泥蚶谷胱甘肽过氧化物酶基因的全长克隆与表达分析

为了探讨谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione peroxidase,GPx）基因在泥蚶应激反应中的作用,研究采用RACE技术克隆了泥蚶GPx基因（TgGPx）cDNA全长,其cDNA全长1195 bp,包含45 bp 5’-UTR,639 bp开放阅读框（ORF）和511 bp 3’-UTR。ORF编码212个氨基酸残基,预测蛋白分子量为24.3 kD,理论等电点为8.33,其中,第53个氨基酸U是由密码子202UGA204编码的硒代半胱氨酸（Se-Cys）。在3’-UTR上存在一段序列,形成一种独特的茎环结构,即SECIS元件。SECIS元件在密码子UGA翻译为Se-Cys的过程中起决定性作用。通过序列比对与系统进化分析,发现软体动物中也存在不同种类的GPx基因,TgGPx与GPx1和GPx2的亲缘关系较近。利用qRT-PCR技术对TgGPx在泥蚶的不同组织以及重金属刺激后的表达量进行分析,结果表明,TgGPx在泥蚶的5个组织中都有表达,但存在组织特异性,在外套膜中的表达量最高,在血细胞中的表达量最低。用重金属铅、铜、镉刺激后,TgGPx在肝胰脏中的表达量显著升高,表明TgGPx在维护机体正常功能方面及泥蚶抵御外界刺激的应激反应中发挥作用。     

草鱼胞浆谷胱甘肽过氧化物酶cDNA全长的克隆与分析

谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidases,GPXs,EC1.11.19)是生物体内抗氧化防御系统的重要组成部分。本文从草鱼(Ctenopharyngodon idellus)克隆到胞浆谷胱甘肽过氧化物酶基因(GPX1)cDNA全长序列。该序列全长890bp(GenBank accession No.EU828796),包括完全开放阅读框(ORF)576bp、5'非编码区(5'-UTR)17bp和3'-UTR297bp。其ORF编码191个氨基酸残基,包含一个由"UGA"(通常为终止密码子)编码的硒代半胱氨酸(selenocysteine,Sec40)残基,并与另2个残基(Glu75和Trp153)构成酶活性中心。同时,草鱼GPX1cDNA的3'-UTR中具有保守的硒代半胱氨酸插入序列(selenocysteine insertion sequence,SECIS)元件。氨基酸序列相似性比较显示,草鱼GPX1cDNA的推测氨基酸序列(GenBank accession No.ACF39780)与斑马鱼GPX1(GenBank accession No.NP_001007282)的相似性为95.8%,与鳗鲡GPX1(GenBank acces-sion No.ACN78878)的为84.8%,与哺乳类的为59%~72%。采用实时荧光定量PCR(Q-PCR)检测草鱼GPX1的组织表达特征。结果表明,草鱼GPX1的mRNA在所检测的11种组织器官中均有表达,其中在肝、鳃和肾表达水平较高,在红肌、脂肪和肠道中表达水平较低。本研究结果将有助于进一步探讨鱼类GPX1基因的结构与功能,并为研究其抗氧化分子机理奠定基础。     

具有谷胱甘肽过氧化物酶活性的含硒单链抗体酶制备

 利用RT PCR从分泌有谷胱甘肽结合部位的单克隆抗体杂交瘤细胞株 2F3中 ,扩增出单抗重链可变区和轻链可变区基因 .经DNA测序后 ,用Linker(Gly4 Ser1) 3 构建成单链抗体 (scFv)表达载体pTMF scFv ,将重组质粒pTMF scFv转化到大肠杆菌BL2 1(DE3) ,实现了单链抗体的高效表达 .表达的单链抗体占菌体总蛋白 2 5%～ 30 % .该重组蛋白以包涵体形式存在 ,分子量为 30kD .经过金属螯合亲和层析纯化、复性和凝胶过滤纯化 ,得到电泳均一的单链抗体 .再经化学诱变 ,得到含硒单链抗体酶 ,其谷胱甘肽过氧化物酶活性为 330 0U μmol.采用荧光滴定法测定了单链抗体对谷胱甘肽的结合常数     

罗氏沼虾蜕皮激素受体EcR基因的克隆及表达分析

为获得罗氏沼虾蜕皮激素受体(ecdysone receptor, EcR)基因编码序列,并检测mRNA表达模式。本实验拟利用克隆测序技术,以肝胰腺为实验素材,扩增EcR基因的编码区;借助生物信息学手段对所得序列进行分析;采用实时荧光定量PCR技术检测EcR基因在肌肉和肝胰腺等8个组织中的m RNA表达量。结果表明,罗氏沼虾EcR基因的编码区长度为1 716 bp,共编码571个氨基酸。物种间同源性比较分析发现,罗氏沼虾EcR基因序列与褐虾、黑背陆地蟹、日本沼虾、美洲龙螯虾、大西洋砂招潮蟹、蓝蟹、三疣梭子蟹、中华绒螯蟹和拟穴青蟹的同源性分别为90.7%、84.1%、83%、81%、81%、80.6%、79.8%、77.2%和75.9%。组织表达谱结果显示,EcR基因在所检8种组织中广泛表达,且不同性别相同组织间和相同性别不同组织间EcR的表达均存在不同程度的差异性。其中EcR基因在雄虾的鳃组织中表达量最高,在肌肉组织表达量最低;在雌虾的卵巢组织中高表达,在腹节神经组织中低表达。此外,EcR基因在雌虾的性腺、肠和肝胰腺组织中的表达量极显著或显著高于雄虾(p0.01或p0.05),在鳃组织中极显著低于雄虾(p0.01)。本研究成功克隆了罗氏沼虾的EcR基因,检测到EcR基因在各组织中广泛表达,且在不同性别相同组织和相同性别不同组织中存在显著差异。本实验为进一步研究EcR基因与生长发育调控作用提供了理论依据。     

亚硒酸钠对小麦幼苗中谷胱甘肽过氧化物酶和谷胱甘肽转硫酶活性以及谷胱甘肽含量的影响

用1.0 mg·L-1的亚硒酸钠根施小麦幼苗,测定亚硒酸钠对谷胱甘肽过氧化物酶和谷胱甘肽转硫酶活性以及还原性谷胱甘肽含量的结果表明,外源亚硒酸钠对麦苗地上部的谷胱甘肽过氧化物酶和谷胱甘肽转硫酶活性均有诱导作用,使麦苗体内的谷胱甘肽含量水平增加.     

植物谷胱甘肽过氧化物酶研究进展

氧化胁迫可诱导植物多种防御酶的产生,其中包括超氧化物歧化酶(SOD,EC1.15.L1)、抗坏血酸过氧化物酶(APX,EC1.11.1.11)、过氧化氢酶(CAT,E.C.1.11.1.6)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPXs,EC1.11.1.9).它们在清除活性氧过程中起着不同的作用.GPXs是动物体内清除氧自由基的主要酶类,但它在植物中的功能报道甚少.最近几年研究表明,植物体内也存在类似于哺乳动物的GPXs家族,并对其功能研究已初见端倪.本文综述了有关GPXs的结构以及植物GPXs功能的研究进展.     

毛白杨细胞质抗坏血酸过氧化物酶基因的克隆及表达分析

利用同源克隆技术得到1个毛白杨细胞质抗坏血酸过氧化物酶基因,命名为PcAPX。该基因编码249个氨基酸残基,预测分子量为33.01kD。采用原核表达技术在大肠杆菌中表达并纯化该蛋白并进行酶活性分析,结果表明:重组PcAPX蛋白对抗坏血酸(AsA)和过氧化氢(H2O2)有很高的活性,其对抗坏血酸的米氏常数(Km)和最大反应速度(Vmax)分别为(0.71±0.03)mmol·L-1和(0.41±0.02)mmol·L-1·min-1·mg-1;对过氧化氢的Km和Vmax分别为(0.60±0.21)mmol·L-1和(0.35±0.12)mmol·L-1·min-1·mg-1,表明PcAPX对AsA和H2O2拥有较高的催化底物的能力和催化效率。利用实时定量RT-PCR分析毛白杨PcAPX基因的表达模式,结果表明其在老叶中表达量高于新叶、韧皮部、形成层和根部。该研究结果将进一步促进毛白杨APX基因家族成员参与植物生长调控的研究。     

硒,谷胱甘肽过氧化物酶和不饱和脂肪酸在鼠亚细胞中的分布

采和梯度离心和放射性同位素等方法从鼠脑中分离得到髓磷脂、突触囊、轻突触体、重突触体、线粒体６个亚细胞组分,分别测定了各亚细胞中硒－７５、谷胱甘肽过氧化物酶和不饱和脂肪酸的含量,结果表明这上结成分在鼠脑亚细胞中的分布呈明显的相关性,同时首次在突触囊、线粒体和微粒体中检测到三咱不同的谷胱甘肽过氧化物酶的活性峰,其中之一可能是红细胞谷胱甘过氧化物酶（ＥＣ１．１１．１．９）。还就机体的自我保护机制和硒在脑     

谷胱甘肽过氧化物酶的硒代半胱氨酸插入元件

真核生物将硒代半胱氨酸插入蛋白质必需硒代半胱氨酸插入元件（ＳＥＣＩＳ）的参与,后者位于硒蛋白ｍＲＮＡ的３′非翻译区．采用ＲＮＡ折叠程序对１５个谷胱甘肽过氧化物酶基因进行计算机处理发现,其可能的ＳＥＣＩＳ中都具有３段保守碱基ＡＵＧＡ－Ａ（Ｇ）ＡＡ－ＧＡ．根据Ａ（Ｇ）ＡＡ位于顶环或者顶环上游５′臂的突环上,可将ＳＥＣＩＳ分为Ⅰ型和Ⅱ型结构     

三角帆蚌钙网蛋白基因cDNA的全长克隆与表达分析

采用同源克隆策略和RACE技术,从三角帆蚌（Hyriopsis cumingii）外套膜组织中成功克隆得到钙网蛋白（Calreticulin,CRT）基因的全长cDNA序列,共1838 bp,开放阅读框为1257 bp,编码418个氨基酸,5'端非编码区为75 bp,3'端非编码区为506 bp,基因序列提交GenBank的登录号为JX416227。生物信息学分析表明,三角帆蚌钙网蛋白基因具有一段信号肽序列、两条典型的钙网蛋白家族标签序列KHEQNIDCGGGY和IMFGPDICG、三个保守的N-、P-和C-端功能域及内质网前导序列HDEL。NJ法系统进化分析显示三角帆蚌首先与海洋双壳类紧密聚在一起,且与蚯蚓等环节动物亲缘关系较近,聚为一支,然后依次与虾类、昆虫、鱼类、两栖类、哺乳类聚在一起。经荧光定量PCR检测,钙网蛋白基因在三角帆蚌的外套膜、闭壳肌、斧足、鳃、肝脏、性腺、心脏、肠等8个组织中均有表达,其中在外套膜、鳃和斧足等与贝类钙代谢相关的组织中表达量较高预示其可能参与三角帆蚌的钙代谢。不同Ca2+浓度处理试验的结果表明,随着水体中Ca2+浓度逐渐升高,三角帆蚌钙网蛋白基因在外套膜中的表达水平呈先上升后下降的趋势,并在60 mg/L时达 到最高峰,表明适宜的Ca2+浓度可促进钙网蛋白基因表达,而过高的Ca2+浓度则会抑制其表达。同时在60 mg/L Ca2+浓度条件下,对三角帆蚌外套膜进行不同时间的表达试验,结果表明钙网蛋白基因的表达量随时间推移先上升,并于48h达到最大表达量,而后逐渐下降。上述结果为进一步深入研究钙网蛋白基因的功能及其调控机理奠定基础。       

青虾咽侧体抑制激素基因全长cDNA序列的克隆及表达分析

咽侧体抑制激素(Allatostatin, AST)是一类由几至几十个氨基酸构成的神经肽类激素, 在甲壳动物中刺激下颌器官合成甲基法尼酯, 影响甲壳动物的蜕皮和生殖。然而AST基因在甲壳动物中的克隆和表达却罕见报道。研究克隆了青虾的AST基因全长cDNA序列, 在甲壳动物中使用荧光定量PCR技术检测了AST基因在不同组织中的表达。青虾AST基因cDNA全长2995 bp, 包括242 bp的5′非编码区(UTR), 647 bp的3′UTR, 2106 bp的开放阅读框(ORF)。开放阅读框编码701个氨基酸, 可转录翻译出35个AST多肽, 在C末端都具有相同的Y/FXFGL-amide结构, 属于A型-AST。氨基酸序列比对显示保守氨基酸为Tyr、Ala、Phe、Gly、Leu。蛋白相似度比对显示, AST多肽在无脊椎动物的进化中是相对保守的。系统进化树分析表明, 青虾AST多肽与罗氏沼虾聚在一起, 具有最近的亲缘关系。荧光定量PCR检测显示, AST基因在所有被检测组织中均有表达, 由高到低依次为: 肝胰脏>肠道>精巢>脑>心脏>卵巢。对青虾AST基因全长cDNA序列克隆和表达的研究为更进一步的了解AST多肽在青虾中的重要功能奠定了基础。     

三角帆蚌精氨酸酶基因的cDNA克隆与组织表达分析

精氨酸酶(Arginase,Arg)是生物体尿素循环当中一种标志性的酶类,它不但与生物体许多疾病相关,而且是目前用于治疗肿瘤和癌症的一种重要的工具酶。根据三角帆蚌消减杂交cDNA文库获得的EST序列,运用cDNA末端快速扩增(Rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术获得三角帆蚌精氨酸酶基因的全长cDNA序列。生物信息学方法分析表明精氨酸酶基因cDNA序列长1720 bp,开放阅读框(651072)1008 bp,编码335个氨基酸,5端非编码区为64 bp,3端非编码区为648 bp,软件推测其编码蛋白相对分子量为36.81 kD。研究采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qPCR)方法分析该基因在不同组织中的表达规律,结果表明,该基因在肝脏、胃、肠、鳃、心脏、外套膜、斧足共7个组织中都有表达,但主要集中在肝脏、胃和肠消化器官中表达。这可能说明低等的无脊椎动物三角帆蚌的精氨酸酶兼具有Ⅰ型和Ⅱ型精氨酸酶的特征和功能,既可以参与尿素循环,又可以在生理和病理过程中发挥重要作用,但还需进一步验证。       

日本沼虾两种抗脂多糖因子的特性研究

为了研究抗脂多糖因子ALFs在日本沼虾先天性免疫中的功能作用, 研究从日本沼虾中克隆了2种抗脂多糖因子MnALF1、MnALF2。MnALF1 cDNA 全长1008 bp, 编码121个氨基酸; MnALF2 cDNA 全长836 bp, 编码124个氨基酸。这2种氨基酸均包含有一个信号肽序列和一个LPS结合位点, 并且在结合位点的两端(N-端和C-端)都有2个保守的半胱氨酸残基。这2种MnALFs与之前发现的甲壳动物的ALFs是非常相似的。qRT-PCR结果显示MnALFs在所有被检测的组织中均有表达。其中MnALF1主要在心脏和小肠内表达, 而MnALF2则主要在血细胞和肝胰脏中表达。在用嗜水气单胞菌刺激之后发现2种MnALFs在心脏、小肠、血细胞、肝胰脏中都呈现出明显的时间依赖表达模式(MnALF1在刺激之后呈现出先减少后增加的趋势, 之后分别在不同组织的不同时间点达到最大值; 然而, 对于MnALF2, 在心脏和小肠中先减少后增加, 在血细胞和肝胰脏中呈现出先增加后减少, 最后都在24h达到最大值)。结果提示这2种MnALF具有不同的组织特异性, 并且在细菌侵染的免疫防御中起着重要的保护作用。     

日本沼虾MT基因克隆、组织差异性表达及与饲料铜、锌含量的相关性

为了更全面理解日本沼虾(Macrobrachium nipponense)的铜/锌营养生理作用,研究利用RACE技术从日本沼虾肝胰腺中克隆获得一金属硫蛋白基因cDNA全长(mn-MT),并对该基因分子特征、组织表达谱和饲料铜/锌水平对其表达的影响进行分析。结果显示:(1)mn-MT cDNA全长665 bp,含编码59个氨基酸的180 bp的开放阅读框,预测该多肽的理论分子量为6.085 kD,等电点为7.73。该蛋白中半胱氨酸含量最高(30.5%),其次是赖氨酸(16.95%)和丝氨酸(10.17%)。相似性分析显示mn-MT氨基酸序列与美洲海螯虾、斑节对虾和中华绒螯蟹MT的相似性分别达到78%、75%和75%。(2)qRT-PCR分析显示, mn-MT mRNA在肝胰腺、血细胞、鳃、胃、卵巢、肠和肌肉中都有表达,其中肝胰腺中表达量最高。(3)用4组铜添加量分别为0、20、40及160 mg/kg的饲料和3组锌添加水平分别为0、35和210 mg/kg的饲料饲喂初重为(0.1010.002) g日本沼虾56d后,分析各组虾肝胰腺的mn-MT mRNA表达。mn-MT mRNA表达随饲料铜水平的提高而升高,到40 mg/kg组达到最高(P0.05),而后开始下降;饲料中高锌(210 mg/kg)显著提高mn-MT表达(P0.05), 0和35 mg/kg组间差异不显著(P0.05)。结果表明饲料中铜/锌均可影响mn-MT表达,且呈现不同的剂量依赖效应。       

青虾精(卵)母细胞特有因子Gtsf1基因的克隆及其时空表达分析

为了研究青虾性早熟现象,在实验室构建的青虾精卵巢表达谱中发现一个Gtsf1同源EST序列,采用RACE技术克隆获得青虾Gtsf1基因cDNA序列长349 bp (GenBank登录号: KR349325),开放阅读框(Open reading frame,ORF)为240 bp,编码79个氨基酸。生物信息学分析预测青虾Gtsf1蛋白包含1个zf-U11-48K结构域,并发现该蛋白无信号肽,属于非分泌蛋白。系统进化树分析表明青虾Gtsf1蛋白与昆虫纲的蝽类(Lygus hesperus)亲缘关系最近。组织表达分析结果显示,Gtsf1基因在性腺中表达很高,特别是在卵巢中表达最高(为精巢的6倍),其他组织中表达极低。卵巢不同发育时期表达结果发现,发育初期Gtsf1基因表达水平较低,随着卵巢的发育,该基因的表达水平呈现显著上升趋势(P0.05),在成熟期达到最高峰,在消退期显著下降并恢复到较低水平(P0.05)。胚胎和胚后不同发育时期结果显示,Gtsf1基因在胚胎发育早期表达水平较高,囊胚期时显著升高并达到峰值(P0.05),从原肠期显著下降直至变态后第10天该基因表达水平维持较低水平(P0.05)。以上研究结果表明Gtsf1基因与生殖密切相关,特别是在卵巢发育过程中有关,且呈正相关趋势。同时,Gstf1基因可能主要参与青虾胚胎早期发育的调控。研究首次在甲壳动物中克隆获得Gtsf1基因,并分析Gtsf1基因在青虾中的时空表达模式,研究结果将为进一步研究青虾Gtsf1基因功能和青虾性腺发育调控规律奠定基础,也为其他甲壳动物的生殖相关研究提供参考。     

碘乙酸抑制SeGSHPx对RBC膜脂质过氧化速率的影响及硒甲硫氨酸和V_E的保护作用

 本文用碘乙酸抑制SeGSHPx观察其对RBC膜的脂质过氧化速率的影响以及硒甲硫氨酸和V_E的保护作用。结果说明,同一V_E含量的RBC随着SeGSHPx抑制程度的增加脂质过氧化速率增加;同一SeGSHPx抑制状态的RBC随着V_E含量的降低脂质过氧化速率增加,反映了V_E和SeGSHPx在协同地保护细胞免受脂质过氧化损伤,当细胞的抗氧化保护系统处于低能状态时,不论是由于V_E含量降低或SeGSHPx活性降低或二者兼有,补充V_E和应用能提高SeGSHPx活性的含硒制剂,都能有一定的保护作用。     

SELENIUM AND GLUTATHIONE PEROXIDASE IN DEVELOPING RAT BRAIN1

Abstract– Week-old rats were given a subcutaneous injection of carrier-free Na₂⁷⁵SeO₃ and brain ⁷⁵Se distribution was studied after 30 days, with special reference to the selenoprotein, glutathione peroxidase (GSH-Px). Chemical fractionation studies showed the ⁷⁵Se was associated mainly with protein and not extracted by hot trichloroacetic acid or chloroform-methanol. Subcellular fractions also revealed a parallel distribution of ⁷⁵Se and protein with the notable exception that ⁷⁵Se was concentrated in the mitochondria and reduced in the cytosol. GSH-Px activity was demonstrated in the isolated mitochondrial fraction. The estimated biological half-life of brain ⁷⁵Se was 45 days. Gel filtration (Sephadex G-150) of brain cytosol resulted in four ⁷⁵Se peaks: peak 1 was associated with the void volume, and had the greatest ⁷⁵Se content; peak 2 (V_e/V_o= 1.4) contained nearly as much ⁷⁵Se and had an apparent molecular weight of 94,000; peak 3 (V_e/V₀= 2.4) had an apparent molecular weight of 13,500 and was markedly increased when brain was homogenized in the presence of Triton X-100; peak 4 consisted of low molecular weight compounds. When fresh cytosol (with or without Triton X-100) was chromatographed on Sephadex G-150, GSH-Px was detectable only in the void volume; however, storage of cytosol prepared in the presence of Triton X-100 shifted most of the activity to peak 2 (94,000). The GSH-Px activity in the void volume resembled the purified enzyme with regard to pH dependence, K_m for cumene hydroperoxide at fixed [GSH], and first-order kinetic behavior with respect to GSH. A minor peak of GSH-Px activity showing zero-order kinetics with respect to GSH concentration and an apparent molecular weight of 46,000 was detected when larger amounts of protein were chromatographed. The concentration of rat brain Se measured by chemical analysis reached adult levels by 2 weeks after birth, an age when the level of GSH-Px had just begun to rise. It was estimated that only 1/5 of the total brain Se may be accounted for by its presence in GSH-Px, suggesting that the function of the majority of brain Se remains to be determined.     

斑节对虾金属硫蛋白基因cDNA克隆与表达分析

采用RACE-PCR方法从斑节对虾(Penaeus monodon)总RNA反转录产物中获得了502 bp的金属硫蛋白(Pm-MT)基因cDNA序列。该序列包含69 bp 的5非编码区(UTR)和256 bp 的3非编码区(UTR)以及177 bp的开放阅读框(ORF), 可编码58个氨基酸。在其编码的氨基酸序列中半胱氨酸含量丰富, 不含芳香族氨基酸, 存在有无脊椎动物金属硫蛋白的特征序列CKCXXXCXCX, 预测的分子量约为6.05 kD, 理论等电点7.75。序列比对分析表明Pm-MT与北美淡水蟹(Pacifastacus leniusculus)的相似性高达91.4%, 与美国龙虾(Homarus americanus)的同源性最高为84.5%。实时定量PCR显示在所检测组织中, Pm-MT的mRNA在卵巢的表达量最高, 其次为胃、肠、心脏、脑和肝胰腺; Pm-MT的mRNA在斑节对虾6个不同发育期的卵巢中的表达量都很高, 其中在Ⅱ期卵巢中的表达量最高。实验所得结果以期为Pm-MT进一步在卵巢发育的功能研究提供基础材料。