热休克转录因子1与机体耐热性的相关研究

热休克转录因子1(HSF1)能够启动各种热休克蛋白基因的诱导表达,这对防止机体免受热应激损伤具有重要的意义。从HSF1的结构、功能及活化过程等几个方面阐述了HSF1的生理特征及其与机体耐热性能之间的关系。     

热休克因子1活性的调控机制

热休克因子1(HSF1)是调控热休克蛋白(HSPs)表达的核心转录因子,可被热应激、氧化应激、缺氧/血、pH下降等刺激因素激活,与靶基因的热休克元件特异性结合,增强HSPs表达,发挥内源性保护作用.HSF1活性的调控发生在HSF1三聚化、转位入核、结合DNA和调节转录等多个环节,受到分子伴侣蛋白、磷酸化作用、氧化-还原等机制共同调控,其复杂而精确的调控对于应激应答、生长发育等过程有重要意义.     

热休克转录因子1的抗炎症作用

热休克转录因子1(heat shock factor 1, HSF1)是调节细胞保护性应激蛋白--热休克蛋白表达的主要转录因子,可被热应激、氧化应激等多种理化因素激活.近年研究表明,HSF1具有抗炎症作用:HSF1可抑制TNFα、IL-1β、M-CSF等致炎因子表达,促进IL-10等抗炎因子表达,并降低NF-κB、AP-1等致炎转录因子的活性.HSF1上调热休克蛋白和抑制炎症的双重活性,提示其很可能是联系应激反应和炎症反应的重要因子.     

氧化还原作用对热休克转录因子1结构和功能的调控

为了评价半胱氨酸巯基氧化还原介导剂对人热休克转录因子 1(hHSF1)的氧化还原、结构和功能的作用 ,在体外用浓度为 0 .3～ 0 .5mmol/L的巯基氧化型介导剂二酰胺 (diamideDM )处理hHSF1;在体内用浓度为0 .1mmol/L的γ 谷氨酰半胱氨酸合成酶抑制剂丁硫堇处理HeLa细胞 ,都可形成一种致密的、分子内二硫键交联的氧化型hHSF1(ox hHSF1) ,使hHSF1三体形成和活化被阻断。二酰胺的这种作用呈剂量依赖 ;在电泳前加入浓度为 0 .4～ 0 .5mmol/L的巯基还原剂二硫苏糖醇 (DTT)到DM处理过的标本中再培育 ,能迅速和完全逆转这种作用。HSF1单体和三体功能域α 螺旋卷曲结构的计算机模型显示 ,在hHSF1单体N端和C端的疏水重复区中 ,半胱氨酸C1(第 15 3位氨基酸 )与半胱氨酸C4(第 373位氨基酸 )、C5(第 378位氨基酸 )非常接近 ,在合适的氧化作用下很容易形成二硫键 ,使HSF1单体形式较为稳定 ,不能形成三体并活化。结果表明 ,hHSF1的结构和功能与半胱氨酸上巯基的氧化还原化学性能相关 ;氧化作用和转录因子分子内巯基二硫键交联形成ox HSF1单体 ,可能是衰老细胞热体克转录反应呈渐减性的原因。     

衰老细胞中热休克转录因子1的异常调节和定位

为评估人热休克转录因子1（HSF1）在衰老细胞中呈现年龄依赖功能失调机制, 通过凝胶电泳迁移率改变实验(EMSA)和RNA酶保护实验等了解低总体倍增水平（PDLs）的年轻和高PDLs的衰老IMR90双倍体人肺纤维母细胞的HSF1 DNA 结合活性、HSF1蛋白质及其编码转录子mRNA水平和亚细胞分布.使用H2O2诱导年轻IMR90细胞成为“应激诱导早熟性老化(SIPS)” 细胞,并与复制性衰老细胞比较HSF1 DNA 结合活性、HSF1亚细胞分布和细胞内过氧化物含量.在不同年龄的IMR90细胞中,无论体内或体外,HSF1激活能力与细胞年龄呈反相关,但细胞内HSF1蛋白质与其mRNA水平并无改变.HSF1的亚细胞定位分析显示,HSF1主要存在于年轻细胞胞质中,热刺激促使三体形成和核转移;而在衰老细胞中,37℃时HSF1大部分存在于细胞核内,热刺激后形成三体,与DNA结合能力明显比年轻细胞弱;用H2O2诱导的应激成熟前老化细胞内,HSF1功能和亚细胞分布都与复制性衰老细胞相似.结果显示,细胞年龄与HSF1的激活和定位相关,而与HSF1含量无关,这些变化可能是通过氧化修饰所致.     

热休克转录因子1对高迁移率族蛋白B1的转录调控作用及机制

目的：探讨烧伤血清诱导下热休克转录因子1（HSF1）对高迁移率族蛋白B1（HMGB1）的转录调控作用及其机制.方法：构建热休克转录因子1真核表达载体pcDNA3.1-HSF1,HMGB1野生型启动子荧光素酶报告基因pGL3-HMGB1-Y,HMGB1突变型启动子荧光素酶报告基因pGL3-HMGB1-T.pcDNA3.1-HSF1转染巨噬细胞RAW264.7,烧伤血清诱导后,半定量RT-PCR检测HMGB1 mRNA的表达.pcDNA3.1-HSF1,HMGB1启动子荧光素酶报告基因共转染RAW264.7,烧伤血清诱导后,检测并比较pGL3-HMGB1-Y和 pGL3-HMGB1-T的相对萤光素酶活性.结果：烧伤血清诱导下,HSF1可以下调RAW264.7 HMGB1mRNA的表达.pGL3-HMGB1-T的相对荧光素酶值较pGL3-HMGB1-Y明显下降,P＜0.01,差异有显著统计学意义.结论：烧伤血清诱导下,HSF1可能通过与HMGB1启动子区HSE的结合下调小鼠巨噬细胞RAW264.7 HMGB1mRNA的表达.     

热休克因子生理功能研究进展

热休克因子是调控真核细胞热休克基因转录的关键因子,在应激和正常生理条件下发挥重要作用,使其成为近年来的研究热点。该文简要综述热休克因子在抗炎反应、肿瘤发生与维持、生长发育、衰老等生理病理过程中的重要生理功能。     

人热休克因子1突变体的应用研究进展

热休克因子1是调节应激反应的主要转录因子,它在应激条件下可被活化。通过基因突变得到正显性和负显性热休克因子1,它们不需要外界条件刺激就分别具有启动热休克蛋白的表达或竞争抑制内源热休克因子1活性的能力。目前,已有多个热休克因子1的突变体应用于疾病研究。介绍了热休克因子1的结构和活化途径,以及热休克因子1突变体在肿瘤、神经系统及心血管系统等方面的应用进展。     

芝田硫化叶菌新型α-淀粉酶基因在大肠杆菌的克隆和表达

A novel α-amylase gene was amplified from Sulfolobus shibatae by using PCR technique.The amplified 1.7kb DNA fragment was inserted into an expression vector pBV220 to yield the recombinant plasmid pSBAM. The novel α-amylase gene in pSBAM was expressed in E. coli. The production of the novel α-amylase activity reached over 8 units/100mL of the culture. The molecular weight of this enzyme was about 61kD by SDS-PAGE. The expressed novel α-amylase protein in E.coli DHSα accounted for about 20 % of the total protein in the recombinant cell. The cooperative action of the novel α-amylase and the maltooligosyltrehalose synthase from Sulfolobus shibatae was investigated and trehalose was detected by using HPLC analysis when using amylose and partial starch hydrolysates as substrates.     

芝田硫化叶菌新型α-淀粉酶基因在大肠杆菌的克隆和表达

A novel α-amylase gene was amplified from Sulfolobus shibatae by using PCR technique.The amplified 1.7kb DNA fragment was inserted into an expression vector pBV220 to yield the recombinant plasmid pSBAM. The novel α-amylase gene in pSBAM was expressed in E. coli. The production of the novel α-amylase activity reached over 8 units/100mL of the culture. The molecular weight of this enzyme was about 61kD by SDS-PAGE. The expressed novel α-amylase protein in E.coli DHSα accounted for about 20 % of the total protein in the recombinant cell. The cooperative action of the novel α-amylase and the maltooligosyltrehalose synthase from Sulfolobus shibatae was investigated and trehalose was detected by using HPLC analysis when using amylose and partial starch hydrolysates as substrates.     

黄鳝P-450芳香化酶基因的克隆及序列分析

P-450芳香化酶(P450arom)是催化雄激素生物合成雌激素的关键酶。本文采用RT-PCR和RACE(Rapid amplifi- cation of cDNA ends)法,首次分离和克隆了雌雄同体鱼黄鳝卵巢中P450 arom基因。该基因cDNA全长1802bp(不包 括poly(A)),5'端非翻译区有49bp,3'端202bp(不包含poly(A)),阅读框(Open reading frame,ORF)1551bp,翻译成517 个氨基酸,计算的蛋白质分子量58．2kDa。同源性分析显示,黄鳝卵巢P450arom的氨基酸序列与其他鱼卵巢 P450arom具有63％-80％同源性,与其他鱼脑P450arom为58％-60％同源,与人胚盘和鸡卵巢P450arom则为 50％-52％同源;但在芳香化酶高保守区(包括1-螺旋区,芳香化酶特异保守区和血红素结合区)的同源性高达 76％-92％。系统发育分析表明芳香化酶基因是单起源,黄鳝卵巢芳香化酶基因与鳉鱼卵巢的关系最近,与鱼类卵 巢P450arom属于同一分支的,与鱼类脑及鸡和人的属于不同分支。     

剑尾鱼P-糖蛋白基因全长cDNA克隆、分析及组织分布

P-糖蛋白(P-glycoprotein, P-gp)为ABC转运体超家族的主要成员,分布于细胞膜,依赖ATP供能,可将细胞内的亲脂性毒物或药物逆浓度泵出胞外,在机体解毒上具重要功能。研究采用RT-PCR和RACE法对剑尾鱼P-gp基因进行克隆并获得了全长cDNA序列4301 bp,该基因编码1286个氨基酸残基,估算编码蛋白的分子质量为141.64 kD。生物信息学分析表明,剑尾鱼P-gp不含信号肽序列,具ATP转运家族蛋白的典型结构域,包括2个疏水性的跨膜区(Transmembrane domains, TMD)和2个位于细胞浆内的核苷酸结合区(Nucleotide-binding domains, NBD),为全转运子,每个跨膜区都有6个跨膜α螺旋,而每个NBD包含1个ABC转运体家族标记序列;跨膜性质预测结果显示该蛋白属膜蛋白,具P-gp的典型特征。序列同源性分析发现,不同进化地位动物P-gp存在高度同源性,显示P-gp在系统进化上高度保守。P-gp在剑尾鱼肝脏、肾脏、脑等不同组织均有表达,其中以肝脏的相对表达量最高,是P-gp检测的代表组织。QRT-PCR实验表明,苯并(a)芘胁迫可明显诱导P-gp mRNA的表达。剑尾鱼P-gp的表达水平或可作为一个生物标记物指标,应用于环境持久性有机污染物的监测研究中。     

编码天麻抗真菌蛋白cDNA的分子克隆

用重组ＤＮＡ 技术研究了编码天麻抗真菌蛋白（ＧＡＦＰ）的基因,从天麻（Ｇａｓｔｒｏｄｉａ ｅｌａｔａＢｌ．）块茎中提取Ｐｏｌｙ（Ａ） ｍ ＲＮＡ 后合成ｃＤＮＡ,构建成表达型ｃＤＮＡ 文库,用纯化的蛋白质探针通过免疫筛选找出对应的ｃＤＮＡ 克隆。在进一步证明所选用的ｃＤＮＡ 克隆含有重组的λ－ｐｈａｇｅ ＤＮＡ 后,提取和纯化含有插入片段重组子的ＤＮＡ,用Ｅｃｏ ＲＩ酶切分析可见插入片段。已分离出编码天麻抗真菌蛋白的基因     

人类新基因cegl cDNA的克隆及表达研究

CLECT and EGF-1ike domain contained Gene 1(cegl)基因是用电子克隆的方法获得的人类新基因.该基因定位在人类的第14号染色体上,是一个单一外显子的基因.cegl基因的cDNA长度为2050bp,通过生物信息学方法预测它包含一个1340bp的完整阅读框架,编码一个490个氨基酸的蛋白,含有CLECT、EGF-like结构域各一个.以cegl基因全长编码区为探针的整体原位杂交结果显示该基因的小鼠和鸡的同源基因在各自早期胚胎头部中特异表达,并且在不同时期胚胎神经系统增殖迅速的部位中有大量的表达.RT-PCR结果显示该同源基因在小鼠成体各组织中广泛分布.这提示cegl基因可能与头部生长发育有密切关系,并且对维持成体各组织的正常功能起到重要的作用.对cegl基因在胚胎发育的时间和空间表达模式的研究将有助于进一步深入地揭示它在人脑的正常生长发育中的作用.     

一种水稻蛋白酶抑制剂基因的克隆及其结构分析

参照水稻蛋白酶抑制剂部分氨基酸序列 ,利用水稻偏爱密码子设计引物 ,经 PCR扩增 ,从我国水稻 (Oryza sativa)品种“中花 8号”中克隆到一个长 40 8bp的基因。序列测定和分析表明 ,克隆到的是一个未见报道的新的水稻蛋白酶抑制剂基因 ,该基因编码了一个由 1 33个氨基酸组成 ,具有重复双功能结构域和以抑制胰蛋白酶为主的活性中心的包曼 -伯克 (Bowman- Birk)型蛋白酶抑制剂 ,该基因推导的氨基酸序列与大麦、小麦、豆类等的某些蛋白酶抑制剂的氨基酸序列具有较高的同源性 ,与该家族的水稻的一种胰蛋白酶抑制剂氨基酸全序列同源性高达 75%。     

油菜沪油15中AP2/ERF-B3亚族转录因子的克隆和生物信息学分析

AP2/ERF转录因子家族广泛存在于植物中,参与植物细胞周期、生长发育以及生物和非晌镄财认喙鼗虮泶锏骺?本文利用油菜UniGene数据库.以拟南芥AP2/ERF-B3亚族转录因子保守序列为信息探针,分离得到2个油菜AP2/ERF-B3亚族的转录因子BnaERFB3-1和BnaERFB3-2.通过PCR和RT-PCR方法分别从双低甘蓝型油菜沪油15的DNA和cDNA中克隆了上述基因.序列分析显示.克隆的BnaERFB3-1-Hv15和BnaERFB3-2-Hv15转录因子与电子克隆的基因序列差异很小,均只有1个氨基酸位点不同.且都没有内舍子.从氨基酸序列的相似性、组成成分、理化性质、疏水性/亲水性、序列比对、进化树、功能域、二级结构、三级结构、无序化特性等方面进行了预测和较为全面的分析.结果显示BnaERFB3-1-Hv15和BnaERFB3-2-Hv15是亲水性蛋白,在蛋白质的三级结构上与AtERF5相似,BnaERFB3-1-Hv15和BnaERFB3-2-Hv15蛋白无序化程度大于拟南芥AtERF5.通过分析EST丰度显示,BnaERFB3-1的表达集中在种子中,而BnaERFB3-2的表达则集中在根中.另外.将上述基因分别构建入酵母表达载体和植物双元表达载体,为深入研究该基因在油菜抗逆调控中的作用奠定了基础.     

杂色云芝漆酶基因(Lcc1)的克隆及在甲醇毕赤酵母中的表达

以白腐菌杂色云芝Coriolus versicolor RNA为模板,通过RT-PCR获得漆酶Leel基因的cDNA片段。构建了甲醇酵母表达质粒pMETA-Lccl载体,并将其线性化后用电穿孔法导入Pichia methabolica PMAD16,部分阳性克隆的PCR结果表明Lccl基因已经整合到甲醇毕赤酵母染色体上,经摇瓶培养筛选出表达水平较高的酵母工程菌株。漆酶酶活力达53U/L