BRD7的亚细胞定位及其假定核输出信号序列的分离与鉴

BRD7被鉴定为一个鼻咽癌密切相关新基因和潜在的核转录调节因子．通过绿色荧光蛋白(GFP)介导的亚细胞定位方法,系统研究BRD7在非洲绿猴肾COS7细胞、人宫颈癌HeLa细胞以及人鼻咽癌HNE1细胞中的亚细胞定位,发现BRD7主要定位在细胞核,呈细点状或条梭状分布,3株细胞中没有明显的细胞类型差异．通过对BRD7编码蛋白氨基酸序列进行比对分析,发现了1个具有亮氨酸富集特征的假定核输出信号序列pNES,该区域具有类似核输出信号特征序列“ L-x(2,3)-［LIVFM］-x(2,3)-L-x-［LI］ "（X代表任意氨基酸）的结构;通过功能分析,发现它不具有介导异源蛋白GFP胞浆定位的功能,且其亚细胞定位或胞浆/胞核分布比例不受细霉素B(leptomycin B)干预的影响,说明这个pNES不具核输出信号结构域的功能,不是BRD7的核输出信号．     

BRD7基因调控区的克隆与功能研究

BRD7基因是采用cDNA代表性差异分析法克隆得到的一个新的Bromodomain基因(GenBank登录号AF152604).它在鼻咽癌细胞和组织中表达明显下调,过表达BRD7基因能部分逆转鼻咽癌细胞的恶性表型.为了揭示BRD7基因在鼻咽癌细胞和组织中表达下调的分子机制,利用生物信息学技术已预测出其启动子区.荧光素酶活性检测结果表明该区域具有强启动子活性;转录因子Sp1特异性地结合于BRD7该启动子区;Sp1特异性阻断剂mithramycinA能明显地抑制BRD7启动子的活性和BRD7基因的表达.     

双组分核定位信号介导Apoptin定位于肿瘤细胞核

Apoptin是一种来源于鸡贫血病毒的小蛋白,在肿瘤细胞中定位于细胞核,而在正常细胞中主要分布于细胞质。根据预测,Apoptin分子中有2段序列(NLS1和NLS2)可能是单组分核定位信号。通过基因突变和缺失构建了Apoptin各种不同的核定位信号突变体和磷酸化突变体,利用增强型绿色荧光蛋白(EGFP)作标签,观察了其在肿瘤细胞中亚细胞定位的变化。结果表明,NLS1和NLS2单独均不是有效的单组分核定位信号。Apoptin的核定位信号是由NLS1和NLS2这2段序列共同组成的双组分核定位信号,缺少任何一段序列都会严重影响Apoptin在肿瘤细胞中的核定位。其中,NLS2对于Apoptin的核定位起主要作用。Apoptin的获得型磷酸化突变体并不能转位到正常细胞的细胞核中,而其磷酸化负突变体仍定位于肿瘤细胞的细胞核。另外,丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶抑制剂H7也不影响Apoptin在肿瘤细胞中的核定位。很可能,Apoptin的磷酸化并不参与调控其核定位信号的功能。     

候选抑瘤基因 BRD7 及家族蛋白的功能研究进展

溴区结构（bromodomain）是近年来发现的广泛分布于多种生物中的一种高度保守的结构域,溴区结构蛋白通过参与信号依赖性的基因转录调控而广泛参与细胞内重要的生命活动．BRD7基因是1999年克隆的一个新的bromodomain基因,GenBank登录号为AF152604或AF152605．eMotif分析表明,BRD7蛋白包含多个磷酸化位点和一个保守bromodomain功能域,Blast显示BRD7蛋白与人的Celtix-1及鼠的bromodomain蛋白BP75具有高度的同源性．利用转基因技术已证实,在鼻咽癌细胞系HNEl中过表达BRD7基因可以抑制其细胞生长和细胞周期G1-S的进程,并部分逆转鼻咽痛细胞HNE1的恶性表型．为了全面地揭示BRD7基因的细胞内生物学功能,深入了解BRD7基因的细胞内整体信息流向,中南大学肿瘤研究所细胞遗传室已从上、中、下游三个不同层面对BRD7基因的功能研究展开了初步的探索．     

候选抑瘤基因 BRD7 及家族蛋白的功能研究进展

溴区结构(bromodomain)是近年来发现的广泛分布于多种生物中的一种高度保守的结构域,溴区结构蛋白通过参与信号依赖性的基因转录调控而广泛参与细胞内重要的生命活动.BRD7基因是1999年克隆的一个新的bromodomain基因,GenBank登录号为AF152604或AF152605.eMotif分析表明,BRD7蛋白包含多个磷酸化位点和一个保守bromodomain功能域,Blast显示BRD7蛋白与人的Celtix-1及鼠的bromodomain蛋白BP75具有高度的同源性.利用转基因技术已证实,在鼻咽癌细胞系HNE1中过表达BRD7基因可以抑制其细胞生长和细胞周期G1-S的进程,并部分逆转鼻咽癌细胞HNE1的恶性表型.为了全面地揭示BRD7基因的细胞内生物学功能,深入了解BRD7基因的细胞内整体信息流向,中南大学肿瘤研究所细胞遗传室已从上、中、下游三个不同层面对BRD7基因的功能研究展开了初步的探索.     

核定位信号研究进展

核定位信号是一种存在于细胞内众多蛋白质中,介导其由细胞质向细胞核转运的氨基酸序列。核定位信号具有形式多样性,其作用机制也不尽相同,对于入核蛋白发挥正常的生理功能有着重要的作用。因其功能异常引发的多种疾病越来越受关注,核定位信号研究成了众多疾病病理机制研究的方向和寻求治疗的手段。简要概述近年来关于核定位信号的类型、相关疾病和应用研究的情况,并列举了几个常用预测软件与网站,供读者参考。     

BRD7结构功能域Bromodomain的研究以及一个新的BRD7交互作用蛋白的鉴定

溴区包含蛋白7(BRD7)是采用cDNA代表性差异分析方法克隆的一个新基因.研究证实了BRD7能够与乙酰化的组蛋白3结合,其识别位点在组蛋白3的14位氨基酸;并且证实了溴区结构域(Bromodomain)缺失型的BRD7突变体失去了与乙酰化组蛋白3的结合能力.Bromodomain是在进化上高度保守的功能结构域,该结构域在空间构象上具有鲜明的特征:包括4个左手、呈反向平行排列的“螺旋(αz,αA,αB,αC)”以及2个“连结环”(ZAloop,BCloop).通过生物信息学等综合分析,预测BRD7可能具有上述特征.依据上述分析结果,构建了BRD7的Bromodomain相关缺失突变体,通过肽段结合实验分析上述突变体与乙酰化组蛋白3结合的能力.结果表明,ZAloop与BCloop的完整性对于BRD7结合乙酰化的组蛋白3有着重要的意义.同时通过免疫荧光分析,证实了ZAloop与BCloop的完整性能够影响BRD7的亚细胞定位.最后,证实了BRD7与CBP可能存在交互作用.CBP不仅具有乙酰化转移酶活性(HATs),能够对组蛋白末端进行乙酰化修饰,并且作为一种重要的细胞转录因子广泛参与细胞的各种生物学活动.     

八肋游仆虫第二类肽链释放因子核定位信号分析

蛋白质合成终止过程中肽链释放因子负责终止密码子的识别.真核生物第二类肽链释放因子（eRF3）是一类GTP酶,协助第一类肽链释放因子（eRF1）识别终止密码子和水解肽酰 tRNA酯键.之前的研究表明,两类肽链释放因子在细胞核中发挥功能,参与蛋白质合成和纺锤体的组装.本研究根据软件预测结果,构建了一系列八肋游仆虫eRF3的截短型突变体,分析在其N端是否存在引导eRF3的核定位信号.结果表明,在eRF3的N端有两个区域（NLS1:23-36 aa 和 NLS2: 236-272 aa）可以引导eRF3进入细胞核中,而且这两个区域具有典型的核定位信号的氨基酸序列特征. eRF3的核定位与其作为一种穿梭蛋白的功能相一致,即参与细胞有丝分裂纺锤体的形成和无义介导的mRNA降解途径.     

核定位信号及其分析策略

真核细胞核膜上的核孔复合体 (nuclear pore complex, NPC) 是细胞核内外进行物质交换的主要通道, 分子量较小的化合物可自由通过NPC或采取被动扩散的方式进入细胞核, 而分子量为50 kD以上的蛋白质则只能通过主动转运进入细胞核. 以这种方式进入细胞核的 蛋白质必须在其氨基酸序列上拥有特殊的核定位信号(nuclear localization signal, NLS)以被相应的核转运蛋白(karyopherins) 识别. 核定位信号具有多样性, 包括经典核定位信号(classical NLS,cNLS), 内输蛋白β2识别的核定位信号（又称PY模体-NLS）和其它类型的NLS. 每一类NLS具有相似的特征, 但并不具有完全保守的氨基酸组成. 不同的NLS, 往往对应着各不相同的核输入机制. 而对同一蛋白质来说, 也可能同时拥有几个功能性的NLS. 研究核定位信号一方面可以帮助揭示新的大分子物质核转运机制, 另一方面也有助于发现一些蛋白质的新功能. 本文对常见NLS的分类进行了总结, 并介绍了两种常用的NLS预测软件及鉴定NLS的一般策略.     

核定位信号分析示踪载体——pGST-EGFP的构建及功能鉴定

目的 构建谷胱甘肽转硫酶（GST）与EGFP相融合的新型蛋白质示踪载体--pGST-EGFP,以用于蛋白质细胞亚定位信号序列的深入分析.方法 以质粒pEGFP-N1为骨架,融合从pGEX-2TK载体中扩增的GST编码序列,构建成pGST-EGFP融合表达质粒;再插入人工合成的已知核定位蛋白SV40的核定位序列（NLS）,构建成pGST-EGFP-SV40 NLS作为阳性对照;另外,构建小分子量蛋白TNNI2在pGST-EGFP的融合表达质粒.将对照pEGFP-N1和各重组质粒分别用脂质体介导,瞬时转染HeLa细胞,荧光显微镜下观察蛋白的核定位情况.结果 单独表达的EGFP呈全细胞分布,而GST-EGFP融合蛋白只存在于细胞浆;SV40 NLS能将GST-EGFP融合蛋白带进细胞核.虽然TNNI2-EGFP融合蛋白的细胞亚定位呈现核内丰度更高的特点,但TNNI2-GST-EGFP融合蛋白仅限定于胞浆分布,提示TNNI2不能主动定位到细胞核中.结论 成功构建了蛋白质细胞亚定位示踪载体--pGST-EGFP.作为核定位信号分析系统,其对小分子蛋白细胞亚定位的示踪效果优于传统的pEGFP载体,更适用于科研工作中小分子量蛋白质核定位信号序列的研究.     

PNRC1核定位信号序列的鉴定

为鉴定富含脯氨酸核受体辅调节蛋白1(PNRC1)分子的核定位信号序列（nuclear localization signal sequence, NLS）,在生物信息学方法预测的基础上,先构建野生型PNRC1及删除预测NLS的PNRC1突变体的绿色荧光蛋白（GFP）重组表达载体,转染细胞后通过激光共聚焦显微镜观察PNRC1分子在删除预测NLS后细胞内的定位变化.然后,将预测的NLS编码序列直接连到GFP表达载体上,以及将预测的NLS加到胞浆蛋白上构建其GFP重组表达载体,转染细胞,观察预测的NLS能否把构建的重组体都带到细胞核内.结果显示,删除PNRC1中预测的NLS后,其定位从细胞核中变为主要定位在细胞浆中,而预测的NLS能把GFP或胞浆中的蛋白带到细胞核中.研究表明,预测的NLS为PNRC1分子真正的NLS.     

Caspase-3细胞定位信号的检测与分析

Caspase-3是凋亡过程中的重要作用蛋白。凋亡过程中,胞质定位的Caspase3被激活并进入细胞核中执行功能,但该定位变化的分子机制至今仍不清楚。分析caspase3中的细胞定位信号可以为深入了解该过程提供重要的线索。我们通过构建一系列含Caspase-3不同区段的截短突变体,与GFP融合表达,观察这些突变体在细胞中的定位,以鉴定Caspase-3中的核外运信号NES（Nuclear Export Signal）和核定位信号NLS（Nuclear Localization Signal）。Caspase-3中不存在明显的核定位信号NLS,但存在一个明显的核外运信号NES,该NES信号定位在caspase-3小亚基的C端（氨基酸220-245）。