ras基因产物p^21的分子进化和癌变机理探讨

作者收集了人、果蝇、酵母、粘菌和病毒的10种P21氨基酸全顺序,运用AADIS和UPGMA两程序并结合进一步的数据分析揭示:①就协同进化来说,ras基因每年每基因平均重复率为2.78×10~(-9),这或许系迄今报道的最低速率保持者;②ras基因每年每氨基酸替代率为2.23×10~(-10),这在进化上是相当保守的。数据分析进一步证实的实验结果还有:①v-Has和v-Kis分别来自c-H-ras1和c-K-ras2;②c-H-ras1、c-K-ras2和c-N-ras由一个共同的祖先基因演化而来。根据Fitch等的观点,我们在此特别提出了p21的不变子/共变子转化假说,从分子进化角度对P21在癌变中的作用作出可能的解释。     

食蚜瘿蚊对莴苣指管蚜的捕食作用

【目的】为明确食蚜瘿蚊Aphidoletes aphidimyza对莴苣指管蚜Uroleucon formosanum的控害潜能。【方法】本研究在室内条件下测定食蚜瘿蚊对莴苣指管蚜的捕食功能反应,并利用室外笼罩法模拟食蚜瘿蚊对莴苣指管蚜的田间控害潜能。【结果】食蚜瘿蚊3龄幼虫对1-5龄莴苣指管蚜的捕食功能反应符合HollingⅡ模型,对1-2龄莴苣指管蚜的瞬时攻击率(a)和捕食能力(a/T_h)均最高,分别为0.466和12.90;搜寻效应随莴苣指管蚜密度的增大而下降;食蚜瘿蚊3龄幼虫对1-5龄莴苣指管蚜的日均捕食量随自身密度的增加而增大,但捕食作用率随其密度的增加而逐渐降低,其种内干扰方程分别为：E_1–2=0.304P^﹣1.148、E₃=0.226P^﹣1.155、E₄=0.177P^﹣1.094、E₅=0.128P^﹣1.028;在捕食偏好选择中,食蚜瘿蚊3龄幼虫对莴苣指管蚜1-2龄及3龄若蚜的...     

一种估算加性和非加性遗传变异的新方法

本文以由多个亲本构成的亲本群及由这些亲本随机配组所得到的若干个F₁代所组成的F₁^*群作为研究对象,引人了育种群、统计群、加性遗传贡献率等溉念;提出了估算加性和非加性协方差阵的P^*-F₁^*法;并应用P^*-F₁^*法进行了实例分析。     

家蚕吡哆醛激酶基因定点突变及突变体功能

【目的】吡哆醛激酶（pyridoxal kinase,PLK）是维生素B₆关键代谢酶。前期研究克隆出家蚕Bombyx mori吡哆醛激酶cDNA,经序列比对发现几个重要且保守的氨基酸残基在此蛋白中被替换。为明确家蚕吡哆醛激酶分子若干特定位置上氨基酸残基在酶功能上的作用进行本研究。【方法】采用重叠延伸法对家蚕吡哆醛激酶Thr⁴⁷,Asn¹²¹, Ile⁵⁴, Arg⁸⁸和Trp²³⁰氨基酸残基进行定点突变, 构建表达载体pET-22b（+）-PLK并转入大肠杆菌Escherichia coli Rosetta中进行诱导表达,经亲和层析对重组蛋白进行纯化, 通过酶活性检测进行功能鉴定。【结果】家蚕吡哆醛激酶Thr⁴⁷,Ile⁵⁴和Arg⁸⁸氨基酸突变后酶的催化活力分别下降82%, 58%和85%;Asn¹²¹突变对酶的催化活力几乎没有影响;而Trp²³⁰突变导致酶丧失催化活性。【结论】本研究明确了选定氨基酸侧链基团在家蚕吡哆醛激酶催化功能上的意义。     

西藏温泉蛇血红蛋白高原低氧适应性分子机制研究

本文结合基因组学、分子进化以及计算生物学等分析方法,对西藏温泉蛇(Thermophis baileyi)血红蛋白(hemoglobin,Hb)基因家族成员、基因簇结构和蛋白质结构等进行研究,探索西藏温泉蛇对高原低氧环境适应的分子机制。结果显示,西藏温泉蛇基因组中包含2个α珠蛋白基因和2个β珠蛋白基因,其中β珠蛋白基因簇高度保守,α^A珠蛋白基因在有鳞目祖先分化及形成蛇类和蜥蜴类的过程中发生了基因转座事件,转座后在蛇类中的排列模式为(5′-RREB1,SSR1,α^A,RIOK1,DSP-3′)。西藏温泉蛇α^D和β²基因分别有2个和4个潜在的正选择位点,其中α^D亚基p.Arg9Lys和p.Val36Thr突变使得该亚基血红素口袋体积增大和亲水性升高,这有利于提高O₂的运输效率。β²亚基p.Ser53Asn突变导致血红素口袋的亲水性升高,p.Ile112Leu、 p.Thr135Cys和p.Ala139Ser突变使得β²...     

八种纤毛虫减数分裂基因的分子进化研究

减数分裂是真核生物适应性进化的重要机制,以8种纤毛虫作为实验对象,通过生物信息学方法对其14个减数分裂基因进行了鉴定及分子进化研究。结果表明:(1)不同的纤毛虫种类存在一些特异性的减数分裂基因的丢失与复制现象;(2)减数分裂相关基因在纤毛虫中很保守;(3)纤毛虫减数分裂重要的同源重组过程是在真核生物中不常见的Ⅱ型。本研究表明,纤毛虫减数分裂可能代表了真核生物较原始的减数分裂方式,在进化的过程中很保守,为研究真核生物减数分裂起源与进化提供了重要线索。     

冈比亚按蚊性别决定基因 doublesex 的克隆、序列分析及表达谱

【目的】doublesex 是控制昆虫性别分化的关键基因,决定了昆虫体细胞与生殖细胞的性别。本研究旨在克隆、鉴定重要疟疾媒介冈比亚按蚊 Anopheles gambiae 性别决定基因 doublesex（Angdsx）,分析其在雌雄个体内的剪切体及在不同发育时期的表达模式。【方法】基于冈比亚按蚊转录组数据库,比对到 Angdsx 相关片段,分别以雌雄成蚊cDNA为模板,采用RT-PCR与RACE方法克隆分别获得雌雄个体内 Angdsx 全长基因,利用生物信息软件对所得序列进行结构域预测、氨基酸序列比对和进化树分析。根据 Angdsx 特异性表达引物,利用RT-PCR方法研究其在冈比亚按蚊雌雄个体及不同发育时期的表达谱。【结果】分别从冈比亚按蚊雌雄成虫中克隆获得 Angdsx cDNA全长序列,分别命名为Angdsx^F（GenBank登录号：KM978937）和 Angdsx ^M（GenBank登录号：KM978938）。Angdsx 位于2号常染色体右臂,基因横跨接近80 kb基因组长度。Angdsx^F 长度为4 874 nt,编码长度为265 个氨基酸的雌性特异性蛋白DSX^F;Angdsx ^M 长度为3 183 nt,编码长度为633个氨基酸的雄性特异性蛋白DSX^M。结构域分析发现 Angdsx 包括 doublesex 保守的TRA/TRA-2结合位点、dsx 重复序列、富含精氨酸/丝氨酸双肽区、多聚嘌呤增强子序列和RNA结合蛋白结合序列,以及连续的双核苷酸GT为主的重复序列。与Angdsx^F 相比, Angdsx ^M具有一个雌性特异性的外显子。Angdsx ^M 在0-2 h卵中高表达,随后逐渐减少,在12-24 h卵中降至最低,之后再次升高;Angdsx^F 则在6-8 h卵中开始表达。【结论】本研究获得了冈比亚按蚊性别决定基因 Angdsx 在雌雄个体内的全长序列,Angdsx 具有保守的结构域与表达特征。本研究结果为蚊虫性别分化的分子机制及将其最终应用于显性致死昆虫施放技术进行蚊媒的防制提供了理论基础。     

人线粒体tRNA t6A修饰酶OSGEPL1的功能位点鉴定

tRNA t⁶A是一种进化上保守的转录后修饰,对翻译和蛋白质稳态平衡至关重要,其缺失严重影响细胞生命和高等生物的组织和器官发育.三界生物系统中的tRNA t⁶A修饰酶随着生物复杂性的增加而进化出多层次的调控机制.人YRDC和OSGEPL1负责线粒体中tRNA t⁶A的生物合成.YRDC催化L-threonine,HCO₃^-/CO₂和ATP生成TC-AMP中间体,其上的TC-基团由OSGEPL1催化转移至tRNA A37的第6位氮原子上,形成tRNA t⁶A.本研究分析了OSGEPL1与人线粒体tRNA的相互作用和其t⁶A催化活性之间的关系.基于OSGEPL1-tRNA复合体预测模型,进一步分析了OSGEPL1的金属离子结合位点、TC-AMP结合位点和tRNA结合位点.研究结果对于理解OSGEPL1-tRNA-TC-AMP复合体的分子识别和催化调控提供了理论见解和实验数据.     

血清白蛋白与抗肿瘤药物莪术醇的相互作用关系

莪术醇是近年来发现的重要的新的抗肿瘤中药单体之一。分析莪术醇与转运蛋白—血清白蛋白之间的相互作用能够帮助研究者更好的理解药物的作用机制。本文通过用多序列分析、进化关系和分子对接技术等分析莪术醇与人血清白蛋白相互作用位点及其在其他亲缘关系较近的物种中的特点。结果表明,莪术醇与人血清白蛋白相互作用的结合位点II和III处周围几乎都是疏水性的氨基酸,分子间的疏水作用起着很重要的作用,其最低结合能分别是-7.22 Kcal/mol和-8.34 Kcal/mol。莪术醇与人血清白蛋白之间的作用位点在其他亲缘关系较近的狼(Canis lupus)、绵羊(Ovine)、牦牛(Bos mutus)、家牛(Bos Taurus)物种中都较为保守,少数有变化的氨基酸基本是在极性相同的氨基酸之间发生的。与分子相互作用前的结构相比,莪术醇中的羟基的结构在活性位点处发生了最明显的变化。     

辽宁省2008～2011年流行性腮腺炎野病毒SH蛋白基因特征分析

本研究用Vero/Slam细胞从辽宁省2008～2011年流行性腮腺炎暴发和散发患者的临床标本中分离到13株流行性腮腺炎野病毒(Mumps virus,MuV),应用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)针对MuV分离株的SH基因的316个核苷酸片段进行扩增,并对该产物进行序列测定。将这13株MuV与从GenBank下载的世界卫生组织(WHO)MuV基因型参考株一起进行分子流行病学研究。结果提示:除2011-015株外,辽宁省2008～2011年12株MuV分离株均属于F基因型,核苷酸和氨基酸同源性为94.9%～100%和83.3%～100%。与F基因型参考株序列相比,核苷酸和氨基酸同源性分别为92.4%～97.2%和96.5%～84.2%。表明2008～2011年辽宁省流行的F基因型MuV发生较大的型内变异。另外还发现F基因型MuV在SH基因上存在着特异性突变(CNt65,CNt105,G Nt137,C Nt192,C Nt239,GNT262),而其它基因型MuV在这些位点上均未发生改变。F基因型MuV在SH基因编码的氨基酸保守位点也发生变化。如:第2位上由S→P,第6位上由P→L,第23位上由T→N,第48位上由L→P/R。与基因分型有关的氨基酸三联体,2008-01-007毒株也发生了改变,由IML变为TMP。2011-015株病毒与F基因型参考株平均核苷酸和氨基酸同源性分别为87.5%和79.8%,与G型参考株平均核苷酸和氨基酸同源性分别为96.8%和97.4%,属于G基因型。该基因型为中国内地首次发现。     

利用CRISPR/Cas9系统构建FGF21基因敲除小鼠模型

成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factors, FGFs)是细胞间的多功能信号分子,调节生物体的多种生理功能。FGF21作为一种重要的调控因子,对毛囊发育及生长周期具有重要作用。为研究FGF21基因对毛囊发育及生长周期的影响及作用机制,本研究通过构建靶向敲除FGF21基因的载体,体外将Cas9 mRNA和gRNA显微注射到FVB小鼠受精卵中,在小鼠FGF21基因的第1外显子上造成移码突变,从而获得FGF21基因敲除(knock out, KO)小鼠。通过测序鉴定F₀代小鼠基因型,共获得3只FGF21等位基因敲除小鼠(Fgf21 ^-/-);qRT-PCR和Western blotting结果表明,在Fgf21 ^-/-小鼠中未检测到FGF21 mRNA表达和FGF21蛋白表达;经脱毛再生及皮肤组织H&E染色发现,与野生型(wild type, WT)小鼠相比,Fgf21 ^-/-小鼠体重降低、器官组织未出现异常变化、毛发生长速度减慢、毛囊的直径和毛发的密度均减小。本研究利用CRISPR/Cas9技术成功构建了Fgf21 ^-/-小鼠模型,为后续研究FGF21基因在毛囊发育及生长周期中的功能提供了更好的动物模型。     

桑叶细脉中伴胞的超微结构研究

为了解桑叶细脉中伴胞的超微结构,采用透射电子显微技术对桑叶细脉中伴胞进行观察,着重伴胞与相邻细胞界面上胞间连丝发生频率.结果表明,(1)伴胞含丰富细胞器,细胞壁光滑,无壁内突;(2)伴胞细胞壁上具有大量胞间连丝,胞间连丝通常聚集,并常发生分枝;(3)伴胞与不同类型细胞界面上的胞间连丝发生频率有差异,伴胞-维管束鞘细胞界面上发生频率为25.12±1.83个/μm²,伴胞-伴胞界面上20.18±1.7个2/μm²,伴胞-维管薄壁细胞界面上5.42±0.6个/μm².基于上述观察,认为桑叶细脉中的伴胞属于1-2a型,韧皮部装载途径属于共质体类型.     

小GTPase蛋白在烟曲霉耐药性和致病力中作用的研究进展

<正>烟曲霉是广泛存在于自然环境中的腐生真菌,其产生大量的分生孢子易被人体吸入肺中,在一定条件下可造成艾滋病患者和器官移植患者等免疫低下人群的感染。已有研究显示,临床中侵袭性曲霉感染致死率达50%以上,而造成这种高致死率的原因与烟曲霉菌丝极性生长、压力应激和免疫逃逸等过程有关^[1-2]。此外,临床上也面临烟曲霉对抗真菌药物(如三唑类和棘白菌素类等)耐受水平不断升高的棘手难题,这其中重要的耐药分子机制包括药物靶点突变/靶点高表达、药物应激反应等^[3-4]。因此,阐明烟曲霉在药物耐受和致病力等方面的重要分子机制,有助于临床和科研工作中防治烟曲霉感染和开发新型的靶点药物。目前的证据显示,小GTPase蛋白可能是参与调控致病真菌耐药性和致病力的关键分子基础^[5]。该蛋白在真菌细胞中多以单体形式(21～30kD)保守存在,可通过水解GTP实现开关模式转换,并以此参与细胞生长和分化、应激外界压力刺激等关键生命过程^[5]。小GTPase蛋白根据分子特征和功能等分为Rab、Ras、Arf、Rho和Ran...     

来源于嗜碱芽孢杆菌N16-5甘露聚糖利用基因簇的乙酰酯酶AesA的克隆及性质分析*

天然来源的多糖底物上常存在乙酰基取代,特异性的乙酰酯酶能够切割这些底物上的乙酰基,从而有利于聚糖底物的进一步降解.对Bacillus sp. N16-5甘露聚糖利用基因簇上编码的乙酰酯酶AesA进行了基因克隆和异源表达,并对其酶学性质进行了研究.aesA基因长957bp,编码318个氨基酸,属于碳水化合物酯酶第7家族.AesA对4-甲基伞形酮乙酸酯(4-methylumbelliferyl-acetate)表现出较好的催化活性,金属离子Fe³⁺,Fe²⁺,Mn²⁺及Cu²⁺对AesA活性均有不同程度的促进作用.AesA与甘露聚糖酶ManA对乙酰化的甘露聚糖底物具有显著的协同作用.此项研究有助于理解嗜碱芽孢杆菌Bacillus sp.N16-5对甘露聚糖的水解机制,并且在甘露聚糖降解中具有潜在的应用前景.     

枯草杆菌70S核糖体蛋白质的双向聚丙烯酰胺凝胶电泳

原核生物的核糖体,其大亚基由34种蛋白 质和两种RNA构成,小亚基由21种蛋白质和 一种RNA构成。在原核生物中,以大肠杆菌的 核糖体研究得最为详细。根据前人报道,抗链 霉素或依赖链霉素的大肠杆菌突变体的核糖 体,其小亚基第12号蛋白质（简称S12）上第 42位或第87位氨基酸发生了变化［[z3。本实验 室前曾报道：枯草杆菌ATCC 6633菌株的依 赖链霉素突变体全部表现为寡抱子突变体,而 抗链霉素突变体的抱子形成则正常^[1]。由大肠 杆菌的研究结果推断：本实验室分离的这些突 变体中,核糖体蛋白质可能发生了某些变化,为 此试图用双向聚丙烯酸胺凝胶电泳的方法分析 其核糖体蛋白质。     

马铃薯Y病毒福建分离物P1基因的分子变异和结构特征

为揭示马铃薯Y病毒(Potato virus Y, PVY)P1基因的分子变异及结构特征, 并查明福建分离物P1基因的变异来源。文章设计一对简并引物从感染PVY的马铃薯病叶扩增、克隆获得福建分离物P1基因的cDNA全长序列, 分析其核苷酸序列和氨基酸序列的特征, 并采用贝叶斯法重建P1基因的系统发育树。结果显示, 12个福建分离物均成功扩增出预期大小(约915 bp)的特异性片段, P1基因的核苷酸序列与已报道的PVY不同株系的核苷酸序列一致性为73%~99%; QK44、XT02、XT08、LH05分离物的309 nt位置均检测到一个强烈的重组信号。12个PVY分离物中, P1蛋白有85个变异的氨基酸位点, 表明其高度变异; P1蛋白的第41~275位是一个高度保守的结构功能域, 含有3个保守的活性位点(H₁₉₂、D₂₀₁、V₂₃₅); 系统发育分析显示, 福建分离物形聚为3种不同的簇, 其对应的卷曲结构(Coiled-coil domain)和空间结构也不相同, 表明不同株系型的P1基因在系统发育关系上分化较大。该研究结果表明PVY P1基因在核苷酸序列、氨基酸序列以及空间结构具有高度变异性, 但行使P1蛋白功能的活性位点所在的氨基酸(H₁₉₂、D₂₀₁和V₂₃₅)均高度保守; 福建分离物P1基因的变异源主要来自碱基突变和基因重组。     

HPV基因的进化分析

目的:HPV有许多类型,其大致可分为高危型和低危型,高危型HPV感染是导致宫颈癌发生的首要原因,在HPV基因组中,E6基因是促进宫颈细胞癌变的关键基因,本文主要研究HPV中的E6基因在各种不同型别的HPV中的进化关系,并对E2基因碱基替换率进行分析,探讨高危型HPV与低危型HPV的区别.方法:本文对不同类型HPV E6氨基酸序列构建系统发生树,探讨识别高危型HPV可能的一致序列,对E6基因其中一处能导致恶性程度增加的突变进行分析.并对HPV16与其位于同一颗树的HPV35和HPV31计算相对碱基替换率.结果:高危型HPV均源自同一株病毒株的进化.各种HPV型别中,高危型HPV E6蛋白对应于HPV16E6蛋白的第83位氨基酸为缬氨酸更为保守,HPV中除E2以外的其他基因的非同义替换率均小于同义替换率.结论:HPV E6蛋白对应于HPV16E6蛋白的第83位氨基酸为缬氨酸能更好地实现HPV E6蛋白的致癌作用.HPV基因中除E2以外的基因在进化过程中都较为保守,是HPV增殖生长的关键基因,而E2部分区域非同义替换率大于同义替换率,说明E2这部分区域的突变能够更好的促进HPV的增殖和生长.     

噬菌体展示HIV-1 Tat38-61碱性区51和55位随机突变体文库的构建

为了构建噬菌体展示Tat38-61(51N/55N) 碱性区突变体文库,进一步研究HIV-1 Tat38-61表位的分子进化筛选,采用含随机核苷酸序列的引物,通过Overlap PCR的方法获得51和55位氨基酸随机突变的全长Tat编码序列,再以此为模板PCR扩增出两端含有Xba I识别序列的Tat38-61突变体片段HIV-1 Tat38-61(51N/55N),克隆至噬菌体展示载体pCANTAB5S上,转化大肠杆菌TG1,经M13K07辅助噬菌体拯救,构建噬菌体展示Tat38-61(51N/55N) 碱性区突变体文库。结果显示文库的库容量为5.0×106,滴度为2.65×1012 TU/mL,阳性克隆率为56.50％;序列分析显示文库中51、55位核苷酸与氨基酸均呈随机性分布,达到了对文库进行分子进化筛选的要求,为获得可用作疫苗候选物的新型Tat突变体奠定基础。     

蓖麻蚕线粒体基因组细胞色素氧化酶亚基Ⅲ的序列及其分子进化分析

测定了蓖麻蚕Samia cynthia ricini线粒体基因组(mtDNA)含完整的细胞色素氧化酶亚基Ⅲ(COX3)、tRNA-Gly和部分的NADH亚基Ⅲ(ND3)基因的DNA片段序列。COX3基因编码框包含789个核苷酸,编码262个氨基酸的蛋白质。通过同源性比较,发现COX3基因的3′端比5′端要保守,其编码的蛋白在C端有两个保守序列存在。COX3的下游为66 bp的tRNA-Gly基因。蓖麻蚕的COX3与家蚕COX3同源性最高,核苷酸和氨基酸序列同源性分别是80.2%和85.6%。根据COX3氨基酸序列进行了12种无脊椎动物的分子进化树分析,认为在采用线粒体基因序列进行分子进化分析时,应该综合考虑物种的繁殖模式及生态特点。     

L-氨基酸氧化酶的结构、底物谱、家族进化及应用研究进展

L-氨基酸氧化酶(LAAO)是一类生物体内参与氨基酸氧化代谢的重要氧化还原酶,能够以氧分子为电子受体催化L-氨基酸氧化脱氨,生成相应的酮酸、氨(NH₃)和过氧化氢(H₂O₂).近期发现有些LAAO能够专一性识别特定氨基酸,而不受其他种类氨基酸的干扰,因而在手性胺类化合物拆分、α-酮酸生物合成、临床样本、食品及氨基酸发酵过程中氨基酸含量检测等领域都发挥着重要作用.本文重点综述目前研究报道的底物专一性LAAO,总结并比较这些酶的酶学性质、结构功能,以及家族进化规律等,并进一步讨论这些酶在生物催化及氨基酸检测中的应用.本综述将为底物特异性LAAO的分子机制研究及产业应用研究提供重要的素材和指导.