大鼠脑红蛋白(NGB)的原核表达、抗体制备及其细胞分布

脑红蛋白 (NGB)是新发现的与脑内氧供应密切相关的分子 .为了检测细胞内脑红蛋白的表达、亚细胞分布从而对该分子进行深入的功能研究 ,成功地将大鼠脑红蛋白基因编码区构建于原核表达载体pGEX 4T 2 ,转化大肠杆菌BL2 1(DE3) ,获得融合表达产物 .对含有融合蛋白的包含体进行溶解和复性 ,用谷胱甘肽S 转移酶 (GST)亲和层析柱纯化 ,通过免疫家兔获得了兔源性抗NGB多克隆抗体 .采用Western印迹分析技术 ,用该抗体检测NGB基因的真核表达产物 ,证明该抗体有较好的针对NGB蛋白的专一性 ,可用于对NGB的结构和功能研究 .同时 ,用该抗体进行免疫组化分析发现 ,正常成年大鼠神经系统中有较多的NGB免疫反应阳性细胞分布 ,提示NGB是与神经系统功能密切相关的重要分子     

脑红蛋白在胶质瘤中表达的研究进展

脑红蛋白(neuroglobin,NGB)是2000年Burmester发现的神经系统特异的携氧蛋白,广泛分布于人和动物组织器官中,主要在脊椎动物脑组织高度表达。目前研究认为,NGB在脑缺血缺氧状态下对神经元保护起着重要作用,缺氧能够诱导NGB的表达,而高表达的NGB则能够保护神经元免受缺氧损伤,从而在神经系统缺氧、缺血损伤中具有重要的神经保护功能,可为脑中风、新生儿窒息等缺血缺氧性神经系统病变及帕金森病、阿尔茨海默病等神经系统退行性疾病的治疗带来新的希望。NGB在肿瘤细胞缺氧微环境中的作用也开始受到关注,其在肿瘤细胞中的表达研究开始成为这一领域内的研究热点。本文就NGB的生物学结构、功能和它在神经胶质细胞瘤中分布及其在临床医学中的应用等研究进展作一综述。     

大鼠脑红蛋白(NGB)可溶性原核表达和单克隆抗体制备及鉴定

脑红蛋白 (NGB)是新发现的脑特异的携氧蛋白 .为了对其功能进行深入的研究 ,应用已构建大鼠NGB基因编码区原核表达载体pGEX 4T 2 NGB转化的大肠杆菌BL2 1 ,获得可溶性表达产物 .用谷胱甘肽S 转移酶 (GST)亲和层析柱纯化后作为抗原 ,免疫Balb c小鼠 .通过传统的细胞融合方法制备了抗大鼠NGB的单克隆抗体 ,并对全部 4株单抗进行了亚类和亚型、效价和特异性鉴定 .为NGB结构与功能的深入研究提供了重要工具     

脑红蛋白与高原低氧性脑保护

脑红蛋白(neuroglobin,NGB)是新近发现的一种在脊椎动物神经系统和少量内分泌腺体中大量特异性表达的携氧球蛋白,与氧有很高的亲和力,维持着神经元的氧平衡调节作用,它的发现在脑缺氧研究方面引起了广泛关注.高原的核心是缺氧,缺氧能够诱导NGB的高表达,从而提高对氧的携带运输能力,以维持脑组织的氧供和氧利用率,并能增强神经元的存活,免受神经系统的缺氧性损伤.脑红蛋白对脑细胞的保护机制除增强对局部组织供氧之外,可能还具有清除氧自由基或者是对保护机制的激活等作用.     

免疫组织化学方法检测脑红蛋白在大鼠中枢神经系统的分布

目的 探讨脑红蛋白（NGB）基因在中枢神经系统中的分布。方法 用免疫组织化学ABC法研究了NGB蛋白在成年大鼠脑内的分布和定位。结果 NGB蛋白在成年大鼠脑中有非常广泛的表达。其分布区域包括大脑皮质,海马,丘脑和下丘脑的部分核团,脑桥及小脑,NGB免疫反应阳性物质定位于神经元的细胞质。结论 NGB蛋白在大鼠脑中有非常广泛的表达,提示NGB基因在中枢神经系统的功能活动中可能起重要作用。     

脑红蛋白研究进展

脑红蛋白 (neuroglobin ,NGB)是新近发现的神经系统特异的携氧球蛋白 ,主要以单体形式存在于神经细胞中。NGB与脊椎动物肌红蛋白 (myoglobin ,MGB)和血红蛋白 (hemoglobin ,HGB)具有较低但仍然显著的序列同源性 ,因此从进化角度以及功能上已将其明确归入携氧球蛋白家族。人NGB为单拷贝基因 ,定位于染色体 14q2 4 ,含有四个外显子和三个内含子 ,可编码 15 1个氨基酸。NGB在包括视网膜神经元在内的大多数中央和外周神经细胞中都有表达。生理条件下NGB呈亚铁脱氧六配位形态 ,具有较强的氧亲和能力。缺氧能够诱导NGB的表达 ,而高表达的NGB则能够保护神经元免受缺氧损伤 ,从而在神经系统缺氧、缺血损伤中具有重要的神经保护功能。对NGB保护神经元的机制进行深入研究 ,将有可能对多种原因导致的缺氧性和退行性神经系统疾病带来全新的治疗方案     

脑红蛋白在家兔视网膜中的分布

目的探讨脑红蛋白(NGB)在家兔视网膜的分布特征。方法选择健康成年家兔5只,利用免疫组织化学染色SP法,观察NGB在家兔视网膜中的分布情况。结果 NGB在家兔视网膜的视神经纤维层、节细胞层、内网状层、外网状层、光感受器内节段和色素上皮层中有强阳性表达,在视网膜的内核层有弱阳性表达,在视网膜的外核层和光感受器外节段中未见有阳性表达,内界膜、外界膜和视神经中亦发现有NGB阳性表达。家兔视网膜NGB阳性表达的细胞类型主要有节细胞、双极细胞和光感受器细胞,其中节细胞的阳性表达定位于细胞质,胞核中未见表达。结论除外核层和光感受器外节段外,NGB在家兔视网膜其它各层中均有表达,提示NGB在维持视网膜氧代谢平衡中发挥着重要作用。     

高原鼠兔脑红蛋白基因的克隆与组织表达

克隆高原鼠兔脑红蛋白(Neuroglobin,NGB)基因编码区并检测其在成年高原鼠兔脑组织和其他组织中的表达,同时探讨高原鼠兔低氧适应的分子生物学机制。从高原鼠兔脑组织中提取总RNA,通过RT - PCR 获得高原鼠兔NGB cDNA,将其与pGEM - T Easy 载体连接,构建重组质粒,蓝白斑筛选阳性克隆并进行鉴定和测序;制备地高辛标记的RNA 探针并采用原位杂交法(In suit hybridization,ISH) 分析脑红蛋白基因在高原鼠兔脑组织中的分布;采用RT - PCR 和蛋白印记(Western blot)检测高原鼠兔不同组织中脑红蛋白的表达含量。将含有目的片段的阳性克隆经测序和Blast 分析,显示其部分编码序列与GenBank 中绵羊、大鼠等同源性很高(大于84% ),表明本实验所克隆的序列为脑红蛋白基因;原位杂交结果显示NGB 在青藏高原土著动物高原鼠兔脑部分布较为广泛;高原鼠兔不同组织中都有NGB mRNA 表达,NGB 基因并不是中枢神经系统所特有的,睾丸和肾上腺也有较高的表达。NGB 基因在高原鼠兔脑组织和其他组织中分布较为广泛,推测NGB mRNA 可能在高原鼠兔机体较为广泛的区域中发挥着作用,同时为高原低氧适应相关基因的研究提供了实验依据。     

天祝白牦牛与黄牛NGB蛋白三级结构比较分析

通过比较天祝白牦牛(Bos grunniens)与黄牛(Bos taurus)NGB蛋白三级结构,分析天祝白牦牛NGB蛋白氨基酸位点突变对其三级结构的影响.利用生物信息学在线分析网站及软件对天祝白牦牛和黄牛NGB蛋白的同源性、系统发育进化、三级结构进行比较分析.结果显示,天祝白牦牛NGB蛋白进化趋于保守,83号位点为未...     

脑红蛋白与Na^＋，K^＋-ATP酶β2亚基的相互作用及作用位点的鉴定

为研究神经系统特异性携氧蛋白———脑红蛋白 (NGB)保护神经元耐受缺氧损伤的分子机制 ,利用酵母双杂交系统从人胎脑cDNA文库中筛选与其有相互作用的蛋白质。序列分析表明 ,其中一个克隆的编码产物与Na ,K ATP酶 β2亚基 (NKA1b2 )序列一致。随后采用PCR方法从人胎脑cDNA文库中扩增获得NKA1b2全长cDNA。蛋白质结合实验表明 ,原核表达的NGB与体外转录翻译得到的NKA1b2在细胞外有结合作用。免疫共沉淀实验证明二者在生理条件下能够以复合物的形式存在。利用NGB系列短截体研究相互作用的位点发现 ,NGB蛋白N末端 1～ 75位氨基酸可与NKA1b2结合 ,但结合力很弱 ,而其C末端 75个氨基酸则与NKA1b2无结合作用 ,由此推测NGB蛋白整体的三维结构是结合所必需的。     

脑红蛋白在赛加羚羊主要内脏器官中的表达与定位

赛加羚羊(Saiga tatarica)属于我国一级重点保护野生动物,其原产地主要为高寒低氧地区,现存种群则主要栖息于中亚地区的荒漠及半荒漠草原上。脑红蛋白是一种存在于脊椎动物体内具有运输和储存血氧能力的球蛋白,在动物适应低氧过程中具有重要的生理功能。为了初步探究赛加羚羊对低氧环境的耐受性机制,运用免疫组织化学染色法与实时荧光定量PCR技术,对脑红蛋白及脑红蛋白基因(NGB)在赛加羚羊的心、肝、脾、肺、肾等5种主要内脏器官中的分布规律与表达情况进行了探究。免疫组织化学染色结果显示,脑红蛋白在赛加羚羊的心、肝、脾、肺、肾中均有分布,阳性表达主要分布在其心肌细胞、肝细胞、脾白髓区中的淋巴细胞、肺泡细胞以及肾小球内皮细胞。实时荧光定量PCR结果显示,脑红蛋白基因在赛加羚羊心、肝、脾、肺、肾中的表达量不同,脾的表达量最高,心的表达量次之,两者均显著高于肝、肺和肾(P < 0.05);其后依次为肝、肾、肺,其中,肝的表达量显著高于肾和肺(P < 0.05),肾和肺之间表达量差异不显著(P > 0.05),肺的表达量最低。上述研究表明,脑红蛋白在赛加羚羊的主要内脏器官中均有阳性表达,不同内脏器官中的表达量不同,这表明脑红蛋白可能参与了这些内脏器官的氧利用过程,具体机制有待进一步探讨。     

Identification and characterization of putative tumor suppressor NGB, a GTP-binding protein that interacts with the neurofibromatosis 2 protein

Mutations of the neurofibromatosis 2 (NF2) tumor suppressor gene have frequently been detected not only in schwannomas and other central nervous system tumors of NF2 patients but also in their sporadic counterparts and malignant tumors unrelated to the NF2 syndrome such as malignant mesothelioma, indicating a broader role for the NF2 gene in human tumorigenesis. However, the mechanisms by which the NF2 product, merlin or schwannomin, is regulated and controls cell proliferation remain elusive. Here, we identify a novel GTP-binding protein, dubbed NGB (referring to NF2-associated GTP binding protein), which binds to merlin. NGB is highly conserved between Saccharomyces cerevisiae, Caenorhabditis elegans, and human cells, and its GTP-binding region is very similar to those found in R-ras and Rap2. However, ectopic expression of NGB inhibits cell growth, cell aggregation, and tumorigenicity in tumorigenic schwanomma cells. Down-regulation and infrequent mutation of NGB were detected in human glioma cell lines and primary tumors. The interaction of NGB with merlin impairs the turnover of merlin, yet merlin does not affect the GTPase nor GTP-binding activity of NGB. Finally, the tumor suppressor functions of NGB require merlin and are linked to its ability to suppress cyclin D1 expression. Collectively, these findings indicate that NGB is a tumor suppressor that regulates and requires merlin to suppress cell proliferation.     

Potentiation of paclitaxel effect by resveratrol in human breast cancer cells by counteracting the 17β-estradiol/estrogen receptor α/neuroglobin pathway

Neuroglobin (NGB), an antiapoptotic protein upregulated by 17β-estradiol (E2), is part of E2/estrogen receptor α (ERα) pathway pointed to preserve cancer cell survival in presence of microenvironmental stressors including chemotherapeutic drugs. Here, the possibility that resveratrol (Res), an anticancer plant polyphenol, could increase the susceptibility of breast cancer cells to paclitaxel (Pacl) by affecting E2/ERα/NGB pathway has been evaluated. In MCF-7 and T47D (ERα-positive), but not in MDA-MB 231 (ERα-negative) nor in SK-N-BE (ERα and ERβ positive), Res decreases NGB levels interfering with E2/ERα-induced NGB upregulation and with E2-induced ERα and protein kinase B phosphorylation. Although Res treatment does not reduce cell viability by itself, this compound potentiates Pacl proapoptotic effects. Notably, the increase of NGB levels by NGB expression vector transfection prevents Pacl or Res/Pacl effects. Taken together, these findings indicate a new Res-based mechanism that acts on tumor cells impairing the E2/ERα/NGB signaling pathways and increasing cancer cell susceptibility to chemotherapeutic agent.     

Neuroglobin and neuronal cell survival

The balance between neuronal apoptosis and survival sculpts the developing brain and has an important role in neurodegenerative diseases. Thus, the individuation of signals that could modulate the cell death machinery as well as enhance survival in neurons promises to provide multiple points of therapeutic intervention in neurodegenerative diseases. Neuroglobin (NGB), the first nerve globin identified in neuronal tissues of humans, seems to possess a protective role in the brain only after up-regulation. Here, the NGB physiological role in the control of neuronal survival is reviewed. In vitro studies suggested that cytosolic NGB could react very rapidly with cytochrome c released from mitochondria, thus interfering with the intrinsic pathway of apoptosis. Although very suggestive, these data do not explain either the role of NGB up-regulation in neuroprotection or the recently reported NGB localization into mitochondria. Recently, we identified the steroid hormone 17β-estradiol (E2) as an endogenous modulator of NGB levels in neuroblastoma SK-N-BE cell line. Upon E2 stimulation, NGB reallocates mainly into mitochondria where the association with the mitochondrial cytochrome c occurs. Remarkably, E2 treatment before an apoptotic stimulus strongly enhances the NGB:cytochrome c association reducing cytochrome c release into the cytosol. As a consequence, a decrease of caspase-3 activation and, in turn, of the apoptotic cascade activation take place. Besides E2, other compounds have been reported to up-regulate the NGB expression highlighting the possibility to develop NGB-mediated therapeutic strategies against stroke damage and neurodegenerative diseases. This article is part of a Special Issue entitled: Oxygen Binding and Sensing Proteins.     

重组人源脑红蛋白的高效表达、纯化及鉴定

脑红蛋白(Neuroglobin,NGB)是新发现的主要表达于脊椎动物神经元及视网膜中的第三类携氧珠蛋白。已有诸多报道认为脑红蛋白在缺氧缺血性脑损伤的神经保护过程中,作为活性氧簇(ROS)的清除剂或缺氧信号的感受器起重要作用,但其神经保护作用的具体机制不明。显然,实现该蛋白的制备对于研究其功能具有重要作用。基于此,通过RT-PCR从人胎脑中扩增出脑红蛋白cDNA并克隆到原核表达载体pBV220,通过测序鉴定正确后转化至大肠杆菌HB101中诱导表达,表达产物超声破碎后经凝胶过滤柱Sephacryl S-200和阴离子交换柱Q Sepharose FF纯化,最后通过Sephadex G-25脱盐。经15% SDS-PAGE和Western blot检测及质谱和蛋白序列分析鉴定制备的蛋白样品为脑红蛋白。本文采用两步法实现了脑红蛋白高效特异性纯化,为后期基于脑红蛋白神经保护作用的功能及机制研究奠定了重要基础。     

EPR investigation of the role of B10 phenylalanine in neuroglobin - evidence that B10Phe mediates structural changes in the heme region upon disulfide-bridge formation

The function of neuroglobin, a member of the vertebrate globin family, is still unknown. In human neuroglobin (NGB), the formation of a disulfide bridge between the CysCD7 and CysD5 is known to affect the heme environment and its ligand-binding kinetics. Here, we show by means of EPR that the PheB10 residue plays a key role in transmitting the structural information from the disulfide bridge to the heme-pocket region. While formation of a disulfide bridge in ferric wild-type NGB leads to a considerable change of its EPR parameters, only minor changes are observed in the case of ferric PheB10Leu NGB. Furthermore, wild-type NGB is found to be much more stable in the presence of H₂O₂ than its PheB10Leu or its HisE7Leu mutants. While tyrosyl radicals are induced in HisE7Leu NGB by the addition of H₂O₂, this is not the case for wild-type and PheB10Leu NGB. The results will be discussed in terms of the protein's putative functions.     

大鼠脑红蛋白基因编码区的克隆、多态性分析及该基因组织表达谱研究

参考人和小鼠脑红蛋白（Neuroglobin,NGB)的cDNA序列设计简并引物,用RT－PCR方法从大鼠脑组织中扩增出大鼠NGB基因编码区的cDNA序列,该序列与小鼠NGB基因编码区的序列同尖性为96％,与人NGB基因编码区的序列同源性为88％,进一步分析表明,大鼠NGB基因编码区存在多个多态性位点;113t/c[138P],133a/g[N45D],388a/g[R130G],417t/c.该序列已被GenBank接受,登录号为AF333245,RT－PCR分析表明,该基因在大鼠脑,肝,肾,心肌和骨骼肌中均有较高水平表达,提示了其功能上的重要性。