小黑杨PsnHB22基因在烟草中的遗传转化研究

HD-Zip转录因子在光信号转导、非生物胁迫、叶片发育等方面发挥重要的作用，HB22转录因子是HD-ZipⅠ亚家族的成员之一。为研究PsnHB22基因的功能，从小黑杨（Populus simonii×P.nigra）cDNA中克隆PsnHB22基因并构建植物表达载体进行烟草（Nicotiana tabacum）的遗传转化，以获得该基因过量表达的转基因株系。对转基因株系进行PCR、qRT-PCR分子检测后观察表型，结果显示在营养生长时期，转基因烟草叶片窄小并且株高显著低于野生型对照。测定转基因烟草及野生型叶片的叶绿素含量，发现转基因烟草叶绿素含量显著高于野生型。由此推测PsnHB22基因在植株高生长、光合作用及叶片的形态建成等过程中起着重要的作用。     

小黑杨PsnHB13基因在烟草中的遗传转化与功能分析

克隆小黑杨HD-ZIP家族基因PsnHB13,对该基因进行生物信息学分析、过表达载体构建、烟草的遗传转化。结果表明小黑杨PsnHB13基因cDNA全长870 bp,编码289个氨基酸。成功构建植物过表达载体pROKⅡ-PsnHB13,并通过农杆菌介导的叶盘法将外源基因转入野生型烟草。检测结果显示PsnHB13已成功整合入烟草基因组中,并在mRNA水平表达。通过观察转基因烟草的生长,发现过表达PsnHB13基因的烟草与野生型相比出现叶面积变小、叶型变长,根系生长缓慢,花朵变小等明显表型。说明PsnHB13基因主要对烟草叶片、根系及花的生长发育起到负调控作用。本文为研究PsnHB13基因对杨树生长发育的影响提供理论基础。     

小麦CBL结合蛋白激酶基因TaCIPK16的克隆及特征分析

类钙调磷酸酶亚基B蛋白(calcineurin B-1ike protein,CBL)作为一类钙离子结合蛋白,通过与一类蛋白激酶(CBL-interacting protein kinase,ClPK)结合,从而在钙信号依赖的生理生化过程中发挥作用。该研究在条锈菌诱导的小麦叶片中克隆获得CIPK家族中1个基因TaCIPK16,并利用qRT-PCR技术、酵母双杂交技术及亚细胞定位技术分析了其功能特性。序列分析表明,TaCIPK16编码447个氨基酸,包含保守的激酶催化结构域及调控结构域,与水稻、拟南芥CIPK蛋白具有高度相似性。酵母双杂交分析验证显示,TaCIPK16与TaCBL4和TaCBL9存在强烈互作。定量分析表明,TaCIPK16受到条锈菌的诱导表达,在小麦与条锈菌互作过程中呈显著差异表达趋势。综上结果,TaCIPK16可能作为正调控因子参与了小麦对条锈菌的抗病防卫反应。     

CsPPR和CsCPN60-like在茶树白化叶片中的表达分析及互作蛋白验证

本课题组前期通过转录组筛选出2个与‘白鸡冠’茶树（Camellia sinensis）叶片白化相关的基因（CSS0013384和CSS0036305），为探明CSS0013384和CSS0036305在白化茶树中的表达模式与其互作蛋白，以‘白鸡冠’茶树叶片为材料，克隆CSS0013384和CSS0036305 cDNA全长序列，利用生物信息学、酵母单杂交和酵母双杂交，分析其蛋白理化性质、系统进化树、染色体定位、基因结构、蛋白结构、蛋白调控与互作网络和基因表达模式。生物信息学分析结果表明，CSS0013384和CSS0036305分别属于三角状五肽蛋白（pentatricopeptide repeat protein, PPR）和伴侣蛋白（chaperone, CPN60-like）家族，其蛋白质编码区（coding sequence, CDS）长度为1 893 bp和1 752 bp，编码氨基酸个数为631和575，蛋白质质量为71.87 kD和60.79 kD，等电点为8.93和6.21。亚细胞定位预测结果表明，CSS0013384定位于叶绿体，CSS0036305定位于线粒体。通过...     

人类蛋白质互作网络hub蛋白与其结构域关联分析

hub蛋白质作为参与较多互作的“中心蛋白”,在实现蛋白质功能和生命活动中发挥着关键作用．而结构域作为蛋白质上的基本功能区域,决定着蛋白质功能及蛋白质互作的情况．互作网络中hub蛋白质和结构域对于蛋白质功能的实现均起到决定性的作用．对蛋白质互作与结构域的关系分析表明,蛋白质互作与结构域之间存在着密切的联系．对人类蛋白质互作网络中的hub蛋白与结构域进行关联分析,探讨hub蛋白及其互作partner与结构域数目之间的关系．并通过hub蛋白质之间的互作对相应结构域的关系进行进一步的论证．     

绿竹SEP3-like蛋白表达纯化以及不同结构域互作研究

在双子叶植物中,SEPALLATA3(SEP3)参与生殖生长的很多方面,包括花分生组织和花器官的形成。但是在单子叶植物中,花器官形成的分子机制还不清楚。为了揭示单子叶植物中SEP3蛋白的结构以及聚合体的形成与生物学功能的关系,以单子叶植物绿竹Bambusa oldhami为材料,构建绿竹SEP3(BoSEP3)蛋白不同结构域原核表达载体,在大肠杆菌中进行重组蛋白诱导表达,获得不同结构域的可溶蛋白,通过镍柱及分子筛分离纯化表明,BoSEP3蛋白K结构域以四聚体形式存在;同时构建BoSEP3蛋白不同结构域的酵母表达载体,通过酵母双杂交系统检验BoSEP3蛋白同源互作表明,K结构域有参与形成多聚体的功能。实验提供了一套表达纯化BoSEP3蛋白以及检验蛋白质互作的有效方案,为开展BoSEP3蛋白功能和结构生物学研究奠定了基础。     

茶树花发育MADS-box转录因子CsGLO1、CsGLO2与CsAG之间的互作关系研究

利用酵母双杂交方法和双分子荧光互补技术（BiFC）研究了茶树（Camellia sinensis（L.）O.Kuntze）花发育MADS-box的B类转录因子CsGLO1、CsGLO2与C类转录因子CsAG间的互作关系及其可能发生互作的亚细胞定位。通过构建5个酵母表达载体,利用酵母单杂交实验检测了3个蛋白的转录激活活性,并通过酵母双杂交实验分析了蛋白间的互作关系。结果显示,3个蛋白均无转录激活活性,且两两之间可发生相互作用。进一步构建6个BiFC表达载体,采用压力注射法瞬时浸染烟草（Nicotiana benthamiana L.）叶表皮细胞,并利用激光共聚焦显微镜观察荧光信号,结果表明茶树B类CsGLO与C类CsAG蛋白可在植物活细胞内形成同源和异源二聚体,并具有在细胞质中发生互作的特定模式。本研究可为利用分子生物学技术抑制茶树“花果同现”现象提供理论依据。     

日本结缕草ZjTCP4基因的克隆、转录自激活检测及表达模式分析

TCP家族蛋白是植物中一种特有的转录因子,在植物的发育过程中起着重要的作用。本研究从日本结缕草(Zoysia japonica)中克隆ZjTCP4基因(GenBank登录号：MZ540773),该基因完整编码区为2 097 bp,编码699个氨基酸。进化树及保守序列分析显示,ZjTCP4蛋白含有TCP家族高度保守的螺旋-环-螺旋的TCP结构域,与玉米(Zea mays)中的ZmTCP4蛋白同源关系最高,且具有相似的保守基序构成,属于TCP转录因子家族中的CIN亚类。酵母自激活检测结果显示,ZjTCP4不具备自激活活性,可进行后续酵母双杂交实验及互做蛋白检测分析。ZjTCP4基因表达模式分析显示,其在结缕草衰老叶片及根系中的表达量较高。对ZjTCP4蛋白的烟草(Nicotiana tabacum)亚细胞定位实验显示,该蛋白定位于细胞质内。本研究为进一步研究日本结缕草ZjTCP4蛋白及TCP转录因子家族提供了科学依据。     

LIM蛋白KyoT与PcG蛋白的相互作用

KyoT为LIM结构域蛋白 ,可与转录因子RBP J相互作用并抑制RBP J介导的转录激活。为了研究其功能 ,用酵母双杂交法筛选了与KyoT相互作用的蛋白质 ,其中包括同属于PcG (polycombgroup)家族的蛋白质Ring1和hPc2 (humanpolycomb2 )。为进一步验证KyoT2与Ring1和hPc2的相互作用 ,首先在酵母中证实了KyoT2与它们的相互作用并得到阳性结果。然后做GST pulldown实验在体外验证了KyoT2与Ring1和hPc2在体外的相互作用。进而又构建了KyoT2与Ring1和hPc2不同的截短体 ,利用酵母双杂交进一步验证了它们相互作用的区段 ,发现KyoT的LIM结构域与Ring1的全长相互作用 ,与hPc2的C末端和全长相互作用。本研究验证了KyoT2与Ring1和hPc2的相互作用 ,对探讨KyoT的功能以及分析Notch信号途径与PcG家族的关系提供一定的依据。     

Sp100与HIV-1整合酶互作并抑制其介导的病毒整合

Sp100是核颗粒ND10的组成蛋白,在哺乳动物细胞中广泛存在．Sp100参与多种细胞生理病理过程,如转录调控、细胞内抗病毒免疫等．利用酵母双杂交系统,我们发现了Sp100的互作蛋白HIV-1整合酶,免疫共沉淀实验进一步证实了Sp100与 HIV-1整合酶的互作,细胞内荧光共定位实验也证实了二者在细胞内部分共定位．此外,突变体实验表明,Sp100的C端300～480氨基酸和HIV-1的催化结构域是两个蛋白质的互作区域．利用siRNA降低细胞内Sp100的表达量,可以增加HIV-1整合酶介导的病毒的整合,反之,细胞内过表达Sp100则会降低HIV-1整合酶介导的病毒的整合．这是首次发现Sp100可以和HIV-1整合酶发生相互作用,并进而抑制病毒的整合．我们发现了Sp100作为HIV-1整合酶互作蛋白的新功能,并扩展了细胞防御病毒感染的相关研究．     

利用酵母双杂交系统研究植物与病毒蛋白相互作用的进展

在长期进化中,植物形成了抵御病毒等病原微生物侵染的精细防御系统。在病毒侵染、复制和传播过程中,其编码的一些蛋白,如外壳蛋白、运动蛋白、复制酶类等能够与植物基因编码的蛋白发生相互作用。酵母双杂交系统是体外研究蛋白质间相互作用的有利工具,不但可以用于研究已知蛋白质的互作,还可以发现新蛋白,揭示特定蛋白互作网络与作用机制,在植物蛋白与病毒蛋白互作研究中已得到广泛的利用。本文主要综述利用酵母双杂交系统研究植物与病毒蛋白相互作用的国内外进展。     

甘蓝型油菜BnaCIPK15基因的表达分析与功能鉴定

CBL-CIPK是高等植物中广泛存在的一类解析Ca~(2+)信号的蛋白。该研究在前期工作基础上,对甘蓝型油菜(Brassica napus L.)的BnaCIPK15基因进行了亚细胞定位、双分子荧光互补(BiFC)、酵母双杂交和qRT-PCR检测等一系列分析,以探究BnaCIPK15蛋白在ABA激素响应中的作用。结果显示:(1)亚细胞定位发现,BnaCIPK15蛋白定位于细胞质和细胞核中; BiFC分析发现,BnaCIPK15蛋白与BnaCBL1/3/4/9蛋白之间的互作较强,与BnaCBL10仅有微弱互作。(2)qRT-PCR检测发现,BnaCIPK15基因受ABA和冷胁迫的诱导极显著上调表达,而对百草枯(Paraquat)、活性氧(H_2O_2)和热胁迫的诱导较弱,表明BnaCIPK15基因很可能参与ABA和冷胁迫的调控过程。(3)酵母滴定实验结果显示,BnaCIPK15蛋白与脱落酸(ABA)信号通路中的BnaHAB1蛋白(属于蛋白磷酸酶PP2C家族)存在明显的互作,而与BnaABFs/AREB3/ABI5转录因子无明显互作;BiFC验证显示,BnaCIPK15与BnaHAB1蛋白之间存在互作信号,而BnaCIPK15与BnaHAB2组合没有观察到信号,证明BnaCIPK15与BnaHAB1磷酸酶具有特异互作特征,推测BnaCIPK15可能参与调控ABA信号转导。研究认为,甘蓝型油菜中可能存在基于BnaCIPK15-BnaHAB1的互作模块,并参与ABA的信号转导和网络调控。     

AtSARK互作蛋白的筛选与鉴定

植物LRR型类受体蛋白激酶在植物生命活动中发挥着重要作用。前期研究发现了一个通过生长素和乙烯的协同作用参与拟南芥叶片衰老过程正调控的类受体蛋白激酶, AtSARK。为深入研究 AtSARK 蛋白的作用机制, 文章采用酵母双杂交系统, 以AtSARK胞内域（AtSARK-CD）为诱饵蛋白, 对拟南芥均一化cDNA文库进行筛选, 得到83个AtSARK的候选互作组分, 经过复筛, 初步发现AtSARK的互作组分包括14-3-3蛋白、FKBP-型肽脯氨酰顺反异构酶、醛缩酶超家族成员、RING/U-box 超家族成员以及WRKY转录因子家族成员。我们对其中一个功能未知的醛缩酶家族基因AtFBA5 （AT4G26530）的表达模式进行了分析, 并用GST pulldown实验证实了AtSARK-CD与 AtFBA5间存在直接的相互作用。At-SARK互作组分的文库筛选及AtFBA5的分离有利于进一步研究 AtSARK 基因在衰老信号通路中的作用机制。     

Tec家族蛋白酪氨酸激酶Itk PH结构域与OS-9蛋白的相互作用

用酵母双杂交技术筛选与ItkPH结构域相互作用的蛋白分子 ,以了解Itk的功能及其在T细胞信号转导中的位置与作用 .Itk的PH结构域扩增后克隆入酵母双杂交系统的pLexA载体 ,转化酵母细胞EGY4 8(p8op lacZ) ,经检测PH结构域无自激活作用 ,且对酵母细胞无毒性作用 .用PH结构域作为“钓饵”蛋白 ,在酵母双杂交系统中筛选构建于AD载体的T细胞cDNA文库 .将PH结构域及筛库所得基因片段分别进行融合表达 ,用于体外结合实验 ,进一步证实二者的相互作用 .经营养缺陷选择、诱导筛选和鉴定确证 ,筛库所得的插段约 15 0 0bp的文库质粒为一真阳性克隆 .经blast比较分析为骨肉瘤、横纹肌肉瘤等肿瘤组织中高表达的os 9基因 .体外结合实验也表明 ,ItkPH结构域可与该基因表达产物结合 .Itk的PH结构域可与OS 9蛋白相互作用 .二者结合的意义有待进一步研究     

Ppp5c 和TTC16 基因的TPR 结构域与Hsp70、Hsp90 蛋白 的相互作用及对细胞周期的影响

目的:研究Ppp5c及TTC16基因的TPR(tetratricopeptide repeat)结构域短片段和Hsp70及Hsp90家族蛋白的相互做用,及其过表达对细胞周期的影响。方法:通过生物信息学的分析及PCR的方法,克隆Ppp5c及TTC16基因的TPR结构域以及HSPA1A、HSP90AA1的全长基因,并连入酵母双杂交载体,通过ClonTech的酵母双杂交实验体系研究蛋白和蛋白之间的相互作用。把Ppp5c及TTC16基因的TPR结构域克隆入真核表达载体,构架稳定表达Ppp5c及TTC16基因的TPR结构域的MCF-7细胞系,并通过流式细胞实验观察细胞周期。结果:Ppp5c及TTC16基因的TPR结构域能与HSPA1A或HSP90AA1发生相互作用。Ppp5c及TTC16基因的TPR结构域在MCF-7中的过表达能严重影响细胞周期,引起细胞凋亡和S期阻滞。结论:本实验初步揭示了不同蛋白的TPR结构域在与Hsp70及Hsp90蛋白的相互作用性质的异同点以及其过表达对细胞周期的影响,为全面理解TPR结构域的功能、Ppp5c以及TTC16蛋白在细胞内的功能奠定了前期实验基础。     

林烟草蛋白激酶NsylCIPK3基因的克隆与功能分析

CIPK蛋白激酶家族(CBL-interacting protein kinase)是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族,与类钙调磷酸酶B亚基CBL(calcineurin B-like protein)蛋白共同形成CBL-CIPK网络,在植物的生长发育和逆境胁迫响应过程中发挥重要作用。烟草中该家族的研究还比较少,本研究从林烟草(Nicotiana sylvestris)中获得一个CIPK家族基因,该基因与拟南芥和杨树中的CIPK3同源性分别为68.4%和87.5%,将其命名为Nsyl CIPK3。氨基酸序列分析表明,Nsyl CIPK3具有CIPK蛋白家族的典型结构特征,在N端和C端分别具有典型的激活环结构域和NAF结构域。进化树分析显示,Nsyl CIPK3属于CIPK蛋白亚家族Ⅱ。表达模式研究表明,该基因在林烟草的叶和腋芽中的表达量相对较高,在主根中的表达量次之,在侧根、茎、花瓣和萼片中的表达量相对较低,并且在烟草成熟期的叶中表达量明显升高。在高盐、紫外光和低钾胁迫下该基因的表达发生不同程度的上调。酵母双杂交结果显示,Nsyl CIPK3可与Nsyl CBL9互作。推测Nsyl CIPK3可能通过与Nsyl CBL9互作形成信号通路,激活下游靶蛋白,参与烟草响应非生物逆境胁迫的信号转导过程。     

拟南芥中WRKY31转录因子的转录活性与互作蛋白分析

为深化对AtWRKY基因家族中功能尚未被报道成员的认识,探究拟南芥中WRKY转录因子基因在非生物逆境响应中的作用与可能的机制,通过对AtWRKY31进行亚细胞定位以及转录活性分析,并利用qRT-PCR检测AtWRKY31在不同逆境处理1、3和12 h后的表达变化,通过酵母双杂交(Y2H)和双分子荧光互补(BiFC)对其互作蛋白进行了筛选与验证。发现AtWRKY31定位于细胞核,具有转录抑制作用,且表达受热害、低钾、低氮等处理显著的抑制。此外,发现WRKY31可以与WRKY31、WRKY6和WRKY42在体内发生互作。拟南芥WRKY31作为一个转录抑制子,可能通过与WRKY6和WRKY42转录因子互作来参与调控对一些非生物逆境的应答。     

早幼粒细胞白血病基因结构域诱饵载体的构建及鉴定

目的研究早幼粒细胞白血病基因（promyelocytic leukemia,PML）中含环指／B—BOX结构与含coiled—coil结构的两个结构域的功能,构建含其结构域序列的诱饵表达载体,为进一步应用酵母双杂交系统筛选与之相互作用的蛋白建立实验基础。方法PCR扩增PML的两个结构域序列,克隆人诱饵载体pG—BKT7中,经测序鉴定后,将诱饵载体转化到酵母细胞AH109中,检测诱饵蛋白有无毒性,渗漏和自激活作用,同时利用蛋白印迹法分析诱饵蛋白的表达。结果成功扩增了PML两个结构域的基因片段,并正确克隆入pGBKT7中。诱饵载体成功转化到酵母细胞AH109中,其中一个诱饵蛋白BD—PML—B无毒性,但具有渗漏和自激活作用,另一个诱饵蛋白BD—PML—C无毒性,渗漏和自激活作用,蛋白印迹法分析证实酵母细胞表达诱饵蛋白。结论含环指／B—BOX的结构域具有转录因子活性,全长PML的转录活性与之有关;成功构建了含coiled—coil结构的PML结合域的酵母诱饵表达载体,为运用酵母双杂交技术筛选与之作用的蛋白并探讨其功能奠定了基础。     

酵母双杂交筛选与GsCBRLK相互作用的蛋白质

GsCBRLK(calcium/calmodulin-binding receptor-like kinase from Glycine soja)在ABA及盐胁迫诱导的钙离子信号通路中起到关键的调节作用。为深入研究GsCBRLK蛋白的作用机制, 文章采用膜酵母双杂交系统, 以GsCBRLK为诱饵蛋白, 筛选与其相互作用的蛋白质。通过构建野生大豆盐胁迫条件下的cDNA文库、膜酵母双杂交系统筛选、复筛、回转验证、生物信息学分析以及酵母体内互作验证等手段, 最终获得2个(SNARE 和 14-3-3 蛋白)与GsCBRLK诱饵蛋白相互作用的蛋白质。     

巴西橡胶树胶乳中DUF1262结构域蛋白结构与基因表达分析

为了揭示天然橡胶生物合成酶互作蛋白结构及其在天然橡胶生物合成过程中的功能。本研究以橡胶树胶乳橡胶粒子总蛋白为研究对象,采用免疫共沉淀实验技术以天然橡胶合成关键酶顺式-异戊二烯基转移酶（CPT）抗体从胶乳中捕获了1个含DUF1262结构域的未知功能蛋白。生物信息学分析表明橡胶树基因组中包含50个编码含DUF1262结构域蛋白的基因序列;蛋白质相互作用网络分析表明DUF1262结构域蛋白可能参与调节信号转导或转录调控等过程;荧光定量PCR结果表明编码该蛋白基因的转录本在根、叶、花、枝和胶乳等组织中广泛分布,但在胶乳中表达较低,在树皮表达较高;水杨酸、脱落酸、过氧化氢及干旱处理可增强该基因在叶片中的转录水平。本研究证明DUF1262参与橡胶树逆境反应等生理过程,为揭示胶乳生物合成调控机制提供新线索。