细菌mRNA的降解机制

在细菌中,mRNA降解具有重要的意义,它不仅可以再循环核苷酸,而且还可以根据生长条件的变化调控基因表达.细菌mRNA的降解机制可以分为3种：① mRNA的一般降解途径|② mRNA的质量控制途径|③ 小RNA介导的降解途径. 这些途径有些与真核生物的mRNA降解途径存在很大差异,有些在真核生物中消失了. 另外,mRNA降解途径还可以直接调控细菌致病因子的表达,这使得细菌mRNA的降解途径很有希望成为药物研发的新靶标,或疫苗制备的新平台,以应对越来越严重的细菌耐药性问题.本文综述了细菌mRNA的降解机制,并对其应用前景进行了展望.     

细菌核糖体的结构和功能

二十多年来,国际上几家实验室独立地竞争性地应用高分辨率X-射线衍射技术在原子水平上绘制出了细菌完整核糖体及其亚基精细的三维结构图,为其生物功能的研究提供了清晰的结构基础。由于这项伟大的科学成果,美国科学家文卡特拉曼·拉马克里希南（Venkatraman Ramakrishnan）、托马斯．施泰茨（Thomas A．Steitz）和以色列女科学家阿达．约纳特（Ada E．Yonath）三人荣获2009年度诺贝尔化学奖。细菌核糖体是细胞中合成蛋白质的一种细胞器,包括大小不同的两个亚基,由3种RNA和50多种不同的蛋白质组成。     

核糖体蛋白S26的研究进展

核糖体蛋白(ribosomal proteins,RPs)不仅在细胞内参与合成蛋白质,还具有多种核糖体外功能。核糖体蛋白S26(RPS26)位于核糖体小亚基,其功能障碍与多种疾病密切相关。近年来,有关RPS26的研究主要在参与核糖体装配等核糖体功能方面,以及参与无义介导的mRNA降解机制(nonsense-mediated mRNA decay,NMD)、直接或间接调控重要的抑癌基因p53表达等核糖体外功能方面。多篇报道证实RPS26基因突变可引起戴-布二氏贫血(Diamond-Blackfan anemia,DBA),而RPS26基因与Ⅰ型糖尿病的关系仍有争议。探索RPS26参与NMD机制在DBA发生中的作用有助于深入认识DBA发病机理,同时也可为完善SMaRT(spliceosome-mediated mRNA trans-splicing)技术等基因疗法提供帮助。此外,RPS26在癌症中的作用也值得进一步探索。     

RNA聚合酶维持转录忠实性的机制

RNA聚合酶(RNAP)在维持转录忠实性方面具有重要的作用,其忠实性机制可以分为特异性的底物选择和校对2种.RNAP高水平的底物选择忠实性主要基于碱基配对和诱导契合机制,而校对功能则通过焦磷酸解和RNAP内在的RNA剪切活性完成.现在,RNAP的研究已经超出了其在转录中的作用,延伸到了其他领域.本文主要论述了RNAP忠实性机制的研究进展,并将之与DNA聚合酶、氨酰-tRNA合成酶及核糖体的忠实性机制进行了比较.最后,论述了RNAP在新药或新药靶点开发中的作用,并对其应用前景进行了展望.     

泛肽、核糖体蛋白及泛肽-核糖体蛋白S27a与肿瘤的关系

泛肽-核糖体蛋白S27a（Ubiquitin-ribosomal protein S27a,UBRS27a）是泛肽和核糖体蛋白的融合蛋白,N端为泛肽,C端由含C2-C2型锌指结构域的高度保守核糖体蛋白S27a构成。在真核细胞中表达时,被酶解成泛肽和核糖体蛋白。该多功能核糖体蛋白在各种活性增殖细胞和瘤组织中高度表达,在多种类型的肿瘤细胞中,该基因的过量表达是一个典型特征。本实验室对该蛋白在家蚕中的作了初步研究,也发现RPS27a在活性增殖细胞中表达量很高。大多数核糖体蛋白的功能还没有完全探明,它们不仅仅在组装成核糖体时起作用,往往还有核糖体外的功能。回顾了最近几年有关该融合蛋白以及与它相关的泛肽途径、核糖体蛋白与肿瘤之间的关系。通过对它们的研究,有可能预示肿瘤的发生和发展,并为肿瘤临床诊断提供依据,为恶性肿瘤的治疗提供靶点。     

"拉链(zipper)"与"触发(trigger)"--细菌侵袭的分子机制

对宿主细胞的侵袭是细胞内菌致病的关键步骤。细菌侵袭过程与Rho、Rac和Cdc42等Rho家族成员介导的肌动蛋白细胞骨架重排有关,涉及“拉链(zipper)”与“触发(trigger)”两种主要机制以及“拉链-触发(zipper-trigger)”双重机制。研究细菌侵袭过程中Rho家族的作用及相应细胞骨架事件,有助于揭示细菌侵袭的分子机制。     

油菜内生细菌16S核糖体DNA的RFLP分析

植物内生细菌定殖在植物组织内部但不引起明显的病害症状。从健康油菜植株的不同器官中分离到大量内生细菌,这些细菌菌落形态存在明显的差异,表明油菜组织中存在大量内生细菌,且类群丰富。分离到的122株内生细菌根据菌落形态可以划分为35类;利用细菌通用引物对16S核糖体DNA进行扩增, 获得约15 kb片段,分别用内切酶HaeⅢ和MspⅠ对扩增产物进行限制性酶切,产生不同的酶切图谱,根据酶切图谱聚类分析结果,所有供试菌株被归为39类,这一结果从遗传上显示油菜内生细菌类群的多样性。两种方法归类结果比较发现菌落特征所反映的信息量有限,只能作为初步的参考指标,核糖体DNA的限制性片段长度多态性分析快速、准确,可以作为油菜内生细菌多样性分析的一种有效方法     

核糖体蛋白参与调控p53诱导活化的分子机制

核转录因子p53是重要的肿瘤抑制因子,具有DNA损伤修复、促细胞凋亡、促细胞分化及增殖抑制等功能,并通过调控细胞周期行进和促进细胞凋亡发挥肿瘤抑制功能。原癌蛋白MDM2为p53的E3泛素化连接酶,MDM2－p53信号轴的功能异常与多种恶性肿瘤的发生发展相关。核糖体蛋白（RP）是蛋白质合成反应的关键调节蛋白,其功能失常与多种疾病相关。近年来的研究发现,RP能通过调节MDM2－p53信号轴在p53相关性肿瘤调控中发挥重要作用。我们根据目前的研究进展,对RP－MDM2－D53信号轴进行简要综述。     

NMD机制及其对人类遗传病的治疗意义

无义介导的mRNA降解机制(nonsense-mediated mRNA decay,NMD)是真核细胞内重要的RNA质量监控机制,能够识别并降解含有提前终止子(premature termination codon,PTC)的mRNA,避免细胞内积累有害的截短蛋白质产物。同时,NMD机制还调控着大量不含PTC的mRNA稳定性,影响其蛋白质产物的含量。现综述了NMD机制的底物、调控因子及其对人类遗传病治疗意义的最新研究进展。     

一种核糖体展示单链抗体文库的构建与鉴定

用柑桔溃疡病致病菌Xanthomonas axonopodis pv. citri（Xac）全菌免疫小鼠,提取小鼠脾细胞mRNA,RT-PCR扩增小鼠抗体重链可变区（VH）和轻链可变区（VL）,采用linker (Gly4Ser)3连接VH和VL,构建用于核糖体展示方法筛选阳性单链抗体（scFvs）的文库。通过将scFv文库DNA转化大肠杆菌JM109,随机挑取克隆子测序以分析单链抗体文库的多样性。结果显示,用柑桔溃疡病菌免疫后的小鼠抗血清效价为2500倍左右,扩增的VH大小为350bp左右,VL的大小为650bp左右,linker连接后的单链抗体文库DNA大小为1200bp左右。测序结果显示,单链抗体文库多样性好。以Xac为靶,筛选到了抗Xac的特异性抗体,说明该抗体库可用于柑桔溃疡病菌单链抗体的筛选。     

Ribosome quality control antagonizes the activation of the integrated stress response on colliding ribosomes

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植物核糖体应激响应机制研究进展

核仁是真核细胞中重要的核结构,核糖体发生最初在核仁中进行,该过程涉及一系列复杂的反应,需要许多核仁相关因子参与。核糖体生物发生出现异常通常引起核仁结构紊乱,并导致细胞周期阻滞、细胞衰老甚至凋亡。核糖体应激响应机制在哺乳动物细胞中研究得较为深入,但在植物细胞中尚不明晰。尽管如此,人们逐渐发现某些植物特有的NAC转录因子家族成员在植物细胞中可能参与包括核糖体应激在内的多种胞内应激响应过程。此外,前期研究发现生长素系统与核糖体生物合成之间存在一种相互协调机制来调控植物发育。该文结合哺乳动物细胞中已知的核糖体应激响应通路,探讨植物细胞潜在的核糖体应激机制。     

The role of SmpB and the ribosomal decoding center in licensing tmRNA entry into stalled ribosomes

In bacteria, stalled ribosomes are recycled by a hybrid transfer-messenger RNA (tmRNA). Like tRNA, tmRNA is aminoacylated with alanine and is delivered to the ribosome by EF-Tu, where it reacts with the growing polypeptide chain. tmRNA entry into stalled ribosomes poses a challenge to our understanding of ribosome function because it occurs in the absence of a codon-anticodon interaction. Instead, tmRNA entry is licensed by the binding of its protein partner, SmpB, to the ribosomal decoding center. We analyzed a series of SmpB mutants and found that its C-terminal tail is essential for tmRNA accommodation but not for EF-Tu activation. We obtained evidence that the tail likely functions as a helix on the ribosome to promote accommodation and identified key residues in the tail essential for this step. In addition, our mutational analysis points to a role for the conserved K(131)GKK tail residues in trans-translation after peptidyl transfer to tmRNA, presumably EF-G-mediated translocation or translation of the tmRNA template. Surprisingly, analysis of A1492, A1493, and G530 mutants reveals that while these ribosomal nucleotides are essential for normal tRNA selection, they play little to no role in peptidyl transfer to tmRNA. These studies clarify how SmpB interacts with the ribosomal decoding center to license tmRNA entry into stalled ribosomes.     

Rescue of Folding Defects in ABC Transporters Using Pharmacological Chaperones

The ATP-binding cassette (ABC) family of membrane transport proteins is the largest class of transporters in humans (48 members). The majority of ABC transporters function at the cell surface. Therefore, defective folding and trafficking of the protein to the cell surface can lead to serious health problems. The classic example is cystic fibrosis (CF). In most CF patients, there is a deletion of Phe508 in the CFTR protein (ΔF508 CFTR) that results in defective folding and intracellular retention of the protein (processing mutant). A potential treatment for most patients with CF would be to use a ligand(s) of CFTR that acts a pharmacological chaperone to correct the folding defect. The feasibility of such an approach was first demonstrated with the multidrug transporter P-glycoprotein (P-gp), an ABC transporter, and a sister protein of CFTR. It was found that P-gps with mutations at sites equivalent to those found in CFTR processing mutants were rescued when they were expressed in the presence of drug substrates or modulators of P-gp. These compounds acted as pharmacological chaperones and functioned by promoting interactions among the various domains in the protein during the folding process. Several groups have attempted to identify compounds that could rescue the folding defect in ΔF508 CFTR. The best compound identified through high-throughout screening is a quinazoline derivative (CFcor-325). Expression of ΔF508 CFTR as well as other CFTR processing mutants in the presence of 1 μM CFcor-325 promoted folding and trafficking of the mutant proteins to the cell surface in an active conformation. Therefore, CFcor-325 and other quinazoline derivates could be important therapeutic compounds for the treatment of CF.     

嗅觉受体在非嗅觉组织和细胞中的作用及其机制

嗅觉受体(olfactory receptor)不仅表达在鼻腔中,还广泛表达在全身其他部位,起着重要的生理作用.本文综述了非嗅觉组织和细胞中表达的嗅觉受体及其功能,这些嗅觉受体通过调控细胞周围的内源性化学物质,维持正常的生理功能,并且能在选定的外源性配体刺激下,表现出特定的功能.在医药领域,大约有40%上市药物的作用靶点都来自于G蛋白偶联受体(GPCR)家族,而嗅觉受体是GPCR中最大的基因家族,鉴于其表现出的重要作用,我们推测这些嗅觉受体可能成为未来重要的药物靶标.本文对非嗅觉组织和细胞中嗅觉受体功能的综述,一方面有利于将其作为潜在药物靶点,开发新的药物,另一方面也为中药中挥发性单体的药理作用提供了新的研究思路.     

核糖体的结构与功能研究——2009年诺贝尔化学奖简介

一系列高分辨率的核糖体及其30 S、50 S亚基的晶体结构揭示了这个极其复杂的蛋白质翻译机器的重要作用机理,对在分子水平上了解生命机体产生和形成的一个基本环节(蛋白质合成)具有重大意义,同时为新型抗生素的设计与研发开辟了新方向新途径,对人类健康与生命保障具有重要作用．