甲壳动物蜕皮抑制激素调控机制的研究进展

甲壳动物的蜕皮过程主要是由Y器(Y-organ)分泌的蜕皮类固醇激素与X器-窦腺复合体(X-organ-sinus gland,XO-SG)分泌的蜕皮抑制激素MIH相互拮抗而进行调控的。而MIH调控机制较为复杂,且存在争议。本文就MIH调控机制的研究进展,包括研究方法,以及目前调控机制中争议最大的3个问题:MIH受体、cAMP与cGMP功能以及Ca2+功能作一综述。     

人孤儿受体GPR81分子克隆、组织分布及表达工程细胞株的建立

采用PCR技术分别从人全血基因组DNA及引产胚胎肾组织cDNA中扩增得到gpr81的全长cDNA序列(1041bp),运用生物信息学手段绘制该基因的分子进化树,显示该基因的氨基酸序列与烟酸受体同源性最高;然后,采用RT-PCR法分析该基因表达的组织分布,组织表达谱显示该基因在多种组织均有表达,以心脏及肝脏组织为最高;利用分子克隆手段构建含6×组氨酸(His)标签蛋白的真核表达载体pcDNA3·1(-)/his-myc-A-gpr81,通过脂质体介导,将该重组质粒转染CHO-K1细胞,RT-PCR证实该基因已整合入CHO-K1细胞的基因组中,Western-blot表明GPR81在CHO-GPR81工程细胞株中有表达。组织表达谱的检测和工程细胞株的建立为进一步研究该受体的生物学功能奠定了基础。     

布氏田鼠GnRH基因克隆及不同组织和发育阶段的基因表达特征

促性腺激素释放激素(GnRH)由GnRH编码,是调节动物繁殖活动的核心神经内分泌物质。布氏田鼠Lasiopodomys brandtii是我国内蒙古东部草原区的害鼠之一,具有明显季节性繁殖特征,但其繁殖调控机制仍未完全明确。本研究克隆了来自布氏田鼠下丘脑的GnRH cDNA序列,使用实时荧光定量技术检测了不同组织、不同年龄阶段GnRH mRNA水平。结果表明,克隆获得GnRH cDNA序列497 bp,包含开放阅读框273 bp,编码90个氨基酸和1个终止密码子的GnRH前体。DNA序列比对和氨基酸序列同源性分析表明,布氏田鼠下丘脑GnRH基因属于Ⅰ型,与橙腹田鼠Microtus ochrogaste GnRH1相似性最高。GnRH mRNA在下丘脑、垂体、睾丸、肾上腺、肠、膀胱均有表达。雄鼠血清睾酮水平和雌鼠血清雌二醇水平在出生后8周、36周、80周处于高水平,显著高于4周龄鼠,但除80周龄鼠下丘脑GnRH表达量处于高水平,8周龄、36周龄鼠GnRH表达量与4周龄鼠差异均无统计学意义。推测4周龄鼠下丘脑GnRH受GnRH调节剂的中心抑制,而8周龄、36周龄鼠下丘脑GnRH受性类固醇介导的反馈抑制调控,当年龄增加至80周龄,性类固醇介导的反馈抑制消失或者应答时间延长。本研究结果为探究布氏田鼠繁殖调控规律提供了更多基础资料。     

家鸡G蛋白偶联受体78基因的克隆与组织表达图谱分析

G蛋白偶联受体(GPCR)是一大类膜受体超家族,参与了机体几乎所有的生理过程,是一类重要信号分子受体。GPR78作为GPCR超家族的成员之一,属于孤儿型受体。目前,在脊椎动物中,针对该基因结构与功能的研究极少。本研究以家鸡为动物模型,通过RT-PCR方法克隆了GPR78基因的编码区序列,并探究了该基因在家鸡各组织中的表达情况。结果显示:家鸡GPR78基因编码区全长为1020 bp,含3个外显子,可编码1个长为339个氨基酸的7次跨膜受体;该基因在家鸡脑各功能区及垂体中高表达,而在其他外周组织中均不表达。本研究为后续探究GPR78基因在家鸡中的生理功能奠定基础。     

家鸡似G蛋白偶联受体119基因的克隆与组织表达分析

G蛋白偶联受体119(GPR119)是A型视紫红质G蛋白偶联受体家族成员。在哺乳动物中,该基因高表达于胰腺β细胞和PP细胞以及小肠组织的内分泌L细胞,参与胰岛素释放调节。本文以家鸡Gallus gallus小肠cDNA为模板,首次克隆到似GPR119新基因,将其命名为cGPR119b基因。结果显示:cGPR119b基因的cDNA全长954 bp,编码具317个氨基酸的前体蛋白。将家鸡GPR119b前体蛋白氨基酸序列与绿头鸭Anas platyrhynchos、绿海龟Chelonia mydas、西部锦龟Chrysemys picta bellii和火鸡Meleagris gallopavo的序列进行比对,分别具有79.9%、61.0%、62.3%、95.5%的相似度。利用反转录PCR和RACE技术,家鸡GPR119b的5'-UTR亦获分离,该片段678 bp。本研究亦采用实时荧光定量PCR探究cGPR119b基因的组织表达,发现其在大脑、肝脏、肾脏、卵巢、精巢、垂体、胰腺、皮肤、脂肪、肺、十二指肠、空肠、回肠、盲肠、直肠等组织中有表达,其中,在肝脏、肾脏、盲肠和精巢的表达量较高,在胰腺、皮肤、脂肪和肺组织中仅有微量表达。本研究为进一步探究cGPR119b基因在家鸡中的生理功能奠定了基础。     

鲤鱼硒蛋白W基因的克隆、序列分析及其组织表达

硒蛋白是一类含有硒代半胱氨酸(Selenocysteine,Sec)的蛋白质,具有抗氧化和免疫调节等多种生物学功能。尽管目前已知硒对鱼类生长发育、抗氧化和免疫等方面有着重要的作用,但是有关鱼类硒蛋白的研究还不全面,特别是对鱼类硒蛋白W(Selenoprotein W,Sel W)的结构和功能还知之甚少。为了深入研究鱼类硒蛋白的结构特征和生理作用,本文利用RT-PCR和RACE技术从肝胰脏中克隆获得了鲤鱼Cyprinus carpio Sel W的c DNA全长序列(cc Sel W)。cc Sel W c DNA全长704 bp,含有261 bp的开放阅读框,编码86个氨基酸。预测的cc Sel W分子量为9.5 k D,在其N-端含有特征序列C-X-X-U基序,且第13位氨基酸为13Sec。在cc Sel W c DNA 3'-UTR区域含有一个89 bp的Sec插入序列(Sec-insertion sequence,SECIS),形成经典的AUGA-AA-GA型SECIS。由于在其SECIS二级结构的顶环上有一个额外的小茎-环结构,所以鲤鱼SECIS属于Ⅱ型SECIS结构。cc Sel W与斑马鱼Danio rerio和热带爪蟾Xenopus tropicalis的同源性最高,均为84.7%,与其他物种的同源性在54%~60%之间。系统发育树结果显示,cc Sel W和斑马鱼、两栖类位于同一分支上。RT-PCR结果显示,cc Sel W mRNA在所检测的11个组织中均有表达,其中以精巢中的表达量为最高,下丘脑和肠中表达量次之,其余组织中表达量大致相当,低于精巢、下丘脑和肠。这些结果丰富了鱼类Sel W的研究内容,为进一步研究其结构和功能奠定了基础。     

Expression of a Recombinant Molt-Inhibiting Hormone of the Kuruma Prawn Penaeus japonicus in Escherichia coli

The crustacean molt-inhibiting hormone (MIH) suppresses ecdysteroid synthesis by the Y-organ. The MIH of the kuruma prawn Penaeus japonicus has recently been isolated and its cDNA cloned. In this study, we expressed the MIH in Escherichia coli to obtain a large quantity of this hormone with biological activity. The MIH cDNA was processed and ligated into an expression plasmid. E. coli was transformed with this plasmid, and then the recombinant MIH (r-MIH) was expressed. The r-MIH was put through the refolding reaction and was purified by reverse-phase HPLC. N-terminal amino acid sequence and time-of-flight mass spectral analyses supported the idea that the r-MIH had the entire sequence. By in vitro bioassay using the Y-organ of the crayfish, the r-MIH was found to be comparable to natural MIH in inhibiting ecdysteroid synthesis.     

Molecular Cloning, Expression and Subcellular Localization of a BiP Homolog from Rice Endosperm Tissue

The ER luminal binding protein, BiP, has been linked to prolamineprotein body formation in rice. To obtain further informationon the possible role of this chaperone in protein body formationwe have cloned and sequenced a BiP cDNA homolog from rice endosperm.The rice sequence is very similar to the maize BiP exhibiting92% nu-cleotide identity and 96% deduced amino acid sequenceidentity in the coding region. Substantial amino acid sequencehomology exists between rice BiP and BiP homo-logs from severalother plant and animal species including long stretches of conservationthrough the amino-terminal ATPase domain. Considerable variation,however, is observed within the putative carboxy-terminal peptide-bind-ingdomain between the plant and nonplant BiP sequences. A singleband of approximately 2.4 kb was visible when RNA gel blotsof total RNA purified from seed tissue were probed with radiolabeledrice BiP cDNA. This band increased in intensity during seeddevelopment up to 10 days after flowering, and then decreasedgradually until seed maturity. Protein gel blots indicated thatBiP polypeptide accumulation parallels that of the prolaminepolypeptides throughout seed development. Immunocytochemicalanalysis demonstrated that BiP is localized in a non-stochasticfashion in the endoplasmic reticulum membrane complex of developingendosperm cells. It is abundant on the periphery of the proteininclusion body but not in the central portion of the proteinbody or in the cisternal ER membranes connecting the proteinbodies. These data support a model which proposes that BiP associateswith the newly synthesized prolamine polypeptide to facilitateits folding and assembly into a protein inclusion body, andis then recycled. (Received October 21, 1996; Accepted January 20, 1997)     

家鸡G蛋白偶联受体161的基因克隆、分子进化和组织表达

G蛋白偶联受体161(GPR161)是G蛋白偶联受体家族孤儿受体家族成员,在哺乳动物晶状体发育调节和神经胚形成中具有重要作用。近年来研究发现该蛋白罕见地拥有类似支架蛋白的结构特征,暗示其信号转导机制不同于其他G蛋白偶联受体。本研究以家鸡Gallus gallus为动物模型,探究GPR161基因序列信息、分子遗传进化关系以及其组织表达图谱。家鸡GPR161基因编码区序列全长1 566 bp,编码具521个氨基酸的前体蛋白。序列分析显示,家鸡GPR161基因编码区与人Homo sapiens、小鼠Mus musculus、斑马鱼Danio rerio的氨基酸相似度分别为83.0%、82.6%、65.8%。分子进化遗传分析结果显示,GPR161基因在家鸡与斑马鱼的进化关系比家鸡与人或小鼠都更为疏远。利用荧光定量PCR探究家鸡GPR161基因在各组织的表达分布,结果显示,家鸡GPR161基因mRNA在精巢或卵巢、大脑、心脏、肌肉中有较高表达。本研究是鸟类中关于GPR161基因的首次报道,研究结果为进一步探究GPR161基因在鸟类中的生理效应提供参考。     

猪生长激素cDNA的分子克隆

用改进的氯化锂沉淀沉法和寡聚(dT)一纤维素亲和层析法由猪垂体制得总mRNA。以此总mRNA为模板,合成cDNA。钝端连接重组到质粒pUC19的SmaI位点,转化E.coli JM107,筛选出阳性克隆。用限制性内切酶酶切签定及5’端部分核苷酸序列分析证明:克隆了全长猪生长激素cDNA,其长度约为896bp。     

甲壳动物高血糖激素家族生理功能研究进展

甲壳动物高血糖激素家族是甲壳动物特有的神经多肽激素家族,主要由眼柄的X-器窦腺复合体(XO-SG)合成与分泌,包括高血糖激素(CHH)、蜕皮抑制激素(MIH)、性腺抑制激素(GIH)和大颚器抑制激素(MOIH),协同调控着甲壳动物的生长、繁殖与蜕皮等生理生化过程.本文就目前CHH家族神经肽的功能研究,包括功能研究的方法、各个激素的功能以及分泌调控等研究进展作一综述.     

鲢鱼、鳙鱼、草鱼谷胱甘肽过氧化物酶cDNA的克隆及肝组织表达

利用RT-PCR技术分别从淡水食毒藻鱼类鲢鱼(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙鱼(Aristichthys nobilis)及草食性鱼类草鱼(Ctenopharyngodon idella)肝组织扩增出谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)cDNA核心序列。序列分析表明鲢鱼、鳙鱼、草鱼GPX的cDNA序列均为263bp,编码87个氨基酸。鲢鱼、鳙鱼、草鱼与斑马鱼(Danio rerio)(同属鲤科)、条石鲷(Oplegnathus fasciatus)、虹鳟(Oncorhynchus mykiss)(鲈形目)等鱼类GPX氨基酸序列同源性很高,为75%～93%;与人(Homo sapiens)、小鼠(Mus musculus)、大鼠(Rattus norvegicus)、猪(Sus scrofa)、牛(Bos taurus)等哺乳动物GPX氨基酸序列的同源性也较高,为76%～79%。以β-肌动蛋白为内参照,比较鲢鱼、鳙鱼、草鱼肝组织GPX cDNA的表达水平,鲢鱼、鳙鱼肝组织GPX的表达量远高于草鱼肝的GPX表达量,这与鲢鱼、鳙鱼大量摄入微囊藻毒素在鱼体内引发产生过量的脂过氧化物相适应。     

牛生长激素基因的人工合成,重组克隆及高效表达

本文通过设计选择大肠杆菌高频利用密码子代替天然密码子,人工全合成３２个寡聚核苷酸片段;连接并克隆获得Ａ（２７８ｂｐ）、Ｂ（８８ｂｐ）、Ｃ（２２４ｂｐ）３个较大ＤＮＡ片段;经重组克隆、定位突变等获得阳性克隆;双向ＤＮＡ序列测定分析表明获得了两种人工全合成牛生长激素（ｂＧＨ）编码基因,即编码Ｎ－Ｍｅｔ－Ａｌａ－ｂＧＨ和Ｎ－Ｍｅｔ－Ｐｈｅ－ｂＧＨ的两个基因,而至今尚未见有人工全合成ｂＧＨ基因的报道。构建了在ＰＬｐｒｏｍｏｔｅｒ控制下含上述合成基因的表达质位ｐＢＬｂＧＨＥ７Ａ１和ｐＢＬｂＧＨＥ８,并在大肠杆菌中进行了温敏诱导表达。经ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析,表达产物占全菌蛋白的３７％以上。Ｗｅｓｔｅｒｎ－ｂｌｏｔ分析和纯化产物的Ｎ端氨基酸序列测定结果都表明上述两种人工全合成ｂＧＨ基因在大肠杆菌中得到了高效表达,表达量为现今国际文献报道的高限水平。     

Molecular Cloning, Water Channel Activity and Tissue Specific Expression of Two Isoforms of Radish Vacuolar Aquaporin1

A major membrane intrinsic protein (VM23) in vacuoles of radish(Raphanus) tap root was investigated. The cDNAs for two isoformsof VM23,