人PRR11启动子的结构与功能初步分析

PRR11（proline-rich protein 11,PRR11）是我们最近发现的一个新的肿 瘤相关基因.初步研究表明, PRR11参与细胞增殖、细胞周期和细胞癌变等多种生 物学过程．为了进一步研究PRR11基因的转录调控机制并全面解析其功能,本研究 对PRR11基因的启动子进行了克隆鉴定和初步分析．首先,应用5' RACE（rapid amplification of cDNA ends,cDNA末端快速扩增）技术鉴定了PRR 11基因的转 录起始位点,发现了其具有多个转录起始位点．通过PCR定向克隆和DNA blunting 技术,构建了6个相互重叠并覆盖PRR 11基因转录起始位点附近约2.0 kb区域的 PRR 11基因启动子荧光素酶报告基因重组体．启动子活性分析表明,PRR 11基因 启动子主要定位于转录起始位点附近-563 bp～+341 bp的区域内．采用转录因子 结合位点预测分析软件分析表明,PRR 11基因启动子缺乏典型的TATA盒,但含有 典型的GC盒、CCAAT盒以及潜在的经典转录因子E2F1和MYB的结合位点,提示Sp1、 NF-Y、E2F1和MYB等经典转录因子可能参与PRR 11基因的转录调控．     

新基因PRR11的克隆、原核表达及鉴定

克隆新基因PRR11的开放阅读框区,构建其原核表达载体,并进行表达检测及鉴定.以Hela细胞cDNA为模板,RT-PCR扩增PRR11基因,克隆入原核表达载体PET-28a中,酶切、测序鉴定确认获得PRR11基因的重组原核表达载体PET-28a-PRR11.然后把PET-28a-PRR11重组载体转化到BL21中,经IPTG诱导蛋白表达,提取细胞蛋白并采用SDS-PAGE和蛋白质免疫印迹法检测目的蛋白的表达情况.结果表明成功扩增了PRR11基因,双酶切、测序鉴定证实目的基因成功克隆到原核表达载体PET-28a中,目的蛋白成功表达.成功构建的PRR11基因的原核表达载体,及PRR11的重组蛋白表达产物,为进一步研究PRR11的基因功能奠定了基础.     

PRR11在胃癌中的表达及其与预后的关系

检测PRR11蛋白在胃癌中的表达,分析其表达异常与胃癌临床指标及预后间的关系。用Western免疫印迹比较胃癌和正常组织中PRR11的表达。构建含167例胃癌的组织芯片,用免疫组化法检测PI汛11蛋白在胃癌组织中的表达,统计学分析其与肿瘤大小、肿瘤侵袭、组织分化、淋巴结转移、TNM分期及胃癌患者总生存期之间的关系。PRR11在胃癌组织中的表达高于癌旁组织,在胃癌中的表达率为50．9％（85／167）,而在癌旁黏膜中不表达或微弱表达。PRR11的表达与胃壁侵袭、淋巴结转移、疾病分期和组织分化呈正相关（P〈0．05）。单因素生存分析表明,PRRll蛋白阳性表达患者较阴性患者生存期短（45个月VS81个月,P〈0．001）。多因素生存分析也表明,PRR11蛋白阳性表达患者生存期短于阴性患者（95％CI：0．347～0．865,P=0．01）。高表达PRR11与胃癌的发生、进展及预后密切相关,是判断胃癌患者预后的重要指标之一。     

枯草杆菌蛋白酶E基因多位点定点突变库的构建及其筛选

利用化学合成的15个寡聚核苷酸片段作为诱变引物,同时对枯草杆菌蛋白酶E(Subtilisin E或Apr E)基因进行体外突变,获得了合全部突变位点各种随机组合突变的突变库,通过点杂交法和DNA序列分析肯定了该突变库的可靠性.从突变库中选择一单点突变(Met222Ala)和3点突变(Asn76Asp/Asn109Ser/Ile205Cys)的基因进行克隆、表达和产物的酶学性质研究,发现其抗氧化性和热稳定性分别比野生型的有显著提高,与文献报道的一致.表明了该突变库在枯草杆菌蛋白酶工程研究中的应用价值.     

一步法定点突变技术快速构建bsh基因突变启动子

目的：建立一种高效便捷的定点突变方法,为基因表达调控以及蛋白质结构和功能的研究提供技术支撑。方法：以构建单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）中编码胆碱水解酶（bile salt hydrolase,BSH）的bsh基因突变启动子为例,采用一对完全互补并带有突变位点的引物扩增携带bsh基因启动子的重组质粒DNA全序列,通过DpnⅠ消化PCR产物中剩余的甲基化的模板DNA,酶切后的PCR产物直接转化大肠杆菌,从而获得含有突变启动子的重组质粒。结果：通过一步法定点突变技术成功构建了bsh基因的三种突变启动子。结论：该方法简单高效,只要把握好对引物设计,高保真的DNA聚合酶、模板DNA的浓度以及PCR扩增程序的选择,突变成功率可以达到100%。     

siRNA介导的PRR11表达抑制导致肺癌细胞系基因表达谱变化的分析

Proline rich 11(PRR11)是本课题组鉴定的一个新的肿瘤相关基因。为研究PRR11介导肺癌发生发展相关的分子机制,本研究分析了PRR11表达被抑制后人肺癌细胞系H1299的全基因组基因表达谱的变化。首先,采用siRNA抑制H1299细胞中PRR11的表达,提取总RNA,采用基因芯片分析全基因组基因表达谱的变化。然后,对呈现差异表达的基因进行GO和Pathway富集分析,并对部分重要的候选基因进行定量RT-PCR验证。基因芯片结果表明,采用siRNA有效抑制H1299细胞中PRR11表达后,共有550个基因的mRNA水平出现明显变化,其中139个基因表达上调,411个基因表达下调。生物信息学分析结果表明,上述差异表达的基因显著富集于细胞周期和MAPK通路。定量RT-PCR验证分析结果表明,PRR11表达抑制后确实可导致多个与细胞周期和肿瘤发生发展密切相关的基因(包括DHRS2、EPB41L3、CCNA1、MAP4K4、RRM1、NFIB)呈现显著的表达变化。这些结果提示,PRR11可能通过上述通路和/或基因的表达变化参与肺癌的发生发展过程。     

利用定点突变分析白念珠菌依赖铁基因FRP1启动子元件

通过对白念珠菌高铁还原酶基因FRP1启动子进行突变分析, 确认启动子中特殊调控元件。我们通过分析FRP1起始密码子上游1000 bp序列发现在-160 和-650处有2个推测的Rim101p结合位点, 对其分别进行定点突变, 然后构建启动子与报告基因LacZ融合质粒, 转化整合到白念珠菌rim101-/-株和野生株中, 检测不同缺铁条件下b-半乳糖苷酶活性。结果发现碱性条件, Rim101p能够正向调控FRP1的表达; 启动子-160处突变对启动子功能影响较弱, 而-650突变使启动子活性大大降低, 此结果和双突变的结果相同, 表明Rim101p主要通过与启动子-650处结合位点相互作用来调控FRP1的表达。     

定点突变提高苯丙氨酸羟化酶的热稳定性

嗜热菌中,蛋白质存在Ala替换Gly以及Arg替换Lys的趋势。为了提高紫色色杆菌来源的苯丙氨酸羟化酶的热稳定性,将该酶中所有Gly突变成Ala,Lys突变成Arg,筛选获得热稳定性提高的突变体,并进行组合突变,对突变酶的酶学性质进行研究。结果表明,突变酶K94R和G221A在50℃的半衰期分别为26.2 min、16.8 min,比原始酶(9.0 min)分别提高了1.9倍、0.9倍,同时组合突变酶K94R/G221A在50℃处理1 h后仍保留65.6%的酶活,比原始酶(8.6%)高出6.6倍。圆二色谱结果显示原始酶和突变酶K94R、G221A及K94R/G221A的T_m值分别为51.5℃、53.8℃、53.1℃和54.8℃。蛋白三维结构模拟推测突变体热稳定性提高机理为:突变体K94R中Arg94与Ile95之间形成额外氢键,稳定其所在的柔性区域;突变体G221A中Ala221与Leu281产生疏水作用,稳定酶分子C-端柔性区。该研究结果为蛋白质热稳定性改造提供了参考,也为苯丙氨酸羟化酶在功能性食品领域的应用奠定了基础。     

基于定点突变技术对苦荞麦胰蛋白酶抑制剂活性位点的研究

目的:为了研究胰蛋白酶抑制剂的活性位点,揭示Ft TI结构与功能的关系。将Ft TI和突变体aFtTI-R65L,aFtTI-D67V和aFtTI-R65L/D67V经IPTG诱导培养5h,收集菌液经过超声波破碎得到粗产物,经过纯化后的胰蛋白酶抑制剂对胰蛋白酶的摩尔抑制比分别为1∶1,1∶1.15,1∶1.3,1∶1.2;抑制常数Ki分别为1.62n M,1.69 n M,1.9 n M,1.8 n M(BAp NA作为底物)。结果:SDSPAGE分析表明突变前和突变后表达产物胰蛋白酶抑制剂的大小一致,均为9.5 k Da。对突变体aFtTI-R65L,aFtTI-D67V和aFtTI-R65L/D67V抑制反应温度研究表明,其最适反应温度均为40℃。在10~80℃保温30 min后,突变体对胰蛋白酶的抑制活性仍保留80%以上;在90℃保温30min,突变体的抑制活性开始显著下降,只保留其39%。具有较高的耐热性。将aFtTI在pH 3.0~10.0的不同缓冲溶液中放置30 min后,其抑制活性可保留90%左右,在pH 2.0条件下,aFtTI抑制活性丧失约31%;在pH 11.0条件下,aFtTI抑制活性丧失约43%。结论:对苦荞麦蛋白酶抑制剂Ft TI的定点突变并不会改变它是一种偏碱性的胰蛋白酶抑制剂的性质,突变前后均保持了耐碱性的特点。     

通过荧光标记的凝胶阻滞技术分析Opaque2蛋白与ZmGRAS11启动子的结合位点

凝胶阻滞实验（electrophoretic mobility shift assay,EMSA）是研究蛋白质与核酸结合的一种关键实验技术。EMSA技术兴起以来,使用放射性同位素、生物素标记核酸探针的手段已经非常成熟,但这两种传统的标记技术分别具有放射性探针稳定性差和生物素检测步骤复杂等缺点。近年来,尽管荧光标记探针逐渐被应用于EMSA中,但是对于利用荧光标记探针的EMSA仍缺乏系统的报道。对荧光标记的EMSA技术流程进行了优化和系统总结;利用6-羧基荧光素（6-carboxy-fluoroscine,FAM）标记ZmGRAS11启动子探针,通过EMSA检测其与Opaque2蛋白的结合,明确了蛋白和探针的适宜比例为8∶1。对GCN4 motif序列碱基进行突变并利用EMSA分析Opaque2与ZmGRAS11启动子之间的结合位点,结果表明GCN4 motif的“TGAC”核心基序在ZmGRAS11启动子与Opaque2蛋白的结合中可能起到了关键作用。研究结果为进一步探究Opaque2-ZmGRAS11转录调控模块在玉米籽粒发育中的作用机理提供了数据支撑。     

定点突变人α_(99)、β_(82)位的血红蛋白及在大肠杆菌中的表达

模拟分析发现血红蛋白两条α珠蛋白链上 99位的 Lys突变为 Cys后 ,它们之间可以形成二硫键 ,两条β珠蛋白链上 82位的 Lys突变为 Cys后可以增加血红蛋白四聚体间氢键的作用 ,分别起到稳定四聚体的作用 .利用寡核苷酸介导的定点突变技术将α99、β82 位的 Lys突变为 Cys.将突变后的血红蛋白插入 p BV2 2 0载体 ,在大肠杆菌中获得了高效表达 ,其表达产物达细菌总蛋白的2 0 %左右 ,并经 Western印迹证实     

Human TFIID Binds to Core Promoter DNA in a Reorganized Structural State

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Highlights? TFIID has distinct conformations with different positions of the TBP-containing lobe ? A rearranged state of TFIID interacts with promoter DNA in a TFIIA-dependent manner ? TFIID induces multiple topological changes on promoter DNA around the start site ? The different conformations of TFIID may serve as targets for regulatory factors     

人SATB1基因5′上游序列的转录激活功能分析

在对人SATB1基因进行生物信息学分析的基础上 ,采用PCR技术 ,扩增人基因组DNA中SATB1基因 5′上游序列的 - 2 95 5～ - 9片段 ,构建了 3个分别由SATB1基因 5′上游 - 2 95 5～ - 9,- 172 7～ - 9和 - 76 0～ - 9序列片段驱动的报告载体 -pGL3 SP2 94 6 luc ,pGL3 SP1718 luc和pGL3 SP75 1 luc ,分别瞬时转染JurkatT ,K5 6 2 ,U937和HeLa细胞 ,通过测定荧光素酶的表达活性 ,观察SATB1基因 5′上游序列片段 3个删除突变体在不同细胞内活性的差异 .结果显示 ,SATB1上游序列- 2 95 5 - 9在 4种细胞中的转录激活能力为U937>JurkatT >K5 6 2 ,在HeLa细胞中基本无激活 ,提示SATB1的转录激活可能具有一定的细胞类型特异性 .3种 5′删除突变体转录激活性由大至小顺序为 - 76 0 - 9>- 2 95 5 - 9>- 172 7 - 9,提示SATB1的核心启动子可能存在于其 5′上游序列的- 76 0至 - 9bp区域中 .     

人FUT4基因近端启动子结构的初步分析

LeY是一种双岩藻糖化寡糖,在大多数上皮来源的肿瘤细胞（包括乳腺癌、卵巢癌等）中高表达.岩藻糖基转移酶Ⅳ（fucosyltransferase Ⅳ, FUT4）是合成LeY的关键酶. 前期工作发现,FUT4通过增加LeY糖的合成来促进细胞的增殖. 但有关FUT4的转录调控机制尚不清楚. 本文通过对人FUT4基因近端启动子进行生物信息学分析,并构建不同长度启动子序列荧光虫荧光素酶报告基因表达载体,分析其转录活性. 使用First EF程序分析并获得FUT4近端启动子序列,采用PCR 法扩增FUT4基因近端不同长度的启动子序列,定向克隆,获得不同长度的启动子重组质粒. 重组质粒经双酶切及测序鉴定正确. 荧光素酶活性分析不同长度的FUT4 基因启动子片段的转录活性.结果显示,pGL6-FUT4-1.2 kb在MCF-7和MDA- MB-231细胞中转录活性明显升高（P<0.05）.说明FUT4基因启动子区域定位于转 录起始位点上游的-800～-1 600 bp的区域内.     

人SATB1基 5'上游序列的转录激活功能分析

在对人SATB1基因进行生物信息学分析的基础上,采用PCR技术,扩增人基因组DNA中SATB1基因5'上游序列的-2955～-9片段,构建了3个分别由SATB1基因5'上游-2955～-9,-1727～-9和-760～-9序列片段驱动的报告载体-pGL3-SP2946-luc,pGL3-SP1718-luc和pGL3-SP751-luc,分别瞬时转染Jurkat T,K562,U937和HeLa细胞,通过测定荧光素酶的表达活性,观察SATB1基因5'上游序列片段3个删除突变体在不同细胞内活性的差异.结果显示,SATB1上游序列-2955/-9在4种细胞中的转录激活能力为U937>Jurkat T>K562,在HeLa细胞中基本无激活,提示SATB1的转录激活可能具有一定的细胞类型特异性.3种5'删除突变体转录激活性由大至小顺序为-760/-9>-2955/-9>-1727/-9,提示SATB1的核心启动子可能存在于其5'上游序列的-760至-9 bp区域中.