盘基网柄菌DJ-1蛋白的原核表达及抗体制备

盘基网柄菌(Dictyostelium discoideum)是研究神经退行性病变的模式生物,可用以研究帕金森病相关基因DJ-1的作用和致病机理.本研究设计特异性引物扩增了人类DJ-1的盘基网柄菌同源基因片段DAM,并利用酶切位点BamH Ⅰ和Hind Ⅲ将DAM插入质粒载体pQE-30产生重组载体pPROF696,序...     

盘基网柄菌细胞发育过程中尿囊酸酶的亚细胞定位

利用胶体金免疫电镜技术,观察了盘基网柄菌细胞分化与凋亡过程中胞内尿囊酸酶的位置变化。结果表明,在细胞聚集期细胞产生的尿囊酸酶主要分布于线粒体及周围细胞质内。到了细胞丘时期,尿囊酸酶只特异地存在于发生内自噬的线粒体内,且仅局限于线粒体因内自噬产生的空泡区域,这些发生线粒体内自噬的细胞将分化成前孢子细胞。随着前孢子细胞分化的进行,尿囊酸酶颗粒在细胞内分布逐渐减少,在靠近质膜处的空泡内还能观察到一些酶颗粒;而另一些细胞内,几乎所有的胞器内都能观察到酶颗粒,一直延续至柄细胞形成。从中可以看到尿囊酸酶在将发育成孢子细胞和柄细胞两种类型细胞内的分布位置明显不同,结果提示了尿囊酸酶蛋白与盘基网柄菌细胞分化和凋亡调控途径有密切关系。     

盘基网柄菌DdLIS1蛋白生物信息学分析

LIS1蛋白是一种与人类无脑回疾病以及细胞癌变相关的重要蛋白。对盘基网柄菌DdLIS1进行生物信息学分析,探究盘基网柄菌能否作为研究人类无脑回疾病及细胞癌变机制的模型。现从NCBI中的Genank找到盘基网柄菌DdLIS1的氨基酸序列,随后进行blastp找到模式生物中相似序列,利用理化性分析网站ProtScale、ProtParam分析DdLIS1的理化性质,通过NCBI中的保守结构域库(CDD)分析DdLIS1的保守结构域,使用MEGA6.0并选用邻位连接法构建系统进化树,分别使用PredictProtein、SWISS-MODEL网站预测Dd LIS1蛋白的二级结构、三维结构。结果得出DdLIS1蛋白全长为419,属于亲水性蛋白,有7个保守结构域,属于WD40家族,与人类和小鼠的氨基酸序列相似性为72%。二级结构中β折叠所占比例最高,为49.40%,α螺旋、随机卷曲分别占该蛋白7.16%、43.44%,与三级结构一致。以上结果说明DdLIS1与LIS1高度相似,有助于盘基网柄菌能够作为研究人类无脑回疾病以及细胞癌变机制的模型。     

盘基网柄菌细胞的粘附分子

盘基网柄菌（Dictyostelium discoideum)依赖4种类型细胞粘附系统的表达使其多细胞发育顺利进行。在发育初期,由钙结合蛋白DdCAD-1调节EDTA／EGTA敏感的粘着位点。在发育的多细胞聚集阶段,出现EDTA抗性的粘着位点,由分子是80kD蛋白（gp80)通过同嗜性粘着的相互作用末调节细胞的粘着,它的细胞结合位点是一个八肽序列。由分子量150kD蛋白（gp150)通过异嗜性粘着的相互作用来调节多细胞后聚集的细胞粘着。本文详细讨论了gp80和gp150调节细胞粘着的机制。     

盘基网柄菌AK127细胞超微结构的观察

盘基网柄菌AK127细胞是gP150蛋白基因被剔除的突变细胞。为探明发育期间AK127细胞亚显微结构特征,用透射电镜观察了发育14h、16h、20h的细胞,结果表明:发育14h细胞内含丰富内质网系统,由内质网组织围裹细胞质密度明显低于周围的细胞质,能清楚地观察到多层膜组成的多膜结构。细胞核的内核膜产生凹陷,使内外核膜间产生一个含丝状物质的泡状空间,内核膜上可见螺旋状染色物质,外核膜表面布满颗粒状物质。发育到16 h时,多膜结构内某些膜开始解体,形成自噬泡。线粒体膜性结构完整。发育20 h细胞内有一个内含数个多膜结构的大自噬泡。据此笔者推测多膜结构作为一个储备营养成分"仓库",为维持细胞生命所用。这些数据提示gp150分子的缺失对于细胞的结构和生理过程均有较大影响,gp150分子在细胞生长和发育过程中起重要作用。     

盘基网柄菌细胞分化及细胞比例的调控

本文综述了盘基网柄菌(Dictyosteliumdiscoideum)发育过程中调控细胞分化及细胞比例的一些信号分子,包括分化诱导因子(DIF-1、SDF-2)、糖原合成酶激酶(GSK-3)、环状亮氨酸拉链蛋白(rZIP)等,介绍了这些信号分子的功能及其作用机制。     

盘基网柄菌发育中的细胞粘附分子及其信号转导

在盘基网柄菌发育早期,DdCAD-1和csA调节了变形虫细胞间的粘着,调控该过程的机制类似于胚胎发育中上皮细胞层的闭合。完成网柄菌发育的一个必需分子是gpl50异嗜性粘附分子。盘基网柄菌β-连环蛋白同源物Aardvark(Aar)的缺乏使细胞间失去粘着连接,Aar也有信号转导功能,调控了前孢子细胞基因的表达。因此,细胞间的粘着是盘基网柄菌发育的一个重要组成部分,并与调控形态发生过程的信号转导有密切相互作用关系。     

盘基网柄菌发育机制研究进展

盘基网柄菌细胞与哺乳类细胞在行为、结构和信号通路方面,有很多相同或相似之处。用其作为研究发育机制的模型,为解决哺乳类发育中的一些难题可以发挥重要作用。该文详细讨论了分化诱导因子DIF-1、环磷酸腺苷c AMP、转录因子Srf A和Stk A、粘附分子gp150在盘基网柄菌发育过程中的作用及机制。关于DIF-1、c AMP和gp150信号通路间相互关系还缺乏系统研究,值得进一步深入研究。对这类问题进行深入研究可能有助于阐明多细胞动物起源及演化机制。     

细胞色素c在盘基网柄菌细胞凋亡中的作用

细胞色素c在细胞凋亡中发挥着重要的作用,其作用机理在高等真核生物及低等真核生物酵母中已经比较清楚,但在盘基网柄菌(Dictyostelium discoideum)中的作用却没有相关报道.所以我们用western blot和实时荧光定量PCR的方法分别测定了盘基网柄菌前柄细胞和前孢子细胞中细胞色素c的含量及表达量的变化...     

盘基网柄菌早衰蛋白结构与功能生物信息学分析

早衰蛋白(presenilin, PS)是γ分泌酶的组成成分,其突变可造成阿尔兹海默病(Alzheimer disease,AD)的形成。因PS所造成AD的发病机理较复杂,因而我们想探究一下模式生物盘基网柄菌(Dictyostelium discoideum)是否能够作为研究早衰蛋白的模型。从NCBI网站中得到盘基网柄菌早衰蛋白DdPsenA和DdPsenB氨基酸序列,随后利用ProtScale、ProtParam理化性分析工具、保守结构域、TMHMM2跨膜区分析网站、进化树软件MEGA6.0、二级结构PredictProtein以及三级结构SWISS-Model服务器对上述蛋白进行生物信息学分析。DdPsenA的氨基酸长度为622,是亲水性蛋白,其相对分子质量为69 502.79,等电点为4.53。DdPsenB的氨基酸长度为473,属于疏水性蛋白,其相对分子质量为52 558.74,等电点为4.49,与DdPsenA同属于Peptidase_A22B超家族。跨膜分析出DdPsenA和DdPsenB均有8个跨膜区。DdPsenA与人类presenilin-2序列相似性为67%,Dd PsenB与人类presenilin-1序列相似性分别为60%。盘基网柄菌可以作为研究早衰蛋白功能和作用机制的模型。     

盘基网柄菌肌动蛋白的生物信息学分析

盘基网柄菌Dictyostelium discoideum是目前黏菌中研究最清楚的模式生物,其捕食过程与肌动蛋白的多聚化密切相关。为探讨盘基网柄菌肌动蛋白的序列特征,本研究利用生物信息学方法分析了盘基网柄菌32条肌动蛋白的蛋白-蛋白相互作用(protein-protein interaction)和可能含有的保守基序。结果表明:盘基网柄菌32条肌动蛋白与其他蛋白存在一组复杂相互作用关系和5组比较简单的相互作用关系;利用MEME SUITE分别分析盘基网柄菌32条肌动蛋白序列的保守基序和与actin17呈最佳匹配的21种生物肌动蛋白的保守基序,结果共获得6个保守基序,即motif1,motif2,motif3,Motif1,Motif2,Motif3。其中motif1,Motif1,Motif3为本研究新发现的保守基序,这3个保守基序可定位于Profilin-actin-VASP202–244(PDB ID:3CHW)三维结构的重要位置。以上结果表明actin3,actin10,actin14,actin15,actin17,actin31可能为盘基网柄菌比较重要的肌动蛋白;motif1,Motif1,Motif3可能是盘基网柄菌肌动蛋白在进化中重要的保守基序。     

盘基网柄菌细胞分化和凋亡中酸性磷酸酶的定位

利用电镜酶细胞化学方法,观察盘基网柄菌细胞分化和凋亡过程中酸性磷酸酶的变化。在细胞丘阶段,酶反应颗粒出现在线粒体内自噬空泡内,随着内自噬空泡的逐渐增大,线粒体内的酶反应颗粒逐渐增多,线粒体内嵴结构不断破坏,直至遍布整个空泡化的线粒体内;当细胞发育至前孢子细胞时,由于嵴结构被完全破坏,酶反应颗粒主要集中在前孢子细胞空泡的单层膜上,空泡化的线粒体内酶反应颗粒逐渐消失。在凋亡的柄细胞中,自噬泡内酶反应强烈,凋亡中期的前柄细胞的细胞核中出现酶反应颗粒,均匀分布在细胞核中,直至细胞核与自噬泡融合。在孢子细胞外被与质膜间也观察到非溶酶体酸性磷酸酶。所得结果证实:线粒体内自噬小泡具有消化功能;自噬泡内酶活性与细胞器消亡有关;细胞核中的酸性磷酸酶可能作为一种非溶酶体酸性磷酸酶参与细胞核中核蛋白的脱磷酸化过程,与发育相关基因表达有关     

盘基网柄菌突变型细胞allC的细胞周期异常

研究盘基网柄菌(Dictyostelium discoideum)细胞周期的相关问题可以为真核生物细胞周期调控研究提供理论基础。细胞计数和细胞倍增时间计算的结果表明,突变allC细胞的倍增时间为2.36 h,仅为KAx-3细胞倍增时间的1/3。进一步利用流式细胞术测定两种细胞的细胞周期,并结合实时荧光定量PCR技术测定cycB1和cdk1基因的相对表达量的比值,我们发现,培养16 h的allC细胞处于G2期的数目(1.51%)显著少于KAx-3细胞(16.61%)(P0.05)。allC细胞和KAx-3细胞的细胞周期素B1(cyclinB1,cycB1)基因相对表达量分别是2.5和0.24(P0.05),两者相差10倍。两种类型细胞中处于G2期的细胞数目差异十分明显,cycB1的相对表达量也存在显著差异,表明cycB1的过表达可能在一定程度上影响allC细胞的细胞周期正常的调控机制,与突变细胞的G2期异常有一定关系,但具体机制仍需进一步探究。     

盘基网柄菌理论模型中的硬激发

本文对J.L.Martiel＆A.Goldbeter提出的共价酶修饰模型作了数值计算.发现了一些新现象,如共振和硬激发现象,并很好地用来说明盘基网柄菌在间期期间控制分化和趋化的cAMP的振荡和传播过程.     

盘基网柄菌多细胞体大小调节中细胞计数因子的研究

在盘基网柄菌发育过程中,通过细胞计数机制来调节发育中盘基网柄菌多细胞体的大小.计数因子是由countin、CF50、CF45-1等亚基组成的活性分子,在多细胞体大小调节中有着重要作用.现对计数因子的各亚基及其功能,以及它通过cAMP信号途径、糖代谢途径、AKt/PKB信号途径协同调控子实体大小的作用机制进行综述.     

盘基网柄菌(Dictyostelium discoideum)细胞的分化及其调控

本文综述了盘基网柄菌(Dictyostelium dis-coideum)发育过程中细胞类型的诱导和分化,细胞外cAMP及其四种位于细胞表面的受体及PKA(蛋白激酶A)、GSK-3(糖原合成酶激酶)和STATa等在网柄菌发育过程中的作用。     

盘基网柄菌发育期间gp150蛋白与蛋白激酶A相关性的研究

盘基网柄菌进入多细胞发育阶段后,野生型KAx-3细胞的盘基网柄菌蛋白激酶A（DdPKA）活性分别在12,16,20h时显著升高,这一变化趋势与细胞形态学上的分化有关;而突变型AK127细胞（gp150蛋白缺失）的DdPKA活性则一直保持在较高水平,直至22h才缓慢下降。两种细胞类型中24h的DdPKA活性都再一次升高。总体而言,AK127细胞的DdPKA活性要比KAx-3细胞高。这表明AK127细胞可能因缺失了gp150蛋白而导致DdPKA活性调控失去控制。在KAx-3细胞的分化过程中,前柄细胞（prestalk cells,pst）DdPKA的活性在16～18h缓慢上升,但在20h时显著下降;前孢子细胞（prespore cells,psp）中DdPKA的活性在18h时显著下降,但在20h时又迅速恢复,并达到前柄细胞中DdPKA活性的两倍。激光共聚焦结果显示,在KAx-3发育的关键阶段,DdPKA两种亚基的胞内定位并不一致,DdPKA-R亚基在空间位置上更为靠近gp150蛋白,甚至互相重叠。以上结果表明,gp150蛋白可能通过影响DdPKA-R的活性来调控前柄细胞的凋亡和前孢子细胞的分化。     

盘基网柄菌(Dictyostelium discoideum)突变型细胞allC细胞周期异常的研究

细胞计数和细胞倍增时间计算的结果表明allC细胞的倍增时间为2.36h,仅为KAx-3细胞倍增时间的1/3。为了探究allC细胞倍增时间大幅度缩短、细胞周期异常的原因我们采用流式细胞术测定两种细胞的细胞周期,并结合实时荧光定量PCR技术测定cycB1和cdk1基因的相对表达量的比值。结果表明,16h突变型allC细胞处于G2期的数目(1.51%)显著少于KAx-3细胞(16.61%)。allC细胞和KAx-3细胞的细胞周期素B1(cyclinB1)cycB1基因相对表达量分别是2.5和0.25,两者相差10倍。这些数据表明,两种类型细胞中G2期的差异十分明显,cyclinB1的相对表达量也存在显著差异。提示cyclinB1的过表达可能在一定程度上影响allC细胞的细胞周期正常的调控机制,与突变细胞的G2期异常有一定关系。     

盘基网柄菌——研究致病机制的宿主模型

盘基网柄菌作为致病菌宿主模型的研究主要有:筛选致病菌株及相应突变菌株毒性;鉴别对致病菌易感性和抗性的突变细胞宿主;宿主细胞的有效标记、已完成的基因组计划以及宿主细胞与致病菌间信号转导通路的相互作用;这些都表明盘基网柄菌是致病机制研究的理想宿主模型。     

聚氨酯泡沫半固定化培养盘基网柄菌

研究了聚氨酯泡沫应用于固定化盘基网柄菌的可行性,发现以简单处理过的聚氨酯泡沫为载体,能够高效实现盘基网柄菌的固定化培养。考察了载体粒径大小、载体量和摇床转速等对固定化培养的影响,在优化的培养条件和固定化条件下,盘基网柄菌的最大细胞密度是悬浮培养的2~4倍。