 1肿瘤细胞攻击 ,观察免疫保护效果。实验结果显示 :pSCA1mE7- 3复制型DNA疫苗能诱导小鼠产生针对TC - 1肿瘤细胞的特异性CTL反应 ;复制型DNA疫苗免疫后的小鼠能耐受 1× 10 4 TC - 1细胞的攻击 ,成瘤时间推迟 ,并且成瘤率明显下降 ,部分小鼠得到保护能免受肿瘤攻击。因此pSCA1mE7- 3复制型DNA疫苗可作为HPV16相关肿瘤的癌前病变及中晚期病人术后免疫治疗的候选疫苗。     

大肠杆菌TorS/TorR二组分体应答蛋白TorR对DNA复制起始的影响

二组分体作为一种信号转导系统在细菌中普遍存在,能够感知外界环境变化并做出应答。细菌中CckA/CtrA、ArcA/ArcB和PhoP/PhoQ二组分体与DNA复制起始和细胞分裂相关,但目前还未见TorS/TorR二组分体对细胞周期及DNA复制影响的相关报道。大肠杆菌TorS/TorR二组分体能够监测细胞周围氧化三甲胺(Trimethylamine oxide, TMAO)的浓度变化,但其是否影响DNA复制起始呢?文章利用流式细胞仪检测了ΔtorS和ΔtorR突变体菌株的复制式样。结果发现,ΔtorS突变菌株每个细胞复制起始原点数目和倍增时间与野生型细胞一致,而ΔtorR突变菌株每个细胞复制起始原点数目多于野生型细胞,说明复制起始发生时间比野生型细胞早。但是过表达TorR蛋白或者共同表达TorS和TorR蛋白都不能使ΔtorR突变体表型恢复为野生型表型。而在野生型和ΔtorR突变细胞中过表达SufD蛋白能使复制起始提早发生,在ΔtorR和ΔsufD双突变细胞中复制起始延迟。所以,TorR可能通过改变sufD基因的表达来间接影响染色体复制起始。     

原核细胞复制和表达调控

原核基因调控研究曾是分子生物学的先导,现在仍是分子生物学的一个十分活跃和重要的研究领域。原核基因的调控主要发生在复制、转录和翻译三个水平。这三个过程的主要调控点都在起始阶段。 1 DNA复制调控 DNA复制调控研究起始于复制蛋白质的研究。通过遗传和生化研究鉴别了参与大肠杆菌染色体复制的蛋白质并阐明其功能,包括起始蛋白质,复制蛋白质和专一性蛋白质。起始蛋白质参与转录活化,复制起始点的识别并形成复制体起始复制,包括     

肺炎链球菌CcrZ蛋白在细胞周期调控中的作用

为了维持基因组稳定性,细胞在增殖过程中不仅需要对细胞周期各事件(DNA复制、DNA分离和细胞分裂)进行单独调控,还要将这些事件彼此协调起来。在细菌中, DNA复制起始和细胞分裂分别由复制起始蛋白DnaA和细胞分裂体(divisome)蛋白FtsZ负责,然而这两个过程的协调机制少有报道。最近在肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)中发现一种细胞周期时空调节子CcrZ,其具有三个功能:(1)激活DnaA依赖的复制起始;(2)参与后期细胞分裂体的组装;(3)通过将Z环(Z-ring)适时定位在细胞中央以使DNA复制和细胞分裂相协调。基于CcrZ的结构和保守性,该文综述了以CcrZ为代表的多种蛋白调控DNA复制起始、Z环组装和定位的机制,并展望了多细胞周期事件协调子在相关领域的应用前景。     

Sigma54依赖性转录起始

作为细菌RNA聚合酶(RNAP)的组成型辅助因子,sigma70和sigma54分别参与了原核细胞不同类型基因的转录起始调控。sigma70负责管家基因的自发转录起始;而sigma54负责应激信号相关的基因转录起始。sigma54与RNAP形成复合物后,会通过空间阻滞的方式阻碍DNA进入RNAP中,抑制基因转录起始。当细胞环境变化后,特定应激信号会通过细菌增强子结合蛋白(bEBP)诱发sigma54的构象发生变化,解除sigma54对RNAP的抑制,启动sigma54依赖的基因转录。最近的结构生物学研究揭示了sigma54依赖性转录起始的若干复合物结构,包括全酶、封闭式复合物、2个中间状态复合物及开放式复合物。通过分析这些转录起始复合物的结构,本文阐述了转录起始过程中复合物的结构变化。描述并分析了sigma54和bEBP在转录起始过程中所发挥的功能。本文有助于了解转录起始分子水平的变化,为深入理解sigma54和bEBP促进转录起始的分子机制提供了参考。     

蛋白质起始的DNA病毒复制机制

DNA聚合酶在DNA合成过程中需要的引物包括RNA引物、DNA自我引物和蛋白质引物3种类型。新DNA链(如冈崎片段)的复制多是在DNA模板上合成一段RNA引物,细小病毒利用其基因组末端的反向末端重复序列(ITRs)自我折叠成DNA引物,而一些DNA、RNA病毒及真菌质粒起始复制反应的引物则是蛋白质。以感染原核生物的噬菌体Phi29和真核DNA病毒腺病毒为例,从复制过程所涉及的蛋白质、对复制原点的识别、复制起始反应、新链的延伸、复制终止过程等方面详细阐述DNA病毒由蛋白质引发的复制机制,并对已商品化的Phi29 DNA聚合酶产品多重置换扩增及单细胞测序等的应用以及基于噬菌体Phi29蛋白质起始的最小复制系统体外扩增异源DNA等最新的应用研究作相关总结介绍。     

DNA引发酶及其在肿瘤增殖和治疗中的作用

DNA聚合酶不能从游离的核苷酸开始合成DNA链,由DNA引发酶合成约7～10个核苷酸的RNA引物．DNA聚合酶利用引物提供自由的3′-OH末端合成新的DNA链。DNA引发酶在DNA复制的起始中起重要作用,而DNA复制是肿瘤细胞增殖的关键,抑制DNA引发酶活性,使引物的合成或延长受阻．DNA复制受抑制,肿瘤细胞不能增殖,从而达到抗肿瘤的目的。因此DNA引发酶是抗肿瘤药物研究的一个理想靶点。