植物核纤层的精细结构及其体外装配

以银杏精子细胞为材料 ,用高分辨率的低压扫描电镜对精子细胞核纤层的精细结构进行了观察 .结果显示其核纤层是由 1 0nm纤维构成的精细网络 .用胡萝卜悬浮培养细胞分离纯化得到的核纤层蛋白进行体外装配分析 .观察到装配好的植物核纤层蛋白纤维较长 ,单丝直径为 8～ 1 2nm .有些纤维清晰可辨是由亚纤维构成 .免疫印迹反应证明装配好的纤维含有 6 6和 84ku的核纤层蛋白多肽 .说明植物细胞核纤层蛋白可在体外自组装     

牛脊髓神经丝的体外组装与结构

利用差速离心法从牛脊髓中分离神经丝 ,在电镜下观察了其形态 ;应用扫描隧道显微镜 (STM)研究了它的结构 ,发现神经丝具有长短 2种侧臂 ,二者相间排列 ,相邻长侧臂或相邻短侧臂的间距都是 2 0～ 2 2nm ;由此推测神经丝内部存在 3 /4分子交错 ;还研究了神经丝蛋白的体外组装 ,以胶体金标记的方法证明 ,中等分子量与高分子量的神经丝蛋白 ,都能同低分子量的神经丝蛋白共同装配成 10nm的纤维 ;同时发现 ,中等分子量与高分子量的神经丝蛋白能够组装成一种较细的纤维 ,不同于中间纤维 .     

拟南芥细胞中存在中间纤维的研究

利用整装电镜制样与选择性抽提技术,在拟南芥（Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａ （Ｌ．） Ｈｅｙｎｈ） 愈伤组织细胞质中观察到直径１０ ｎｍ 左右的纤维网络结构。免疫印迹分析表明纤维的主要成分是６ 种多肽,它们分别与动物角蛋白单克隆抗体ＡＥ１ 、ＡＥ３ 有免疫交叉反应。利用间接免疫荧光技术,与ＡＥ１ 和ＡＥ３ 反应的抗原呈弥散状定位于整个细胞质中,而且１０ ｎｍ 纤维可以在体外重新组装。以上结果表明,在拟南芥细胞质中存在类角蛋白的中间纤维。以动物中间纤维基因的保守序列为引物,采用ＲＴ＿ＰＣＲ技术,进一步从这一模式植物中克隆到一个ｃＤＮＡ片段,这可能为从分子水平上证明植物中间纤维的存在提供了一个线索     

低分子量神经丝蛋白(NF-L)的体外组装

利用超速离心和离子交换层析技术,从牛脊髓中分离纯化了神经丝蛋白三组分:NF-L,NF-M和NF-H。应用电镜负染色和金属投影方法研究神经丝的形态结构与NF-L的体外组装,结果表明:神经丝由10nm的核心纤维与外周的丝状突起组成;在近似生理条件下,NF-L可在60min内组装成10nm纤维,纤维由4根亚丝缠绕而成;在碱性缓冲液中,NaCl能促进NF-L装配成短纤维,这种10nm的短纤维无法连接成长纤维。     

神经丝蛋白NF-L与NF-M杂合分子的表达与组装——中等分子量神经丝蛋白的第1段杆状区(Coil1)是影响装配的结构域

神经丝是神经细胞所特有的中间纤维 ,由NF L ,NF M和NF H 3种蛋白组成 .NF L能在细胞内自组装 ,NF M则无自组装能力 .构建了两种杂合体分子ML和MML .ML由NF M的头部和NF L的其他部分组成 ,MML由NF M的头部加第 1段杆状区和NF L的第 2段杆状区加尾部组成 .将 2种杂合分子的cDNA转入缺乏内源性中间纤维的Sf9细胞中进行表达 .结果表明 ,ML能在细胞内组装出纤维形态 ,并可与NF M共同组装成平行的纤维束 ,MML无法形成纤维结构 ,说明NF M的第 1段杆状区是影响神经丝组装的结构域 .     

神经丝的结构与功能

神经丝是神经细胞的中间丝,由L、M和H三种蛋白组成,三种蛋白由三个基因编码。神经丝蛋白在神经元胞体合成后,运输到神经突起中,与微丝和微管共同组成神经细胞的骨架网络。磷酸化对神经丝的性质有重要影响。神经丝蛋白在体内能与内源性中间丝共组装,在体外,只有L能自组装成10nm的纤维,M和H可与L共同组装成纤维。在发育过程中,L和M在动物出生前数天开始表达,H则是在出生后才出现。神经丝的数量决定轴突直径,而其过量表达会导致疾病。     

波形纤维蛋白与Nup 180的体外结合

本文作者采用大肠杆菌表达的波形纤维蛋白与大鼠肝细胞分离的核孔蛋白进行体外结合实验,以分析波形纤维与核孔的关系。实验结果显示,细菌表达的波形纤维蛋白在体外能组装成10 nm纤维,在体外反应体系中加入核孔蛋白后,室温反应30 min,SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳及免疫印迹法检测,结果表明180 kD核孔蛋白(Nup 180)与波形纤维蛋白有亲和反应。结合免疫胶体金标记与电镜负染色方法显示,核孔蛋白结合于体外装配的10 nm波形纤维上。本文结果提示在细胞内波形纤维可能通过与Nup 180的结合锚定于核孔复合体上。     

角蛋白纤维的新功能--在爪蟾卵提取物核膜重组装中的作用

激活的非洲爪蟾卵提取物温育过程中,直径２００ｎｍ的膜泡附着在一种直径１０ｎｍ纤维上,形成“珠链”结构。用透射电镜整装制样技术观察了温育中“珠链”结构的形成过程,发现１０ｎｍ纤维可抗Ｔｒｉｔｏｎ抽提,免疫荧光和蛋白免疫印迹试验表明１０ｎｍ纤维可能是由５６ｋＤ的碱性角蛋白与４２ｋＤ的酸性角蛋白构成。向提取物中加入碱性角蛋白抗体ＡＥ３则可抑制环状片层的形成,而核膜的组装也受到很大影响。这些结果显示角蛋白     

辛德毕斯病毒装配及其6K蛋白与中间纤维的关系

用温和的选择性抽提方法与整装细胞电镜技术,DGD包埋-去包埋剂电镜技术相结合,对辛德毕斯病毒的装配与宿主细胞中间纤维的关系进行了探讨。电镜观察清晰地显示了病毒“装配中心”被中间纤维所网络,病毒的装配过程显然是以中间纤维为支架;正在装配的核壳体与已装配的核壳体紧密结合在中间纤维丝上。根据电镜照片分析,核壳体可能是沿中间纤维由装配中心向外扩散。应用人工合成6K蛋白所得抗体进行胶体金标记,证明辛德毕斯病毒非结构性6K蛋白也与中间纤维紧密结合。     

体外细胞核组装中核纤层与核膜的关系

采用非洲爪蟾卵提取物非细胞体系,以外源Lambda DNA诱导细胞核的体外组装,以此实验模式为基础,研究了细胞核体外组装过程中核纤层的组装,结果表明核纤层蛋白参与细胞核的体外组装过程,核内骨架的组装与核纤层的组装在时间上是有序的,核内骨架的组装可能为核纤层的装配提供了先决条件.在非洲爪蟾卵提取物非细胞体系中加入抗核纤层蛋白抗体,抑制核纤层的正常装配过程,核膜组装发生异常.结果提示核纤层的组装与核膜的组装是密切相关的.     

铁线蕨中间纤维的研究及某些植物类角蛋白的比较分析

应用整装电镜制样技术,结合选择性抽提方法在铁线蕨（ＡｄｉａｎｔｕｍｐｈｉｌｉｐｐｅｎｓｅＬ．）叶细胞中观察到直径１０ｎｍ的纤维网络结构。免疫印迹结果显示：经选择性抽提得到的纤维蛋白与动物角蛋白抗体有免疫交叉反应,间接免疫荧光标记也得到类似结果,而且此类蛋白能在体外自组装为１０ｎｍ或更粗的纤维。说明蕨类植物细胞中存在类角蛋白中间纤维网络。免疫印迹结果表明,螺旋藻（ＳｐｉｒｕｌｉｎａｓｕｂｔｉｌｌｉｓｉｎａＫｕｔｚ．）细胞,地钱（ＭａｒｃｈａｎｔｉａｐｏｌｙｍｏｒｐｈａＬ．）叶状体,铁线蕨（Ａ．ｐｈｉｌｉｐｐｅｎｓｅＬ．）、银杏（ＧｉｎｋｇｏｂｉｌｏｂａＬ．）、白菜（ＢｒａｓｉｃａｐｅｋｉｎｅｎｓｉｓＲｕｐｒ．）的叶组织经选择性抽提后得到的蛋白均与动物角蛋白抗体有免疫交叉反应。其中,螺旋藻仅含有两种类酸性角蛋白,而其余４种植物材料均含有３种类酸性角蛋白及３种类碱性角蛋白。结合以往实验结果,我们认为类角蛋白在植物细胞中是普遍存在的。     

利用激光AFM和TEM探索肌动蛋白体外自装配聚合结构

细胞内肌动蛋白(actin)通过与actin结合蛋白(actin binding proteins,ABPs)相互作用,形成以F-actin为基础多种ABPs参与装配的高度有序的超分子聚合结构,行使各种重要生理功能。在体外聚合条件下,不存在F-actin稳定剂时纯化的actin主要通过自装配形成大尺度的聚集堆积结构;这种表观无序的结构体系由于被认为不具备细胞功能活性而受到忽视。利用激光原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)和透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)技术,对actin体外通过自装配过程形成的大尺度聚集结构进行了细致的观察和分析。研究发现,actin在体外通过自装配过程除了形成无序的蛋白堆积物之外,还能够聚合形成复杂的离散结构,包括树状分支的纤维丛、无规卷曲的纤维簇以及具有不同直径的长纤维等;这些大尺度纤维复合物明显不同于在ABPs或过量F-actin稳定剂参与下形成的由单根微丝和微丝束构成的聚合结构。表明无ABPs或F-actin稳定剂存在的情况下,体外聚合的F-actin在一定条件下可进一步聚集缠绕形成复杂的纤维结构或无序的蛋白堆积物。事实上,actin自装配过程反映了其固有的聚合热力学特性,深入探索将有助于理解ABPs在体内actin超分子聚合结构体系装配中的调控作用及其分子机制。     

Cys146-Cys146分子间二硫键在人瘦素二聚化过程中起主导作用

在前期研究中,已发现人瘦素（leptin）在体外再折叠过程中会形成稳定的二聚体,但其二聚化机制尚不清楚. 本研究旨在分析瘦素二聚体的结构特性,并重点研究体外再折叠过程中瘦素二聚化的机制. 相较与瘦素单体,瘦素二聚体保留了约75％免疫活性及15％受体结合活性,同时显示出明显慢的天然电泳迁移率. 圆二色性分析显示,二聚体基本保留了单体α螺旋索结构特征. 还原性及非还原性凝胶电泳分析和自由巯基测定结果表明,瘦素二聚体是由一对分子间二硫键连接2个单体而成的.为了确定瘦素二聚化过程中起主导作用的分子间二硫键,利用PCR定点突变技术构建了C96S和C146S两个突变体瘦素. 通过分析C96S及C146S突变体瘦素的体外再折叠特性及过程,并与野生型瘦素相比较,揭示C96S瘦素的二聚体显示出与野生型瘦素二聚体相似的特性,而C146S瘦素不能形成结构稳定的二聚体. 以上研究结果表明,Cys146-Cys146分子间二硫键在人瘦素二聚化过程中起主导作用.     

小鼠胚胎干细胞(ES-M_(13))核骨架-核纤层-中间纤维结构体系的研究

本文使用细胞的选择性抽提、DGD包埋去包埋电镜制样、免疫荧光和免疫印迹技术研究了小鼠胚胎干细胞(ES-Ml_(13))的核骨架-核纤层-中间纤维(NM-L-IF)结构体系。在电镜下可以看到,ES细胞存在精细发达的核骨架结构,核骨架纤维同核纤层结构相连接,细胞质中有许多直径为10nm的中间纤维单丝。在免疫荧光分析中,使用角蛋白单克隆抗体有阳性反应,细胞质区域可以看到较强的荧光,没有极性分布现象,也没有观察到纤维状的荧光染色。ES细胞对波形蛋白和结蛋白抗体呈阴性反应,同对照组一样,只能看到非特异性的很微弱的荧光染色。在免疫印迹分析中,使用角蛋白单克隆抗体AF6检测到三条角蛋白多肽,分子量分别为65KD,62KD和52KD。     

植物细胞中间纤维角蛋白性质的分析

角蛋白是植物细胞中间纤维的主要成分。应用选择性抽提和生物化学技术,分离纯化了豌豆根尖细胞58-、52 kD、白菜子叶52kD和胡萝卜悬浮细胞64kD角蛋白,测定了它们的氨基酸组成,结果表明上述角蛋白与动物细胞中间纤维角蛋白的氨基酸组成有较大的相似性。比较了动、植物细胞角蛋白的肽谱,结果显示它们之间存在较大的差异,但是植物细胞间角蛋白的肽谱比较一致,这提示它们属于同一蛋白家族,为植物中间纤维及其角蛋白的存在提供了新的论据。     

猴艾滋病病毒（SRV）的装配及释放与细胞内骨架系统关系的电镜观察

将猴艾滋病 Ｄ 型逆转录病毒（ Ｓｉｍｉａｎ Ａ Ｉ Ｄ Ｓｔｙｐｅ Ｄｒｅｔｒｏｖｉｒｕｓ , Ｓ Ｒ Ｖ１） 感染的 Ｒａｊｉ 细胞进行选择性抽提制备成“核骨架中间纤维”这一细胞内骨架系统,再结合常规电镜技术和 Ｄ Ｇ Ｄ 包埋去包埋剂电镜技术,对此病毒在宿主细胞内的装配和释放与这一骨架系统的关系进行了研究。结果表明 Ｓ Ｒ Ｖ１ 病毒核壳体的装配是在细胞核附近的胞质中进行的,其“装配中心”是结合在胞质骨架的中间纤维上,正在装配的和已装配好的病毒核壳体都是紧密结合在中间纤维上的。而在核内骨架系统中未观察到病毒粒子。这表明 Ｓ Ｒ Ｖ 的装配可能是依赖于胞质中的中间纤维作支架,且装配好的核壳体可能沿着中间纤维被运送至质膜内侧或胞质内病毒感染后形成的空泡膜上,然后出芽释放     

植物细胞中间纤维角蛋白性质的分析

角蛋白是植物细胞中间纤维的主要。应用选择性抽提和生物化学技术,分离纯化了豌豆根尖细胞５８、５２ｋＤ、白菜叶５２ｋＤ和胡萝卜悬浮细胞６４ＫＤ角蛋白,测定了它们的氨基酸组成,结果表明上述角蛋白与动物细胞中间纤维角蛋白 氨基酸组成有较大的相似性。比较了动、植物细胞角蛋白肽谱、结果显示它们之间存在较大的差异,但是植物细胞嶂角蛋白肽谱比较一致,这提示它们属于同一蛋白家族,为植物中间纤维及其蛋白 存在提供了新     

大肠杆菌表达的戊型肝炎病毒ORF2片段的聚合现象研究

在大肠杆菌中表达了戊型肝炎病毒（HEV）ORF2的a.a.394～a.a.604片段,得到的重组蛋白NE2在SDSPAGE中主要以可被尿素解聚的二聚体形式存在,二聚体对病人血清的反应性明显强于单体;质谱分析表明NE2可形成从二聚体到至少六聚体的多种聚体;动态光散射测定表明平均分子半径约4nm,相当于四聚体,但分散度较大,提示为多种大小不一的聚合体的混合物。这些证据表明NE2蛋白可形成以同源二聚体为基本单位的多种聚合体形式,其中以二聚体间的结合最为紧密,并且以二聚体为基础可进一步装配出多种更高级结构,从而具有作为HEV疫苗及诊断试剂抗原的良好前景。      

不同条件对植物中间纤维体外装配的影响(简报)

细胞骨架的研究是当今细胞生物学中最为活跃的领域之一,而中间纤维是三种主要骨架纤维中研究较少的一种。从60年代发现至今,人们对动物细胞中间纤维的研究已经比较深入,近来又发现它在基因表达等重要生命活动中起一定的作用。中间纤维有一个显著的特征,就是能够在体外进行自我装配,不需要核苷酸和结合蛋白参加,也不依赖于蛋白质的浓度。植物细胞中是否存在中间纤维一直是未解决的问题。从80年代起,有一些研究发现在高等植物细胞中存在能与动物细胞中间纤维抗体进行     

技术与方法体外组装含有组蛋白变体H2A.Z及H3.3的核小体

核小体是构成真核生物染色质的基本结构单位,组蛋白变体H2A.Z及H3.3对染色质结构及基因转录过程发挥着重要的调控作用。体内研究核小体及染色质结构受到诸多因素限制,体外重构含有H2A.Z及H3.3的核小体结构是研究与组蛋白变体相关基因表达调控的重要方法之一。实验表达纯化了6种组蛋白,在复性的过程中装配了含有H2A.Z和H3.3的组蛋白八聚体。基于DNA序列10bp周期性及序列模体设计了3条易于形成核小体的DNA序列,通过PCR大量扩增的方法,回收了标记Cy3荧光分子的目的DNA序列。采用盐透析法体外组装了含有H2A.Z和H3.3的核小体结构,利用荧光标记、EB染色及考马斯亮蓝染色检测了含有组蛋白变体的核小体形成效率及形成过程的吉布斯自由能变化。结果发现,设计的3条DNA序列可以有效地组装形成含有组蛋白电梯的核小体结构,而且随着组蛋白八聚体与DNA比例的增加,核小体的形成效率显著提高;采用Cy3荧光标记可以灵敏且定量地计算组装过程的吉布斯自由能。该方法的建立对研究组蛋白变体相关的结构生物学及转录调控等具有一定的意义。