额外的错配碱基提高T4 DNA连接酶等位特异性连接

连接是一种主要的DNA处理过程。由于较低的商业成本以及核酸底物识别的灵活性,T4 DNA连接酶被广泛应用于生物分子工程,特别是特定核酸序列的等位特异性连接检测。本文评估了在T4 DNA连接酶介导的连接反应中,引入额外的错配碱基对所产生的影响。设计了超过150组DNA/DNA或DNA/RNA带有的额外错配碱基对的组合。结果发现,引入额外的错配碱基对后,T4 DNA 连接酶在DNA/DNA连接中特异性可提高60倍以上,而在DNA/RNA连接中特异性只能提高2倍。在等位特异性连接中,有的错配碱基对可使T4 DNA连接酶的特异性提高600多倍。     

芜菁类黄酮3′-羟化酶基因的功能鉴定及启动子初步分析

类黄酮3′-羟化酶（Flavonoid 3′-hydroxylase,F3′H）是细胞色素P450单加氧酶,在花青素合成途径中催化二氢山奈酚生成二氢槲皮素,进而形成矢车菊色素。利用津田芜菁BrF3′H1和赤丸芜菁BrF3′H2基因构建过量表达载体后遗传转化烟草,转基因植株的花色加深。通过染色体步移法克隆了BrF3′H1和BrF3′H2基因上游846和851 bp的启动子序列。生物信息学分析表明,BrF3′H1P和BrF3′H2P均包含TATA box、CAAT box、光调控元件、MRE、ABRE、ATGCAAAT-motif、ERE、O2-site、RY-element、LTR等多个顺式作用元件;二者的核苷酸序列在7个位点存在差异。利用BrF3′H1P和BrF3′H2P序列替换pCAMBIA1301植物表达载体的35S启动子后遗传转化烟草。GUS组织化学染色结果表明,BrF3′H1P和BrF3′H2P序列均能驱动GUS基因表达。通过PCR方法获得了BrF3′H1P和BrF3′H2P的一系列缺失片段,融合GUS基因后转化烟草。染色结果显示,BrF3′H1P和BrF3′H2P系列缺失片段均具有起始GUS基因表达的活性。BrF3′H1和BrF3′H2基因的功能鉴定及启动子的初步分析将为揭示津田芜菁和赤丸芜菁F3′H基因的光诱导表达调控机理奠定研究基础。     

雌激素受体2（ESR2）mRNA 5′非翻译区内部核糖体进入位点活性的鉴定与分析

真核生物除了传统的帽依赖型翻译机制外,还存在内部核糖体进入位点（internal ribosome entry site, IRES）介导的翻译机制。雌激素受体2（estrogen receptor 2, ESR2）是雌激素受体家族成员之一,其编码的蛋白质在许多肿瘤中发挥重要的作用。ESR2蛋白的异常表达会导致众多肿瘤的发生,但其蛋白质翻译水平的调控机制至今仍不清楚。研究发现,在药物刺激的条件下,乳腺癌细胞MCF7/WT中ESR2蛋白的表达提高,但是其转录水平基本未见发生改变。猜测ESR2 mRNA 5′非翻译区（5′ untranslated region, 5′ UTR）具有IRES活性。为了验证ESR2 mRNA 5′ UTR是否具有IRES元件,将ESR2 mRNA 5′ UTR插入到双顺反子报告基因载体（pRF）中,构建pRL-ESR2-FL重组质粒载体,将其瞬时转染到HEK293细胞。结果发现,ESR2 mRNA 5′ UTR有假定的IRES活性。并且通过3个排除实验验证了ESR2 IRES活性与其5′ UTR中的内部潜在启动子（P<0.0001）、内部剪切位点以及核糖体通读无关。进一步对其序列进行截短研究发现,ESR2 IRES活性发挥的关键区域是3′端的439～468 nt,且ESR2 IRES最大活性的发挥依赖于5′ UTR序列的完整性。并且发现,ESR2 IRES活性的发挥不但需要特定的一级核酸序列,还要有稳定的二级茎环结构。此研究有望为ESR2蛋白调控的相关疾病提供新的药物治疗靶点。     

内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶关键氨基酸位点的改造提高对烷基取代2-酮酸的催化活力

【背景】高效实现D-氨基酸的生物合成一直是人们关注的热点。内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶(meso-diaminopimelate dehydrogenase,DAPDH)能够直接催化2-酮酸和氨合成D-氨基酸。【目的】提高DAPDH对烷基取代2-酮酸的催化活力,并解释其催化机制。【方法】以来源于嗜热共生杆菌(Symbiobacteriumthermophilum)的内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶(StDAPDH)为模板,在前期结构分析结合被选择位点突变结果的基础上,确定对H227位进行定点饱和突变,并以D-丙氨酸、D-2-氨基丁酸、D-正缬氨酸、D-谷氨酸为底物进行筛选。【结果】获得突变体H227Q和H227N。突变体H227Q对丙酮酸、2-氧代丁酸、2-氧代戊酸、2-酮戊二酸的比活力比野生型分别提高了10.9、11.5、8.6和7.6倍。动力学参数表明,突变体H227Q同时提高了酶对底物的亲和力及催化常数,使其对丙酮酸的催化效率(k_(cat)/K_m)相较于野生型提高了9.4倍。利用分子模拟技术分析突变体H227Q与产物氨基酸之间的相互作用表明,227位的谷氨酰胺通过与氨基酸的羧酸形成氢键,使得氨基酸产物Cα上的氢和辅酶烟酰胺环C4原子之间的距离缩短。【结论】利用定向进化技术提高DAPDH对烷基取代2-酮酸的催化活力,有助于开发新型的高效生物催化剂,这些工作也为下一步继续进行更具挑战性的D-氨基酸研究提供了基础。     

不同处理方法对灵芝β-葡聚糖降解效果的比较研究

本研究采用酸法、碱法、酶法和微波法对灵芝β-葡聚糖进行降解,通过降解率、产物分子量变化、产物聚合度分布等指标比较了不同方法的降解效果。结果表明,微波法降解率高达94%,处理后产物的分子量明显降低,寡糖产物聚合度分布广。酶法降解率约为40%,寡糖产物中含有DP2-5的成分。酸法及碱法降解率低于20%,寡糖产物少。研究表明,与其他3种方法相比,微波法降解率高、产物丰富、操作条件易于控制,是一种简单、高效的降解灵芝β-葡聚糖、制备灵芝β-葡寡糖的方法。     

α-硫辛酸对H9c2细胞在H2O2导致的氧化应激损伤中的保护作用

缺血再灌注产生的氧自由基会导致心肌细胞凋亡. 近年研究发现, α-硫辛酸（α-lipoic acid, LA）具有抗氧化作用, 但LA是否能够对抗心肌细胞凋亡, 保护心脏功能的作用尚未明确. 本研究利用H2O2诱导的心肌细胞H9c2氧化应激模型, 分别用CCK 8方法检测细胞存活率、Hoechst33342染色观察细胞核的形态变化、流式细胞术检测细胞凋亡率、real time PCR法检测Bcl 2/Bax基因表达变化, 评价LA是否具有对抗氧化损伤引起的心肌细胞凋亡能力. 结果显示, LA能提高H2O2损伤的H9c2细胞存活率, 降低心肌细胞凋亡, 而且LA通过上调Bcl 2的表达而发挥抑制细胞凋亡的作用. 研究结果证实, LA对氧化应激损伤的心肌细胞具有较好的保护作用. 该研究为LA在临床上用于治疗氧化应激引起的心肌细胞凋亡提供了实验依据.     

5-烯丙基-7-二氟亚甲基白杨素对体外培养人宫颈癌细胞生长抑制作用的研究

目的:研究5-烯丙基-7-二氟亚甲基白杨素(ADFMChR)体外抗宫颈癌作用.方法:台盼蓝染色细胞计数法测定ADFMChR对体外培养人宫颈癌细胞HeLa细胞和正常人脐静脉内皮HUVEC细胞增殖的影响;软琼脂克隆形成法及平血克隆形成法测定ADFMChR对体外培养HeLa细胞的非锚定依赖性及锚定依赖性生长作用;PI染色流式细胞术(FCM)分析ADFMChP,对HeLa细胞周期的影响.结果:ADFMChR抑制体外培养人宫颈癌HeLa细胞增殖和生长,呈剂量和时闻依赖性.其效价强度高于先导化合物白杨素(ChR),而对正常人脐静脉内皮HUVEC细胞的毒性小;ADFMChR呈剂量依赖性抑制细胞集落形成;不同浓度的ADFMChR作用于HeLa细胞后,使细胞周期阻滞于G1期.结论:ADFMChR具有抑制宫颈癌HeLa细胞生长的作用.     

HIPK2对七氟醚暴露后原代海马神经元凋亡的影响

目的:构建sh Hipk2慢病毒表达载体,并探讨同源结构域相互作用蛋白激酶2(homeodomain-interacting protein 2,HIPK2)在七氟醚诱导的原代海马神经元凋亡中的作用。方法:设计并构建针对HIPK2靶基因的慢病毒,转染至原代海马神经元,通过免疫荧光检测转染效率,应用RT-PCR验证干扰效果。病毒转染3 d后,处理组经过4.1%的七氟醚暴露6 h后,进行相应的检测。采用CCK8比色法检测各组细胞活性,LDH检测细胞毒性,FITC/PI流式细胞仪及Western Blot检测细胞凋亡。结果:RT-PCR显示较Scr组与Con组相比,sh HIPK2组HIPK2 m RNA水平明显下降(P0.0001),干扰效率为75.29%,提示靶向沉默HIPK2的慢病毒sh RNA表达载体构建成功。Scr+Sev组细胞活力较Scr组相比显著下降而细胞毒性明显增加(P0.05),sh HIPK2+Sev组与sh HIPK2组相比细胞活力与细胞毒性均无统计学差异(P0.05)。流式凋亡细胞检测结果显示Scr+Sev组凋亡细胞数明显高于Scr组(P0.05),而sh HIPK2+Sev组与Sh HIPK2组相比无统计学差异(P0.05)。Western Blot结果显示Scr+Sev组Cl-caspase 3蛋白水平较Scr组相比明显升高,sh HIPK2+Sev组与sh HIPK2组相比无统计学差异(P0.05)。结论:HIPK2可促进七氟醚引起的原代海马神经元的凋亡。     

分子佐剂C3d上调Raji细胞协同刺激分子B7-1和B7-2的表达(简报)

我们在以往研究中,引入选择性增强体液免疫效应的新型分子佐剂C3d,成功构建了重组避孕疫苗hCGB-C3d3,通过免疫Th2型优势的 BALB/c小鼠和,Th1型优势的C57BL/6小鼠,显示分子佐剂C3d在不同品系小鼠均使免疫效应从Th1型细胞免疫向Th2型体液免疫偏倚。     

N-（4-甲基-2-氨基苯并噻唑）α-氨基-α-（3-三氟甲基苯基）-0，0-二（2-烷氧基乙基）亚膦酸酯对小麦赤霉病原菌的抑制活性及作用机制的初步探究

实验室条件下采用生长速率法测定化合物N-(4-甲基-2-氨基苯并噻唑)α-氨基-α-(3-三氟甲基苯基)-O,O-二(2-烷氧基乙基)亚膦酸酯对小麦赤霉病原菌(Fusarium graminearum)的离体抑制效果,并初步研究了其抑制小麦赤霉病原菌作用机制.实验结果表明,该化合物对小麦赤霉病原菌的EC_(50)为46.05 μg/mL,当化合物浓度为50 μg/mL时,对该病原菌的抑制率就达到了60.5 %.以浓度为250 μg/mL的该供试化合物处理小麦赤霉病原菌菌丝24 h后,其细胞膜通透性增强,菌体内还原糖、几丁糖和可溶性蛋白含量及几丁质酶活性在短时间内均出现先升高然后下降的趋势.     

Crystallographic Analysis of the Reaction Cycle of 2′,3′-Cyclic Nucleotide 3′-Phosphodiesterase,a Unique Member of the 2H Phosphoesterase Family

2H phosphoesterases catalyze reactions on nucleotide substrates and contain two conserved histidine residues in the active site. Very limited information is currently available on the details of the active site and substrate/product binding during the catalytic cycle of these enzymes. We performed a comprehensive X-ray crystallographic study of mouse 2′,3′-cyclic nucleotide 3′-phosphodiesterase (CNPase), a membrane-associated enzyme present at high levels in the tetrapod myelin sheath. We determined crystal structures of the CNPase phosphodiesterase domain complexed with substrate, product, and phosphorothioate analogues. The data provide detailed information on the CNPase reaction mechanism, including substrate binding mode and coordination of the nucleophilic water molecule. Linked to the reaction, an open/close motion of the β5–α7 loop is observed. The role of the N terminus of helix α7—unique for CNPase in the 2H family—during the reaction indicates that 2H phosphoesterases differ in their respective reaction mechanisms despite the conserved catalytic residues. Furthermore, based on small-angle X-ray scattering, we present a model for the full-length enzyme, indicating that the two domains of CNPase form an elongated molecule. Finally, based on our structural data and a comprehensive bioinformatics study, we discuss the conservation of CNPase in various organisms.     

The Local Dinucleotide Preference of APOBEC3G Can Be Altered from 5′-CC to 5′-TC by a Single Amino Acid Substitution

APOBEC3A and APOBEC3G are DNA cytosine deaminases with biological functions in foreign DNA and retrovirus restriction, respectively. APOBEC3A has an intrinsic preference for cytosine preceded by thymine (5′-TC) in single-stranded DNA substrates, whereas APOBEC3G prefers the target cytosine to be preceded by another cytosine (5′-CC). To determine the amino acids responsible for these strong dinucleotide preferences, we analyzed a series of chimeras in which putative DNA binding loop regions of APOBEC3G were replaced with the corresponding regions from APOBEC3A. Loop 3 replacement enhanced APOBEC3G catalytic activity but did not alter its intrinsic 5′-CC dinucleotide substrate preference. Loop 7 replacement caused APOBEC3G to become APOBEC3A-like and strongly prefer 5′-TC substrates. Simultaneous loop 3/7 replacement resulted in a hyperactive APOBEC3G variant that also preferred 5′-TC dinucleotides. Single amino acid exchanges revealed D317 as a critical determinant of dinucleotide substrate specificity. Multi-copy explicitly solvated all-atom molecular dynamics simulations suggested a model in which D317 acts as a helix-capping residue by constraining the mobility of loop 7, forming a novel binding pocket that favorably accommodates cytosine. All catalytically active APOBEC3G variants, regardless of dinucleotide preference, retained human immunodeficiency virus type 1 restriction activity. These data support a model in which the loop 7 region governs the selection of local dinucleotide substrates for deamination but is unlikely to be part of the higher level targeting mechanisms that direct these enzymes to biological substrates such as human immunodeficiency virus type 1 cDNA.     

Binding of 2′-Amino-2′-Deoxycytidine-5′-Triphosphate to Norovirus Polymerase Induces Rearrangement of the Active Site

Crystal structures of a genogroup II.4 human norovirus polymerase bound to an RNA primer-template duplex and the substrate analogue 2′-amino-2′-deoxycytidine-5′-triphosphate have been determined to 1.8 Å resolution. The alteration of the substrate-binding site that is required to accommodate the 2′-amino group leads to a rearrangement of the polymerase active site and a disruption of the coordination shells of the active-site metal ions. The mode of binding seen for 2′-amino-2′-deoxycytidine-5′-triphosphate suggests a novel molecular mechanism of inhibition that may be exploited for the design of inhibitors targeting viral RNA polymerases.     

胰高血糖素样多肽-1拮抗2型糖尿病胰岛细胞凋亡损伤

胰高血糖素样多肽-1（glucogen like peptide 1, GLP-1）在胰岛素分泌过程中扮演重要角色,并在改善β细胞功能方面有着令人瞩目的效应,但有关其作用机制尚需更深入研究。本研究探讨GLP-1对2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus, T2DM）大鼠模型胰岛细胞损伤的影响,观察GLP-1在T2DM大鼠胰岛细胞凋亡损伤机制中所发挥的作用。HE染色结果发现,糖尿病大鼠胰岛损伤。ELISA结果表明,糖尿病患者和糖尿病大鼠血清中GLP-1表达水平上调。放射免疫结果表明,GLP-1和谷氧还蛋白1（Grx1）促进HIT-T 15细胞分泌胰岛素,Cd抑制胰岛素的分泌。免疫组化结果表明,糖尿病大鼠GLP-1加药处理后,各组与糖尿病组相比,药物提高了Grx1和胰岛素表达水平,降低了胰高血糖素表达水平,同时降低了活性胱天蛋白酶3（caspase-3）的表达。本研究结果提示,GLP-1在肥胖T2DM大鼠胰岛细胞凋亡中起保护作用,同时可调节胰岛素和胰高血糖素水平,其机制可能与Grx1相关     

一种嗜热耐酸古细菌JP2菌株编码的热稳定DNA连接酶的生物化学及酶学特性研究

对分离自巴布亚新几内亚地热活跃区的一种嗜热耐酸古细菌——JP2菌株中的DNA连接酶基因进行了克隆、表达、纯化,并对其生物化学及酶学特性进行了研究.对其核酸及氨基酸序列的分析表明:JP2菌株的DNA连接酶与古细菌种Sulfolobussolfataricus和Sulfolobusshibatae的DNA连接酶具有很高的同源性,尤其在与功能紧密相关的6个保守结构基序的一致性更高.JP2连接酶表现出高的DNA缺口连接活性,在二价金属辅因子的选择方面,JP2连接酶更倾向于Mn2 离子而不是Mg2 、Ca2 及其他离子.不同温度时的热稳定性测试显示:JP2连接酶在50～80℃时为较适连接温度,当温度不超过85℃时,连接酶的活性在5h内保持相对稳定,但在90℃以上活性则很快降低.还分离纯化了JP2的分子伴侣——TF55,并将其应用于增加JP2连接酶的热稳定性研究.结果表明:在体外85℃时,分子伴侣未增加连接酶的热稳定性,可能的原因是在85℃体外状态下TF55本身就表现出不稳定性.     

Investigation of the pharmacokinetics of gemcitabine and 2',2'-difluorodeoxyuridine in human plasma by liquid chromatography

Gemcitabine (2',2'-difluorodeoxycytidine, dFdC) is a difluorine-substituted deoxycytidine analogue that has demonstrated antitumor activity against solid tumors. The pharmacokinetics of dFdC and its metabolite, 2',2'-difluorodeoxyuridine (dFdU) have been studied; however, their disposition has never been evaluated in a patient with bladder cancer. A patient with bladder cancer was treated with dFdC 1000 mg/m(2) over a 30min period. The patient received a dFdC infusion once per week for 3 weeks followed by a rest week. Serial plasma samples were obtained prior to, during, and after completion of the infusion for determination of dFdC and dFdU concentrations. dFdC and dFdU concentrations were measured using normal-phase high-performance liquid chromatography and one-compartment open model methods. Maximum plasma concentrations (C(max)) and area under the plasma concentration-time curve for dFdC and dFdU were 24.5 microg/ml and 11200 microg/Lh, 49.1 microg/ml and 272,800 microg/Lh, respectively.     

PICK1中N端酸性区域对其PDZ结构域脂质结合能力的调节

蛋白激酶Cα相互作用蛋白1(protein interacting with Cα kinase 1, PICK1)是衔接膜上受体和蛋白激酶Cα的重要蛋白.利用荧光光谱结合定点突变技术 、蛋白与脂质覆盖法等方法,分析了PICK1蛋白N末端区域几个酸性氨基酸残基对PDZ 结构域与膜脂结合的影响,以及钙离子结合N末端酸性区域对PDZ脂结合能力的调节. 结果显示, 带有上游酸性区域的PDZ结构域（NPDZ）的脂质结合能力仅相当PDZ结构 域的15%,相比单独的PDZ结构域与脂质的解离常数Kd(PDZ)为1.58×103 μg·L-1, NPDZ与脂质解离常数Kd(NPDZ)为3.3×104μg·L-1,其中在N末端酸性残基中D8与 D12两个天冬氨酸是影响脂质结合能力减弱的关键残基,若将二者分别突变为丙氨酸 后,NPDZ与脂质的解离常数分别为：Kd (D8/A)=4.42×103μg·L-1;Kd (D12/A) =1.73×103μg·L-1接近于PDZ结构域与脂质结合能力;钙离子会增强NPDZ脂结合能力,当钙离子浓度达到30 μmol/L时,NPDZ的脂结合能力提高2.3倍,但只相当于PDZ的50% 的结合能力.