盐地碱蓬亲环素CYP1基因的克隆、表达及耐盐性分析

为探索盐地碱蓬亲环素与其耐盐性的关系,使用RT-PCR和RACE完成盐地碱蓬亲环素基因的全长克隆与测序,并命名为SsCYP-1.SsCYP-1基因全长为875 bp,编码区为531 bp,编码176个氨基酸.多重序列BLAST结果表明,SsCYP-1基因可归于亲环素家族,并具有特定的肽酰脯氨酸顺反异构酶活性结构域特征.为验证盐地碱蓬亲环素的耐盐特性,构建了SsCYP-1表达载体并在大肠杆菌（E.coli） BL21 （Rosetta）中通过IPTG诱导表达,通过PAGE检测目的蛋白为19 KD,与Editseq软件预测的目的蛋白大小基本一致.对重组菌PET-Ss-CYP1进行耐盐分析表明其在高盐浓度培养下生长速度远高于对照菌pETDuet-1.据此,推测该基因在盐地碱蓬生长中可能具有相关的耐盐性作用.     

小球藻亲环蛋白A的酶活性及过表达拟南芥抗盐性分析

在前期研究中分离到噬碳酸盐小球藻（Chlorella sp.X1）的亲环蛋白基因CsCyp1A（登录号：KY207381）,编码CsCyp1A蛋白是否具有肽酰脯氨酰顺反异构酶（PPIase）活性功能是进一步研究它参与小球藻耐盐生物学过程的基础。通过His标签的pQE-30-CsCyp1A原核蛋白表达载体,经IPTG诱导它的E.coli M15菌株表达融合蛋白,Nitra-柱纯化后获得纯化的30 kDa左右的His-CsCyp1A融合蛋白质,Western杂交检测到HisCsCyp1A蛋白的杂交信号。酶活性分析显示,HisCsCyp1A融合蛋白中生色基团的产生速度明显快于对照,表明CsCyp1A蛋白可以催化底物N-succinyl-Xaa-Pro-Phe-p-nitroanilide中Xaa-Pro肽键的顺反折叠,说明纯化的CsCyp1A蛋白具有PPIase活性。典型的亲环蛋白家族成员具有肽酰脯氨酰顺反异构酶（PPIase）活性,参与折叠和转运、信号转导、免疫调节、细胞凋亡等生物学过程。真空渗入法侵染转化的拟南芥在35S启动子驱动下超表达CsCyp1A基因,耐盐性研究表明它提高了过表达株系对NaCl胁迫的耐性,揭示小球藻CsCyp1A基因的抗盐性功能,它将成为抗逆育种的基因资源。本研究也为探索小球藻亲环蛋白A的抗盐碱胁迫生物学作用和分子育种奠定了基础。     

神经束蛋白的结构、表达和生物学功能

神经束蛋白(neurofascin, NF)是一种细胞表面蛋白,属于免疫球蛋白超家族(immunoglobulin superfamily, Ig SF)。目前,已知的神经束蛋白多肽亚型分为NF155、NF166、NF180和NF186,它们是通过选择性剪接产生的。这些亚型的表达、分布和生物学功能因时间和空间而各不相同,可独立作用或与细胞内外不同的蛋白质相互作用。例如:NF155通过招募、聚集caspr/contactin形成复合物以确保髓鞘的形成和稳定; NF166和NF180在未成熟的神经元中选择性地调节轴突生长; NF186在轴突起始段和郎飞结处高度聚集,并通过与锚蛋白G(ankyrin G)的相互作用保证轴突结构的稳定性。这些功能机制与许多神经系统疾病相关,如多发性硬化、急慢性炎性脱髓鞘神经病等。本文对神经束蛋白的结构、表达和生物学功能予以简述。     

未分化和分化足细胞生物学性状及相关结构蛋白表达的变化

体外33℃许可条件下培乔由H-2Kb-tsA58转基因小鼠所建立的禾分化足细肥系,开在37℃非许可条件下诱导其分化.观察足细胞分化后形态学改变;MTT法测定细胞的生长曲线;红色荧光染料PKH-26标记足细胞,追踪其在子代细胞中的分布,检测细胞增殖能力;流式细胞仪检测细胞周期的改变;Western印迹检测足细胞相关蛋白CD2AP、α-actinin和足细胞分化相关蛋白nephrin的表达;免疫荧光结合激光共聚焦方法检测CD2AP、nephrin,α-actinin、F-肌动蛋白和微管蛋白的表达变化.结果显示:与未分化足细胞相比,分化足细胞形态发生改变,生长速度减慢,增殖能力下降:细胞周期表现为G0/G1期细胞比例的增多和S期及G2/M期的细胞比例下降;CD2AP、neDhrin和α-actinin的表达明显增高;CD2AP、nephrin、α-actinin、F-肌动蛋白和微管蛋白在表达分布上均发生明显的改变.以上结果表明,足细胞分化后生物学性状明显发生改变,细胞骨架重新分布:CD2AP、nephrin、α-actinin、F-肌动蛋白和微管蛋白均在足细胞的分化过程中发挥重要作用.     

人牛精浆相关蛋白的亚细胞定位及生物活性

利用红色荧光蛋白表达载体pDsRed1-N1与人睾丸中牛精浆相关蛋白基因(hbrp)重组为pDsRed1-N1/hbrp,真核表达载体pcDNA3.1-myc-his与hbrp重组为pcDNA3.1-myc-his/hbrp,分别转染HEK293细胞,建立稳定的真核表达细胞系。在荧光显微镜下观察HBRP的亚细胞定位,并用放射自显影检测该细胞系的蛋白激酶C(PKC)活性。HBRP定位在细胞膜及胞浆近膜处;HBRP对PKC活性有明显的抑制作用。从而确定了人新的精子结合蛋白HBRP在细胞内的定位,并认定了HBRP为有生物活性的功能蛋白。     

Identification of an Intrinsic Determinant Critical for Maspin Subcellular Localization and Function

Maspin, a multifaceted tumor suppressor, belongs to the serine protease inhibitor superfamily, but only inhibits serine protease-like enzymes such as histone deacetylase 1 (HDAC1). Maspin is specifically expressed in epithelial cells and it is differentially regulated during tumor progression. A new emerging consensus suggests that a shift in maspin subcellular localization from the nucleus to the cytoplasm stratifies with poor cancer prognosis. In the current study, we employed a rational mutagenesis approach and showed that maspin reactive center loop (RCL) and its neighboring sequence are critical for maspin stability. Further, when expressed in multiple tumor cell lines, single point mutation of Aspartate³⁴⁶ (D³⁴⁶) to Glutamate (E³⁴⁶), maspin^D346E, was predominantly nuclear, whereas wild type maspin (maspin^WT) was both cytoplasmic and nuclear. Evidence from cellular fractionation followed by immunological and proteomic protein identification, combined with the evidence from fluorescent imaging of endogenous proteins, fluorescent protein fusion constructs, as well as bimolecular fluorescence complementation (BiFC) showed that the increased nuclear enrichment of maspin^D346E was, at least in part, due to its increased affinity to HDAC1. Maspin^D346E was also more potent than maspin^WT as an HDAC inhibitor. Taken together, our evidence demonstrates that D³⁴⁶ is a critical cis-element in maspin sequence that determines the molecular context and subcellular localization of maspin. A mechanistic model derived from our evidence suggests a new window of opportunity for the development of maspin-based biologically competent HDAC inhibitors for cancer treatment.     

盐穗木功能未知蛋白 (HcUKPP)的亚细胞定位

藜科的极端盐生植物盐穗木（Halostachys caspica）的高盐胁迫抑制差减文库中有39%的功能未知蛋白（proteins with obscure features, POFs）,利用亚细胞定位分析可以初步判断其可能的功能.将盐穗木的1个POF-cDNA序列HcUKPP的编码区构建至pCAMBIA1301-GFP植物表达载体上,冻融法将重组质粒pCAMBIA1301-HcUKPP-GFP转化农杆菌EH105A,利用花序浸染法将基因导入拟南芥,经潮霉素筛选获得T1代阳性幼苗.通过激光扫描共聚焦显微镜观察转基因拟南芥植株的根部细胞. 结果显示,表达GFP蛋白的对照转基因植株中,绿色荧光在细胞核、细胞膜以及细胞质中均能检测到,而表达HcUKPP-GFP融合蛋白的转基因植株中,绿色荧光只在细胞质膜上表达,说明HcUKPP蛋白为细胞质膜相关蛋白.本研究为深入探讨盐穗木未知蛋白的功能奠定了基础.     

ADAM家族的结构特征与生物学功能

ADAM家族(A Disintegrin And Metalloproteinase domain)是一类包括去整合域和金属蛋白酶域的跨膜蛋白分子,具有发育、细胞间相互作用、精卵结合、肌管融合、神经发育和肿瘤发生等功能。本文对ADAM家族的结构和主要功能进行介绍。     

TRAF4的结构与生物学功能

TRAF(TNF receptor associated factor)家族蛋白是一类具有相同C末端保守结构域的细胞内接头蛋白,能够与包括TNF受体在内的多种受体蛋白相互作用传递信号并因此得名,目前已经发现了7种TRAF家族蛋白。TRAF4是TRAF家族蛋白中最古老的成员之一,最早在乳腺癌的转移淋巴结中发现,在多种实体肿瘤组织中存在高表达和亚细胞定位的异常。与其他TRAF家族蛋白主要参与免疫和炎症反应不同,TRAF4在免疫中的作用非常有限,目前其已知功能主要体现在胚胎发育、细胞极性、凋亡以及活性氧生成调节等方面。     

Heterodimerization,Altered Subcellular Localization,and Function of Multiple Zinc Transporters in Viable Cells Using Bimolecular Fluorescence Complementation

Zinc plays a crucial role in numerous key physiological functions. Zinc transporters (ZnTs) mediate zinc efflux and compartmentalization in intracellular organelles; thus, ZnTs play a central role in zinc homeostasis. We have recently shown the in situ dimerization and function of multiple normal and mutant ZnTs using bimolecular fluorescence complementation (BiFC). Prompted by these findings, we here uncovered the heterodimerization, altered subcellular localization, and function of multiple ZnTs in live cells using this sensitive BiFC technique. We show that ZnT1, -2, -3, and -4 form stable heterodimers at distinct intracellular compartments, some of which are completely different from their homodimer localization. Specifically, unlike the plasma membrane (PM) localization of ZnT1 homodimers, ZnT1-ZnT3 heterodimers localized at intracellular vesicles. Furthermore, upon heterodimerization with ZnT1, the zinc transporters ZnT2 and ZnT4 surprisingly localized at the PM, as opposed to their vesicular homodimer localization. We further demonstrate the deleterious effect that the G87R-ZnT2 mutation, associated with transient neonatal zinc deficiency, has on ZnT1, ZnT3, and ZnT4 upon heterodimerization. The functionality of the various ZnTs was assessed by the dual BiFC-Zinquin assay. We also undertook a novel transfection competition assay with ZnT cDNAs to confirm that the driving force for heterodimer formation is the core structure of ZnTs and not the BiFC tags. These findings uncover a novel network of homo- and heterodimers of ZnTs with distinct subcellular localizations and function, hence highlighting their possible role in zinc homeostasis under physiological and pathological conditions.     

亲环素A生物学活性研究进展

亲环素A（cyclophylin A,CypA）是一种多功能且保守的蛋白质,广泛分布在植物、动物和微生物等生物体内,CypA蛋白是第一个被发现的免疫抑制剂环孢霉素A在细胞内的亲环素受体蛋白。CypA在蛋白折叠、免疫抑制、炎症、病毒感染和细胞凋亡等方面的功能,以及植物亲环素功能的研究进展,可为进一步开发利用CypA提供理论依据。     

蛋白质分子细胞定位的应用

蛋白质分子的功能与其在细胞内的定位密切相关,其细胞定位在新基因克隆、基因功能研究、多肽分子细胞内传送、临床药物设计方面发挥越来越重要的作用。     

copine V蛋白的亚细胞定位

目的：确定copine V蛋白的亚细胞定位,初步研究该蛋白的生物学功能.方法：将copine V编码区基因分别构建真核表达载体pEGFP-copine V（或pRED-copine V）,转染HEK293、HeLa细胞,在激光共聚焦荧光显微镜下与转染空载体pEGFP-N1（或pRED-N1）的细胞比较观察.结果：经限制性内切酶分析鉴定,构建的重组表达载体正确.通过激光共聚焦荧光显微镜观察,转染了重组载体pEGFP-copine V的细胞荧光信号集中分布于胞膜和内膜系统;进一步研究表明copine V定位于内质网而非线粒体,而空载体则在整个细胞中均匀分布.结论：copine V蛋白定位于细胞膜和内质网上,而不定位于线粒体.     

肿瘤坏死因子受体作用因子3(TRAF3)结构及生物学功能

目前在哺乳动物中发现6个肿瘤坏死因子受体作用因子(TNF receptor associated factors,TRAFs)家族成员,它们主要参与TNF受体家族信号通路.这些TRAF成员在C末端有螺旋卷曲结构和保守的TRAF结构域.TRAF3是TRAF家族中功能最为多样化的成员之一.1996年对TRAF3基因敲除小鼠进行研究发现,小鼠在出生早期死亡,这阻碍了TRAF3的生物学功能进一步研究,另一方面也证实了TRAF3在出生后发育以及维持正常的免疫系统功能方面有着重要生物学功能.10年后研究发现,TRAF3的缺失能够导致非经典NF-κB信号通路激活,这使得TRAF3在该信号通路中的功能得到了进一步的阐述.最近研究表明,TRAF3不仅能够负向调节NF-κB和MAPK信号通路,还能够正向调节Ⅰ型干扰素的产生.通过研究还发现,TRAF3可能存在着负向调节钙调蛋白磷酸酶活性的新功能.因此,研究TRAF3在免疫信号通路中的作用以及与之相关的病毒疾病具有重要的意义.