人CREB1基因及蛋白的生物信息学分析

[目的]利用生物信息学方法预测分析人CREB1基因的启动子情况及蛋白质的理化性质、亲疏水性、细胞亚定位、蛋白质多级结构、与之相互作用的蛋白质以及GO注释。[方法]利用相应软件及网站预测分析CREB1基因及其蛋白的相关信息。[结果]发现CREB1基因存在4个启动子,其转录受SP1和AP-2影响较大;其蛋白质是由431个氨基酸组成的主要定位于细胞核的不稳定亲水蛋白,其等电点为5.44,序列在多个物种间保守性强;二级结构主要由α螺旋和无规卷曲;需要更多可靠的模板构建三级结构;CREB1调控由c AMP介导的信号通路,对神经系统疾病及肿瘤的发生发展有重要作用。[结论]SP1和AP2通过调控多个启动子影响CREB1的表达,其蛋白质主要定位于细胞核,通过调控c AMP介导的信号通路维持人体正常生理状态。     

cAMP信号与动物细胞线粒体功能

线粒体是真核生物细胞内重要的细胞器,主要功能是通过氧化磷酸化作用为细胞生命活动提供能量,并与细胞的生长、发育及衰老等重要生物过程密切相关。许多研究表明,线粒体蛋白质的磷酸化在调控氧化代谢方面发挥了重要作用,而且环腺苷一磷酸(cyclic adenosine monophosphate,c AMP)依赖的蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)信号通路参与了该过程的调控,但c AMP/PKA信号通路在调控线粒体代谢方面的作用一直存在争议。因此,该文综述了线粒体内c AMP的来源、线粒体c AMP信号系统及对c AMP对线粒体功能的调控,旨在为全面了解c AMP/PKA信号通路在调控线粒体功能方面的作用提供具体参考。     

利用转录调控因子Bas1p和Bas2p协同作用提高酿酒酵母cAMP产量的研究

【目的】研究转录调控因子Bas1p和Bas2p协同作用对重组酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)胞外c AMP产生的影响,初步优化发酵培养基。【方法】通过共整合表达策略,在c AMP产生菌酿酒酵母G5中超表达Bas1p和Bas2p,摇瓶发酵实验考察了Bas1p和Bas2p协同作用对菌株生长及胞外c AMP产生的影响,进一步考察了酵母粉和蛋白胨含量及前体物腺嘌呤对菌株生长和c AMP产生的影响。【结果】超表达Bas1p和Bas2p使菌株在1×YP培养基中发酵120 h时的c AMP产量较出发菌株提高51.4%,达到2 253.8μmol/L;将1×YP中的酵母粉和蛋白胨含量翻倍(即2×YP培养基)发酵120 h时的c AMP产量提高至4 450.4μmol/L;在2×YP培养基中添加0.5 g/L浓度的腺嘌呤时,c AMP产量进一步提高至5 314.3μmol/L。【结论】强化Bas1p和Bas2p的协同作用及相应地优化培养基组分有助于酿酒酵母胞外c AMP生产。     

酵母双杂交系统筛选与RapGAP相互作用的蛋白质

目的筛选与Rap GAP相互作用的蛋白质,为进一步研究人源Rap1GAP介导的信号转导通路、揭示其与肿瘤的关系提供实验依据。方法选用与Rap1GAP同源的来自美丽线虫的Rap GAP作为饵蛋白,以来源于美丽线虫的c DNA文库作为靶蛋白,应用p PC97、p PC86组成的酵母双杂交系统筛选c DNA文库中与Rap GAP相互作用的蛋白质。结果通过营养缺陷平板(-LTH)筛选出63个拟似阳性菌落。经过Lac Z鉴定,19个菌落为阳性,其中7个为强阳性。提取来自19个酵母菌落中的重组DNA,经PCR扩增,12个菌落出现阳性结果。将该19个重组DNA分别电转化入DH5α细菌,涂板培养后,每板挑取4~10个克隆,通过Sal I和Not I双酶切鉴定进行阳性克隆筛选。将阳性克隆的重组DNA进行序列测定。测序结果与Gen Bank比较,其中4个克隆的DNA片段为Y39b6a基因片段、2个为Rap GAP、1个为苯丙氨酸-4-羟化酶、1个为细胞色素C氧化酶,还有1个DNA片段编码美丽线虫特有的小分子蛋白的基因片段,其余11个DNA片段不编码已知蛋白质。结论初步筛选出与Rap GAP相互作用的蛋白质,特别是其中有2个克隆为Rap GAP,提示Rap GAP可能以二聚体的方式存在。     

带绿色荧光蛋白标签的人细胞分裂周期蛋白25同源蛋白的真核表达及其生物学功能研究

目的:构建带增强型绿色荧光蛋白(EGFP)标签的人细胞分裂周期蛋白25同源蛋白C(cdc25c)基因的真核表达载体pEGFP-cdc25c,并检测其在人胚肾293T细胞中的表达定位情况及生物学功能。方法:采用PCR技术从实验室已有质粒中扩增人cdc25c基因,并将其克隆到pEGFP-C1载体中;将重组质粒转染人胚肾293T细胞,Western印迹检测转染细胞的表达情况,荧光显微镜观察cdc25c蛋白在细胞中的定位,并利用cdc2 Tyr15位特异性抗体验证EGFP-cdc25c作为磷酸酯酶的生物学功能。结果:双酶切和测序鉴定表明,pEGFP-cdc25c真核表达质粒构建成功;转染293T细胞后获得表达,在荧光显微镜下,表达阳性的细胞呈绿色,并定位于细胞质;Western印迹结果表明,EGFP-cdc25c能增加cdc2 Tyr15位的磷酸化水平,起到拮抗内源性cdc25c的功能。结论:构建了带EGFP标签的人cdc25c基因真核表达载体,该载体能够在哺乳动物细胞293T中表达,表达产物定位于细胞质;EGFP-cdc25c能够发挥显性负性作用,为深入研究cdc25c的生物学功能奠定了重要基础。     

小分子G蛋白Rapl shRNA表达载体的构建和鉴定

应用RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术抑制Rapl基因的表达,构建Rap1 shRNA(small hairpin RNA,shRNA)表达载体,观察其对小鼠肝脏细胞中Rap1 mRNA和蛋白表达的干扰作用.根据小鼠Rap1 mRNA的全序列.设计了3种Rap1 siRNA序列(Rap1 siRNA1、Rap1 siRNA2、Rap1 siRNA3)和阴性对照序列(HK);采用克隆技术,将其插入带有报告基因绿色荧光(ECFP)的pGenesil-3栽体,构建Rap1 shRNA表达载体:经双酶切和测序证实Rap1 siRNA表达载体克隆构建成功,插入片段测序结果与合成的siRNA结果一致;昆明小鼠40只,体重18～20 g,随机分成4组: Ⅰ组(转染HK组)、Ⅱ组(转染Rapl shRNAl组)、Ⅲ组(转染Rap1 shRNA2组)、Ⅳ组(转染Rapl shRNA3组).于0、16、24 h腹腔内注射Rapl shRNA 2.0～2.5 mg/kg(用PBS稀释至1 mL);48 h后收集小鼠肝脏.用显微荧光、定量RT-PCT、免疫组化检测小鼠肝细胞中Rap1shRNA的转染率、Rap1基因表达以及蛋白质表达水平.Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组小鼠肝脏细胞体内转染率均大于60%,Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组的Rap1 mRNA表达、Rap1蛋白表达均降低,其中Rap1 shRNA1干扰效果最佳.     

小分子G蛋白Rap1 shRNA表达载体的构建和鉴定

应用RNA干扰（RNA interference,RNAi）技术抑制Rap1基因的表达,构建RaplshRNA（small hairpin RNA．shRNA）表达载体,观察其对小鼠肝脏细胞中RaplmRNA和蛋白表达的干扰作用．根据小鼠RaplmRNA的全序列．设计了3种Rap1 siRNA序列（Rap1 siRNA1、Rap1 siRNA2、Rap1 siRNA3）和阴性对照序列（HK）;采用克隆技术,将其插入带有报告基因绿色荧光（EGFP）的pGenesi1－3载体,构建RaplshRNA表达载体：经双酶切和测序证实Rap1 siRNA表达载体克隆构建成功,插入片段测序结果与合成的siRNA结果一致：昆明小鼠40只,体重18～20g,随机分成4组：I组（转染HK组）、Ⅱ组（转染RaplshRNAl组）、Ⅲ组（转染RaplshRNA2组）、Ⅳ组（转染Rap1 shRNA3组）．于0、16、24h腹腔内注射Rap1 shRNA2．0－2．5mg／kg（用PBS稀释至1mL）：48h后收集小鼠肝脏．用显微荧光、定量RT—PCT、免疫组化检测小鼠肝细胞中Rap1 shRNA的转染率、Rap1基因表达以及蛋白质表达水平．I组、Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组小鼠肝脏细胞体内转染率均大于60％．Ⅱ组、m组、Ⅳ组的RaMmRNA表达、Rap1蛋白表达均降低．其中Rao1 shRNA1干扰效果最佳．     

小分子量G蛋白Rap2信号途径的生物学功能

Rap2与Rap1同属于Ras超家族小分子量GTP结合蛋白的Rap亚家族,Rap2的氨基酸序列与Rap1具有60%的同源性,推测二者可能具有相似的信号途径和相近的生物学功能,包括细胞的增殖、分化、粘附和细胞骨架重排。然而,Rap2位于效应因子结构域的第39位的苯丙氨酸不同于Rap1及Ras的丝氨酸,这个关键差异表明其可能通过特异的下游信号分子调控独特的生物学功能。最近,随着Rap2特异效应因子的不断发现,Rap2特异的信号通路及功能受到了更多的关注,Rap2具有多样的生物学功能,除调控细胞粘附及细胞骨架动态组装外、Rap2调节中枢神经突触的可塑性以及非洲爪蟾发育中背腹轴特化。此外,也有报道显示Rap2的表达增强与多种肿瘤的形成具有相关性。本文主要针对Rap2的信号途径和生物学功能研究的最新进展进行介绍。     

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。     

cAMP对转化细胞中几种基因表达及CREB DNA结合活性的影响

 从癌基因、抑癌基因及转录因子 CREB(c AMP反应序列结合蛋白 )对 CRE DNA序列结合活性的相关性 ,对 db- c AMP处理的小鼠 C3H10 T1 /2转化细胞增殖抑制作用进行了研究 .实验结果表明 ,转化细胞中 PKA(蛋白激酶 A)活性显著低于正常细胞 ,而 PKC(蛋白激酶 C)活性则显著高于正常细胞 .斑点印迹和 Northern印迹分析显示转化细胞中 c- myc和 Ca M(钙调素 )基因表达明显高于正常细胞 ,而 p53基因和 Rb基因表达则明显低于正常细胞 ,这些差别与 C3H10 T1/ 2 转化细胞增殖失控有关 .转化细胞经 db- c AMP(1 mmol/L)处理后 ,细胞增殖受到明显抑制 ,db- c AMP处理0 .5h后 ,转化细胞中 PKA活性便明显增强 ,PKC活性则被显著抑制 ,处理 2 h后 ,c- myc和 Ca M基因表达下降 ,而 p53和 Rb基因表达则增强 ,这些变化与 c AMP抑制 C3H10 T1/ 2 转化细胞增殖有密切联系 .凝胶阻滞电泳分析显示 db- c AMP(1 mmol/L )处理短时间内 ,CREB对 CRE DNA序列无结合活性 ,1 2 h后开始出现较弱的结合活性 ,2 4 h后才明显加强 ,表明在 db- c AMP处理的早期 ,调控区中含有 CRE序列的基因不参与 db- c AMP对细胞增殖抑制的调节 ,即与 CREB磷酸化及其相应的 DNA结合活性无相关性 .     

小G蛋白Rap的信号通路与生物学功能

Rap在细胞内控制着许多重要的信号通路,这些通路与细胞极性的形成、细胞增殖、分化和癌变、细胞黏附和运动等重要的生物功能密切相关,并进一步在组织器官水平影响一些重要的生理功能,如神经极性的建立、神经突触生长、突触可塑性和神经元迁移等。Rap属于Ras家族,含有Rap1和Rap2两个亚类。Rap通过结合GTP或GDP,在激活与失活两种状态之间切换,从而发挥分子开关的功能。此外,Rap在癌症的发生和发展过程中也发挥着关键作用,它可抑制癌基因Ras诱导的细胞转化;还可通过与其下游靶分子的相互作用,作为细胞信号通路上的一个开关分子诱导细胞恶性转化。本文对上述Rap的生物学功能做了概括总结,并在此基础之上探究Rap及受其调控的蛋白质对肿瘤和神经系统疾病的药物开发和治疗的重要意义。     

血管生成素样蛋白2在糖尿病肾病小鼠肾脏中的表达研究

利用半定量RT-PCR和免疫组化的方法同时从mRNA水平和蛋白质水平对血管生成素样蛋白2在不同病理阶段的2型糖尿病肾病模型小鼠--db/db小鼠肾脏中的表达情况进行了较为系统的分析.结果发现:a.在糖尿病前的db/db小鼠(4周龄的db/db小鼠),血管生成素样蛋白2与作为正常对照的db/m小鼠相比,差异不是很大,随着肥胖的加剧,高血糖、蛋白尿的出现,血管生成素样蛋白2在db/db小鼠肾脏中的表达无论从mRNA水平还是从蛋白质水平均显著升高.b.从免疫组化的分析结果来看,血管生成素样蛋白2主要分布于小鼠肾脏的肾小球部分,主要是沿毛细血管袢呈线性分布,其位置与足细胞的位置重叠,足细胞是小鼠肾脏中血管生成素样蛋白2的主要分泌细胞.c.小鼠肾脏血管生成素样蛋白2的表达水平似乎还与鼠龄相关:虽然变化幅度不是很大,但在周龄较大的小鼠(如20周龄以上),其表达水平相对较高.上述工作不仅印证了先前对2型糖尿病肾病患者肾小球基因表达谱的分析结果,更加明确了血管生成素样蛋白2与糖尿病肾病的相关性,同时揭示了血管生成素样蛋白2在正常小鼠和糖尿病肾病小鼠肾脏中的表达、分布和变化规律,有利于进一步揭示血管生成素样蛋白2的功能及其在糖尿病肾病发生、发展过程中的可能作用,探讨糖尿病肾病的分子机制.     

核酸及蛋白质合成、提取、纯化

922口06醉母中的蛋白定位〔英」/Reid,G.A。/J。Gen。Mierobiol一1991,137,Pt.s。一1765~1773〔译白DBA,1091,10(23),91一13330〕 以酿酒酵母作实验材料为重点,综述了涉及蛋白质定位的细胞和分子过程。讨论了下述内容: (a)分泌途径,(b)等级分类信号,(c)蛋白质在内质网上的滞留;(d)转入液饱,(e)在内质网上定位的早期步骤,(f)线粒体蛋白定位, (g)蛋白质在核、过氧物酶体及其它细胞器中的定位;及(h)蛋白质从酵母细胞质中的直接分泌。在酵母细胞质中产生的几千种蛋白质中,多数蛋白通过一系列蛋白定位途径移到不同的胞内目标或分泌到细胞外。…     

下调Perilipin 1基因表达对3T3-L1细胞脂解的影响

目的:研究下调围脂滴蛋白基因(PLIN1)表达对3T3-L1细胞脂解的影响。方法:采用RNA干扰技术,构建3组阳性及1组阴性sh-PLIN1重组载体,并进行菌液PCR和DNA测序鉴定。Western blot测定PLIN1A蛋白表达,评价载体下调效果。细胞转染有效载体2天后,Bodipy 493/503染色脂滴;酶学方法测定细胞中甘油三酯和甘油含量;Western blot检测甘油三酯脂肪酶(ATGL)、激素敏感性脂肪酶(HSL)及其磷酸化蛋白(p-HSL)的表达。酶联免疫吸附法(ELISA)测定细胞中环磷酸腺苷(c AMP)和蛋白激酶A(PKA)的浓度。结果:各sh-PLIN1干扰载体构建成功,且3组阳性载体均能显著下调PLIN1A蛋白的表达(P0.05)。转染有效载体后,与阴性转染组相比,sh-PLIN1转染组细胞中脂滴减小,甘油三酯含量降低,甘油含量升高,ATGL和HSL相对表达量显著升高(P0.05),p-HSL相对表达量及c AMP、PKA的浓度无显著性差异(P0.05)。结论:下调PLIN1基因表达可加快3T3-L1细胞脂解速率,其可能通过上调ATGL和HSL的表达而实现,c AMP/PKA信号通路对其无明显调节作用。     

HPV16 E6对HeLa细胞中Rap1GAP蛋白水平下调的研究

目的探讨HPV16E6对细胞中Rap1GAP蛋白水平的影响,为阐明宫颈癌发生发展的分子机制提供实验依据。本研究组前期实验显示,宫颈癌石蜡切片组织中Rap1GAP蛋白水平下降,且与高危型HPV16/18感染相关。本文将进一步探讨HPV16 E6是否导致Rap1GAP蛋白下调的原因。方法通过将HPV16 E6基因插入pGEX-KG的BamHI和Hind Ⅲ酶切位点构建GST标记的HPVE6质粒,采用脂质体转染法将其转染入HeLa细胞中,Westernblot方法观察GST-tagged-HPV16 E6在HeLa细胞中的表达,并观察其对HeLa细胞中内源性Rap1GAP蛋白水平的影响。结果测序表明成功构建GST标记的HPV16E6质粒;Western blot检测表明HPV16E6在HeLa细胞中成功表达;并且发现HeLa细胞中过表达HPV16 E6后,Rap1GAP蛋白相对含量(0.602±0.205)明显低于未转染组(1.130±0.163),差异具有统计学意义(P0.05)。结论HPV16 E6下调Rap1GAP蛋白水平。     

蛋白质亚细胞定位实验课程在细胞生物学实验教学中的应用

蛋白质的亚细胞定位是功能基因组学的重要研究内容。瞬时表达是一种简单快速的研究蛋白质亚细胞定位的实验技术。该实验设计了适合为本科生开设的综合实验课程。该实验项目利用在烟草叶片中瞬时表达荧光蛋白研究蛋白质的亚细胞定位。该文对实验原理、方法及教学安排等进行了详细的介绍,该实验设计为高校生物学实验教学提供了有价值的参考。     

LncRNA H2k2促进高糖培养的肾小球系膜细胞增殖的研究

该研究主要探讨lncRNA H2k2对高糖培养的肾小球系膜细胞增殖的影响,采用qRTPCR检测lncH2k2在正常及糖尿病肾病小鼠肾脏组织中的表达,以及高低糖培养的系膜细胞中的表达;FISH与qRT-PCR检测lncH2k2的亚细胞定位;qRT-PCR检测lncH2k2过表达质粒及siRNA的转染效率;EdU检测转染lncH2k2过表达质粒或siRNA后系膜细胞增殖的变化。结果表明,lncH2k2在糖尿病肾病小鼠肾脏组织及高糖培养的系膜细胞中的表达升高,且lncH2k2主要分布于系膜细胞的细胞质中。在低糖培养的系膜细胞中转染lncH2k2过表达质粒后,与低糖培养的系膜细胞相比,过表达lncH2k2的低糖培养的系膜细胞增殖能力显著提高,并且将qRT-PCR检测筛选出的一条lncH2k2 siRNA转染到高糖培养的系膜细胞内,与高糖培养的系膜细胞相比,敲低lncH2k2后系膜细胞增殖能力显著降低。研究结果揭示,lncRNA H2k2在糖尿病肾病小鼠肾脏组织及系膜细胞中表达显著,lncRNA H2k2促进了系膜细胞增殖,这些结果表明,lncRNA H2k2可能参与了糖尿病肾病的发生发展。     

炭疽水肿因子在大肠杆菌中高效表达及一步法纯化

【目的】本研究旨在建立一种简单快捷的炭疽水肿因子(EF)重组表达及纯化方法。【方法】构建GST-EF融合表达载体,基于EF基因的密码子使用偏好,选择菌株Escherichia coli BL21-Codon Plus(DE3)-RIL为表达宿主,对EF进行诱导表达;细胞透性技术分离粗蛋白,进而利用亲和层析一步法纯化EF;Native-PAGE、竞争性抑制实验及c AMP浓度分析用于鉴定EF的生物活性。【结果】实现了EF可溶性高效表达,透性化处理可有效抽提可溶性重组蛋白;利用亲和层析一步法纯化得到了纯度达96%的EF;EF可与保护性抗原(PA)结合形成水肿毒素,该毒素能够急剧提高CHO-K1细胞中c AMP的浓度。【结论】本研究建立了一种高效快速制备具有生物活性的炭疽水肿因子的方法,为炭疽相关研究工作提供了新的选择。     

猪ANG4在小肠表达的特征及细胞类型

血管生成素4(ANG4)是一种新型的抗菌肽,主要在哺乳动物的肠道组织表达,具有抗菌和促血管生成等功能,在机体对病原体的免疫过程和血管生成过程中发挥着重要的作用。鉴于该蛋白具有多种功能,ANG4在新生断奶仔猪肠道疾病防治方面具有非常广阔的前景。为了了解ANG4在仔猪肠道的表达特点,我们通过蛋白质免疫印迹、荧光定量PCR和免疫组化分析及其在肠道表达的细胞定位,分别确定了仔猪肠道内ANG4的mRNA、蛋白质表达水平以及在肠道表达的细胞定位。结果显示,ANG4的mRNA和蛋白质在仔猪肠道不同部位的变化趋势大致相同,除mRNA水平在断奶后有一个明显下降外,mRNA和蛋白质表达水平呈现随着周龄的增加而升高的趋势。ANG4蛋白的表达基本都集中于小肠绒毛,腺窝处也有少量表达,主要的表达细胞为肠上皮细胞以及潘氏细胞。