EoRab11a在游仆虫及HEK293T细胞中的定位

Rab11是一种在真核生物细胞生命活动过程中发挥多种调控作用的小分子GTP酶.EoRab11a是八肋游仆虫中的Rab11蛋白同源物,为了解EoRab11a蛋白在细胞中的功能,本研究将EoRab11a基因克隆到哺乳动物表达载体pEGFP-C2中,构建重组表达质粒pEGFP-C2-EoRab11a,转染HEK293T细胞并观察其细胞定位.在间期HEK293T细胞中,EoRab11a定位于细胞核附近;在游仆虫细胞中,EoRab11a具有相似的分布模式.在HEK293T细胞的胞质分裂过程中,EoRab11a在分裂沟附近、分裂沟收缩区、以及最后形成的中间体处分布,提示EoRab11a可能参与了胞质分离过程中分裂沟及中间体处的膜泡运输事件.     

八肋游仆虫核糖体蛋白L11的基因克隆与序列分析

以单细胞真核生物八肋游仆虫Euplotes octocarinatus为实验材料,采用PCR、RT-PCR方法克隆了核糖体蛋白L11基因(EoRPL11).将该序列与GenBank中其他物种的RPL11基因序列进行同源性比对,采用DNAStar软件进行聚类分析.结果显示,成功克隆到游仆虫RPL11基因,大核中该基因全长709 bp,开放阅读框(ORF)为531 bp,编码176个氨基酸;cDNA序列与大核中ORF序列一致,表明该基因具有转录活性;所推导的氨基酸序列与嗜热四膜虫Tetrahymena thermophila的RPL11同源性最高,为66%.     

游仆虫肽链释放因子eRF1对编程性翻译移码的影响

编程性翻译移码是mRNA翻译为多肽链时核糖体沿mRNA正向或反向滑动1个碱基才能表达出1个完整多肽链的现象. 人的肽链释放因子eRF1对HIV-1病毒的编程性-1移码有直接的影响. 而且在频繁发生编程性+1移码的单细胞真核生物游仆虫中,肽链释放因子eRF1对编程性移码也有明显的影响. 为进一步研究eRF1中影响编程性翻译移码的关键序列及调控机理,本研究将含有不同终止密码子的移码序列和已报道的游仆虫移码基因Ndr2分别插入双荧光素酶报告基因中,成功建立了可在酵母中进行研究的编程性移码报告检测体系. 利用游仆虫肽链释放因子Eo-eRF1b的N结构域和酵母肽链释放因子Sc eRF1的MC结构域构建了杂合肽链释放因子(Eo/Sc eRF1),检测Eo-eRF1b N结构域中的不同突变位点对移码效率的影响. 结果表明,游仆虫肽链释放因子eRF1b中YCF区的突变能明显促进含终止密码UAA的移码序列的移码,推测这可能是由于eRF1突变体降低了对UAA的识别所导致. 此外,杂合肽链释放因子Eo/Sc eRF1能够有效地提高移码基因Ndr2的移码效率. eRF1b中YCF区的突变同样能明显促进 Ndr2的移码. 因此, 游仆虫肽链释放因子YCF区的特殊序列可能是这种生物中发生编程性移码频率较高的原因之一. 本研究为探讨纤毛虫编程性翻译移码调控机制提供了实验数据.     

IFN-λ1在HEK293T细胞中表达纯化及活性检测

[目的]构建IFN-λ1真核表达质粒,利用人胚胎肾HEK293T细胞表达系统,获得具有良好生物学活性的IFN-λ1重组蛋白。[方法]将IFN-λ1目的基因克隆到pcDNA3.1+载体NheⅠ与XhoⅠ多克隆位点构建pcDNA3.1-IFN-λ1分泌表达质粒,并将其转染到HEK293T细胞中;采用Ni-NTA亲和层析方法分离纯化重组蛋白,SDS-PAGE和蛋白免疫印迹(Western Blotting)检测IFN-λ1的表达与纯度;采用qPCR、WB结合显微镜观察检测IFN-λ1的生物学活性。[结果]IFN-λ1真核表达质粒构建正确,而且能够在HEK293T细胞中分泌表达重组蛋白,分离纯化的IFN-λ1能够有效地诱导ISG15、ISG54、ISG56、OAS1、TNFα、MX1和TRAIL等凋亡相关基因的表达,激活p38促凋亡信号通路,抑制水泡性口炎病毒对BHK-21细胞的感染。[结论]成功构建了pcDNA3.1-IFN-λ1真核表达质粒,能够在HEK293T细胞中分泌表达IFN-λ1重组蛋白;分离纯化的IFN-λ1重组蛋白具有潜在的抗肿瘤和抗病毒生物学活性,为进一步研究IFN-λ1的功能和临床应用奠定了基础。     

过表达Grx1抑制HEK293T细胞中H2O2诱导的p38MAPK信号通路

谷氧还蛋白1(glutaredoxin1, Grx1)是细胞内一种重要的巯基-二硫键氧化还原酶,在细胞内氧化还原状态的调控及抵抗氧化应激损伤过程中发挥重要作用.为进一步探讨Grx1的抗氧化机制,本实验将重组质粒pcDNA3.1(+)-hGrx1瞬时转染HEK293T细胞,经RT-PCR和Western印迹验证,细胞转染后实现了Grx1的过表达;以不同浓度H2O2为损伤因素,建立细胞氧化应激模型,检测过表达Grx1后细胞存活率,丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)活力和乳酸脱氢酶(LDH)漏出率的变化,观察过表达Grx1后细胞的抗氧化能力;用终浓度100μmol/L H2O2作用于细胞,利用Western印迹检测120min内HEK293T细胞中p38MAPK磷酸化水平.实验结果表明,HEK293T细胞过表达Grx1后,缓解了细胞的氧化应激损伤;转染空载体组细胞p38MAPK磷酸化水平在H2O2刺激后5min开始升高,15min达到最高值,并可维持至120min左右;而过表达Grx1组细胞p38MAPK磷酸化水平在H2O2刺激后各时间段没有明显改变,提示Grx1通过抑制H2O2诱导的p38MAPK信号通路激活发挥其抗氧化作用.     

mRNA翻译起始区二级结构优化提高(R)-羰基还原酶的表达及催化效率

为了提高近平滑假丝酵母(Candida parapsilosis CCTCC M203011)的(R)-羰基还原酶在大肠杆菌中的表达水平及催化效率,对酶编码基因mRNA翻译起始区中+1～+78区进行二级结构的优化,并构建了相应的突变体。优化后mRNA翻译起始区的发夹结构明显减少,自由能显著下降(由原始的?9.5kcal/mol降至?5.0kcal/mol),使酶蛋白的表达水平及粗酶比活力分别比优化前提高了4～5倍和61.9%。在高底物浓度(5.0g/L2-羟基苯乙酮)下,优化突变株不对称转化效率较高,产物(R)-苯基乙二醇的光学纯度和产率分别为93.1%e.e.和81.8%,比优化前提高了27.5%和40.5%。研究结果表明:优化mRNA翻译起始区的二级结构,克服蛋白翻译启动的空间位阻,不仅能促进翻译的顺利进行,使目标蛋白得到高效表达,而且有利于蛋白空间结构的正确折叠,有效提高酶蛋白活力及生物催化功能。     

过表达Grx1抑制HEK293T细胞中H2O2诱导的p38MAPK信号通路

谷氧还蛋白1（glutaredoxin1,Grx1）是细胞内一种重要的巯基 二硫键氧化还原酶,在细胞内氧化还原状态的调控及抵抗氧化应激损伤过程中发挥重要作用.为进一步探讨Grx1的抗氧化机制,本实验将重组质粒pcDNA3.1(+)-hGrx1瞬时转染HEK293T细胞,经RT-PCR和Western印迹验证,细胞转染后实现了Grx1的过表达;以不同浓度H₂O₂为损伤因素,建立细胞氧化应激模型,检测过表达Grx1后细胞存活率,丙二醛（MDA）含量,超氧化物歧化酶（SOD）活力和乳酸脱氢酶（LDH）漏出率的变化,观察过表达Grx1后细胞的抗氧化能力;用终浓度100 μmol/LH₂O₂作用于细胞,利用Western 印迹检测120 min内HEK293T细胞中p38MAPK磷酸化水平.实验结果表明,HEK293T细胞过表达Grx1后,缓解了细胞的氧化应激损伤;转染空载体组细胞p38MAPK磷酸化水平在H₂O₂刺激后5 min开始升高,15 min达到最高值,并可维持至120 min左右;而过表达Grx1组细胞p38MAPK磷酸化水平在H₂O₂刺激后各时间段没有明显改变,提示Grx1通过抑制H₂O₂诱导的p38MAPK信号通路激活发挥其抗氧化作用.     

优化外源基因在大肠杆菌中表达的翻译起始率的策略和方法(英文)

ｍＲＮＡ的翻译起始区（ＴＩＲ）的二级结构对翻译起始率有很大的影响。本文建立了一种改进外源基因在大肠杆菌中翻译起始率的系统。以人分裂细胞核抗原（ＰＣＮＡ）基因为模型,将ＰＣＮＡ基因５′端编码区的１１４ｂｐ的顺序插入质粒ｐＴＺ１９Ｒ中ＬａｃＺ′的５′端构成融合基因。用定点突变法在ＰＣＮＡ的ＡＵＧ的８位插入一个Ｓｈｉｎｅ／Ｄａｌｇａｒｎｏ（ＳＤ）顺序ＧＡＧＧＴ,再以合成的带部分随机序列寡核苷酸作引物,用ＰＣＲ法在ＳＤ顺序两侧,即ＳＤ上游６个碱基和ＳＤ与ＡＵＧ之间７个碱基,进行随机突变,它们与结构基因５′端序列形成各种可能的翻译起始区（ＴＩＲ）二级结构。重组质粒转化大肠杆菌株ＪＭ１０９（ＤＥ３）,５′ＰＣＮＡ－ｌａｃＺ′ｍＲＮＡ可通过诱导表达Ｔ７ＲＮＡ聚合酶而得到专一而有效的转录。通过在Ｘ－ｇａｌ板上蓝色筛选以及随后的杂交鉴定,共得到２６９个５′ＰＣＮＡ－ｌａｃＺ′融合质粒。从中选择８个不同蓝色的重组子进行β－ｇａｌ活性测定,结果表明它们的酶活性相差在２０倍以上。而ＲＮＡ点杂交表明它们在转录水平无明显的差异。由此提示,通过此策略和方法能得到一个在大肠杆菌中能高效表达的翻译起始区。     

PEMT2过表达抑制大鼠肝癌细胞PI3K, Akt的表达(英)

为探讨磷脂酰乙醇胺-N-甲基转移酶2(PEMT2)过表达抑制大鼠肝癌细胞增殖的机制,构建了PEMT2高表达细胞克隆,并采用半定量RT-PCR、免疫细胞化学及流式细胞仪技术,研究了PEMT2过表达对PI3K/Akt信号转导途径的影响.实验结果显示,PEMT2过表达可抑制细胞PI3K和Akt的表达,并诱导细胞凋亡.这一结果提示,PI3K/Akt信号转导途径下调可能是PEMT2抑制肝癌细胞增殖的部分机制.     

不同信号肽对胞外β-(1,3)-葡聚糖酶在巴斯德毕赤酵母中表达的影响

目的:在胞外β-(1,3)-葡聚糖酶成熟肽的N端添加不同类型的信号肽,研究不同信号肽对其在巴斯德毕赤酵母中表达水平的影响。方法:通过融合PCR方法将α成熟交配因子(MFα)、成熟交配因子Pre肽(αPre)和共翻译转运信号肽(Bip信号肽)等3种信号肽的DNA片段连接至胞外β-(1,3)-葡聚糖酶成熟肽基因的5′端,利用PCR扩增包含其自身信号肽的胞外β-(1,3)-葡聚糖酶基因,将上述4种基因片段分别插入pPIC9质粒,再转化巴斯德毕赤酵母GS115宿主菌并诱导表达;测定胞外β-(1,3)-葡聚糖酶的活性,检测其表达水平。结果:目前在毕赤酵母中已广泛使用的MFα信号肽介导的胞外β-(1,3)-葡聚糖酶表达水平最高,其次是αPre,Bip信号肽介导的该酶表达水平是酶自身信号肽介导的表达水平的2倍。结论:共转运信号肽能够提高胞外β-(1,3)-葡聚糖酶的表达水平。     

Characterization of a Rab11 homologue, EoRab11a, in Euplotes octocarinatus

Rab GTPases are crucial in the regulation of intracellular vesicular trafficking. A novel Rab GTPase gene, EoRab11a (GenBank accession no. EF061065 ), was isolated and identified from Euplotes octocarinatus cells in this study. It contains an ORF of 696-bp nucleotides, encoding 231 amino acids with a calculated molecular weight of 26.8 kDa. Alignment of EoRab11a with other Rab11 proteins from other eukaryotes demonstrated that these proteins shared 53–61% identity at the amino acid level. The recombinant EoRab11a was expressed in Escherichia coli and purified by immobilized metal chelate affinity chromatography and iron chromatography. The GTPase activity of EoRab11a was 0.0024 min⁻¹ detected by HPLC at 30 °C. Three mutations were generated at amino acids Ser21 and Gly22 positions in the G1 domain of EoRab11a. All three mutants, S21P, S21G and G22R, increased the GTPase activity in vitro . Immunofluorescence microscopy results indicated that EoRab11a was localized on the phagosomal membrane during phagocytosis of E. octocarinatus . These data show that EoRab11a possesses GTP hydrolysis activity and may participate in vesicle transport events during phagocytosis of E. octocarinatus .     

Functional analysis of the uL11 protein impact on translational machinery

The ribosomal GTPase associated center constitutes the ribosomal area, which is the landing platform for translational GTPases and stimulates their hydrolytic activity. The ribosomal stalk represents a landmark structure in this center, and in eukaryotes is composed of uL11, uL10 and P1/P2 proteins. The modus operandi of the uL11 protein has not been exhaustively studied in vivo neither in prokaryotic nor in eukaryotic cells. Using a yeast model, we have brought functional insight into the translational apparatus deprived of uL11, filling the gap between structural and biochemical studies. We show that the uL11 is an important element in various aspects of ‘ribosomal life’. uL11 is involved in ‘birth’ (biogenesis and initiation), by taking part in Tif6 release and contributing to ribosomal subunit-joining at the initiation step of translation. uL11 is particularly engaged in the ‘active life’ of the ribosome, in elongation, being responsible for the interplay with eEF1A and fidelity of translation and contributing to a lesser extent to eEF2-dependent translocation. Our results define the uL11 protein as a critical GAC element universally involved in trGTPase ‘productive state’ stabilization, being primarily a part of the ribosomal element allosterically contributing to the fidelity of the decoding event.     

人尿激酶型纤溶酶原激活因子截短型突变体与绿色荧光蛋白在真核细胞HEK293F中的融合表达

目的:构建人尿激酶型纤溶酶原激活因子(uPA)截短型突变体与绿色荧光蛋白(EGFP)分泌型融合表达载体并在真核细胞中表达。方法:采用PCR法,分别以质粒pIRES2-EGFP和重组质粒pcDNA3.1(+)/uPA为模板,扩增出带BamHⅠ和XbaⅠ酶切位点的EGFP及带NheⅠ和HindⅢ酶切位点的uPA截短体基因片段,先后将EGFP和截短型uPA基因片段克隆到真核表达载体pcDNA3.1(+)上,转入HEK293F细胞,用G418对转染细胞进行加压筛选,通过共聚焦显微镜观察和ELISA方法鉴定表达产物。结果:DNA测序结果显示,uPA不同截短型突变体基因片段与EGFP基因融合的真核表达载体构建成功,共聚焦显微镜观察发现HEK293F细胞中有绿色荧光且定位于细胞质中,ELISA检测到HEK293F细胞培养上清中分泌型融合蛋白的表达。结论:构建了uPA截短型突变体与EGFP分泌型融合表达载体并在真核细胞中表达,为后期研究uPA的相互作用蛋白及其生理功能奠定了基础。     

二氢生物喋呤还原酶参与调控HEK293T细胞自噬作用的初步研究

目的探讨二氢生物喋呤还原酶（dihydropteridine reductase,QDPR）对HEK293T细胞自噬作用的影响。方法构建野生型QDPR和突变型QDPR重组质粒分别转染HEK293T细胞,并设空载体对照组。采用RT-PCR及Western blot方法检测空载体组,野生型QDPR组和突变型QDPR组自噬相关蛋白LC3和Beclin 1的表达量变化。结果 1）测序结果证实PCR扩增得到编码正常QDPR的cDNA序列正确以及突变的cDNA也在正确的位置突变;2）磷酸钙共沉淀法转染HEK293T细胞后,野生型QDPR和突变型QDPR融合蛋白成功表达;3）RT-PCR结果显示,与对照组相比,野生型QDPR组LC3基因水平明显上调（P〈0.05）,突变型QDPR组LC3基因水平与对照组相比无统计学差异;与对照组相比,野生型和突变型组Beclin1基因水平无统计学差异;4）Western blot结果显示,与对照组相比,野生型QDPR组LC3-II和Beclin1的蛋白表达量明显上调（P〈0.05）,但LC3-I的蛋白表达量无统计学差异,突变型QDPR组与对照组相比LC3-I,II和Beclin1的蛋白表达量均没有统计学差异（P〉0.05）。结论二氢生物喋呤还原酶能增强HEK293T细胞自噬相关基因LC3和Beclin 1的表达,提示其可能具有激活自噬作用的功能;二氢生物喋呤还原酶93位氨基酸的突变影响了其对细胞自噬作用的调控,降低了自噬标志分子LC3-I和Beclin1的基因表达。     

早老素通过下调CDK4使HEK293T细胞周期阻滞

早老素（progerin）的累积导致儿童早老症（Hutchinson Gilford progeria syndrome, HGPS）的发生,并与正常衰老相关。早老素能使细胞内稳态失衡但分子机制仍有待深入研究。本研究旨在探讨早老素导入人胚胎肾293T细胞（human embryo kidney 293T cell, HEK293T）后细胞增殖、周期变化的分子机制。形态学观察发现过表达早老素的HEK293T细胞密度下降,(57±2.47)%细胞核形态皱缩。细胞增殖和周期实验证明早老素使细胞增殖减慢,发生G1/S期阻滞,G1细胞从 (42.3±1.31)%升至(47.2±1.26)%,而S期细胞从 (43.1±1.36)%降至 (38.5±1.42)%。Western印迹结果显示早老素的高表达引起p21蛋白表达上调（103.2±1.49）%,CDK4下调（63±1.52）%,而p53、ATM、CyclinE1以及p16等蛋白质水平均不变;HEK293T细胞中早老素的过表达导致γ H2AX水平下调（53±1.36）%,H2O2处理后变化趋势不变。我们的研究结果提示,早老素通过上调p21和下调CDK4使细胞发生周期阻滞,不能增加HEK293T细胞的损伤及衰老。     

重组人SHH蛋白N端在HEK293T细胞中的分泌表达与鉴定

目的:获得有活性的Sonic Hedgehog(SHH)蛋白N端结构域蛋白纯品,该结构域是SHH蛋白与受体结合结构域,可用作抗原,用于研制抗SHH的中和抗体。方法:应用PCR技术从商业化人Shh基因中分别扩增该基因5'端591和600 bp的片段,并插入真核表达载体pL293,分别在HEK293T细胞中进行瞬时分泌表达,通过His标签纯化后获得SHH-591和SHH-600蛋白纯品,SDS-PAGE和Western印迹对表达产物进行分析,并通过ELISA进行结合活性鉴定。结果:构建了重组表达载体pL293-Shh-N591和pL293-Shh-N600,酶切鉴定和测序证实含有目的基因片段,真核瞬时表达产物均在相对分子质量约20×103处可见与预期相符的条带,该条带可被His标签抗体所识别;纯化获得了SHH-591-His和SHH-600-His蛋白纯品;ELISA结合实验结果显示SHH-591-His和SHH-600-His均能与抗His标签抗体结合,而SHH-591-His与SHH中和抗体的结合能力更强。结论:获得了真核表达的SHH-N蛋白SHH-591-His,可用于下一步中和抗体药物的筛选和后续研究。     

STIM1 and STIM2 Proteins Differently Regulate Endogenous Store-operated Channels in HEK293 Cells

The endoplasmic reticulum calcium sensors stromal interaction molecules 1 and 2 (STIM1 and STIM2) are key modulators of store-operated calcium entry. Both these sensors play a major role in physiological functions in normal tissue and in pathology, but available data on native STIM2-regulated plasma membrane channels are scarce. Only a few studies have recorded STIM2-induced CRAC (calcium release-activated calcium) currents. On the other hand, many cell types display store-operated currents different from CRAC. The STIM1 protein regulates not only CRAC but also transient receptor potential canonical (TRPC) channels, but it has remained unclear whether STIM2 is capable of regulating store-operated non-CRAC channels. Here we present for the first time experimental evidence for the existence of endogenous non-CRAC STIM2-regulated channels. As shown in single-channel patch clamp experiments on HEK293 cells, selective activation of native STIM2 proteins or STIM2 overexpression results in store-operated activation of I_min channels, whereas STIM1 activation blocks this process. Changes in the ratio between active STIM2 and STIM1 proteins can switch the regulation of I_min channels between store-operated and store-independent modes. We have previously characterized electrophysiological properties of different Ca²⁺ influx channels coexisting in HEK293 cells. The results of this study show that STIM1 and STIM2 differ in the ability to activate these store-operated channels; I_min channels are regulated by STIM2, TRPC3-containing I_NS channels are induced by STIM1, and TRPC1-composed I_max channels are activated by both STIM1 and STIM2. These new data about cross-talk between STIM1 and STIM2 and their different roles in store-operated channel activation are indicative of an additional level in the regulation of store-operated calcium entry pathways.