硒蛋白的分子生物学研究进展

已有35种硒蛋白被分离和表征,但许多硒蛋白及其功能仍未完全阐明.硒半胱氨酸(Sec)作为参入蛋白质的第21种氨基酸,由硒蛋白mRNA上的UGA编码.在原核生物,Sec参入硒蛋白的复杂机制已经较为明确,需要四种基因产物（SELA、SELB、SELC和SELD）和一个存在于硒蛋白mRNA上的被称为Sec插入序列(SECIS)的茎环(stem loop)样二级结构.在真核生物,硒蛋白生物合成途径可能在SECIS的结构和位置、特异的延伸因子及其他RNA-RNA或RNA-蛋白质因子之间的相互作用等方面与原核生物不同.另外,哺乳动物硒蛋白mRNA上的UGA翻译为Sec的过程低效,特定位点的UGA密码子不同功能(终止密码和Sec密码)的调控可能是硒蛋白表达低效的关键.     

以SecA蛋白为“动力泵”的细菌Sec蛋白转运途径

细菌细胞中,三分之一的蛋白质是在合成后被转运到细胞质外才发挥功能的.其中大多数蛋白是通过Sec途径(即分泌途径secretion pathway)进行跨膜运动的.Sec转运酶是一个多组分的蛋白质复合体,膜蛋白三聚体SecYEG及水解ATP的动力蛋白SecA构成了Sec转运酶的核心.整合膜蛋白SecD,SecF和vajC形成了一个复合体亚单位,可与SecYEG相连并稳定SecA蛋白的膜结合形式.SecB是蛋白质转运中的伴侣分子,可以和很多蛋白质前体结合.SecM是由位于secA基因上游的secM基因编码的,可调节SecA蛋白的合成量,维持细胞在不同环境条件下的正常生长.新生肽链的信号肽被高度保守的SRP特异性识别.伴侣分子SecB通过与细胞膜上的SecA二聚体特异性结合将蛋白质前体引导至Sec转运途径,起始转运过程.结合蛋白质前体的SecA与组成转运通道的SecYEG复合体具有较高的亲和性.SecA经历插入和脱离细胞内膜SecYEG通道的循环,为转运提供所需的能量,每一次循环可推动20多个氨基酸的连续跨膜运动.     

硒蛋白的生物合成与调控

硒蛋白是硒以硒半胱氨酸(Sec)形式参入形成的蛋白质。Sec作为参入蛋白质的第21种氨基酸,由硒蛋白mRNA上的UGA编码。在原核生物中,Sec参入硒蛋白的相关因子及其参入机制已基本阐明,Sec在SELA、SELB、SELC、SELD及Sec插入序列(SECIS)等的共同作用下参入到蛋白质中。在真核生物中,Sec参入硒蛋白的可能途径是：Ser-tRNA‘^[Ser]Sec。通过磷酸丝氨酰-tRNA^[Ser]Sec。最终转变为Sec-tRNA^[Ser]Sec,并在延伸因子及相关蛋白质因子的作用下参入到硒蛋白中。硒蛋白的合成在翻译前水平、mRNA水平、供硒水平等都受到相应的调控。     

大肠杆菌tRNASec关键核苷酸位点

在原核生物中,硒蛋白合成需要tRNA~(Sec) (SelC)与硒代半胱氨酸合成(Sec synthase, SelA)、硒代半胱氨酸特异性延伸因子(Sec-specificelongationfactor,SelB)之间相互作用。【目的】基于大肠杆菌掺硒机器,寻找tRNA~(Sec)骨架上关键核苷酸位点,为解决硒蛋白目前面临的掺硒效率较低、产量低的问题提供新思路。【方法】以大鼠细胞质型硫氧还蛋白还原酶(thioredoxinreductase1,TrxR1)为掺硒模式蛋白为定点突变tRNA~(Sec),转化至BL21 (DE3) gor-获得阳性重组菌株(携带pET-TRSter/pSUABC’),用于表达大鼠硒蛋白TrxR1,然后使用2￠,5￠ADP-Sepharose亲和层析和凝胶过滤两步法分离纯化TrxR1,最后利用经典硒依赖型DTNB还原反应测定TrxR1的酶活,分析关键核苷酸位点,评价掺硒效率。【结果】在存在SECIS元件的前提下,当SelA、SelB、tRNA~(Sec)共表达时,与野生型相比,携带突变型tRNA~(Sec)所共表达的TrxR1酶活力呈现不同程度的降低,其中E.colitRNA~(Sec)的G18、G19这两个位点的所有的TrxR1酶活远低于野生型(10%);然而,a26和b7的酶活相对较高。【结论】E. coli tRNA~(Sec)骨架上G18和G19位点对于维持tRNA稳定性和灵活性发挥了关键作用,位点突变引起tRNA结构变化会影响tRNA~(Sec)与掺硒元件的互作,因此有望通过改造tRNA核苷酸位点来提高硒蛋白的掺硒效率。     

水稻、小麦、油菜和烟草细胞质雄性不育系统中组分Ⅰ蛋白的比较分析

组分Ⅰ蛋白(RuBP羧化酶/加氧酶)的生物合成系由叶绿体基因和细胞核基因共同控制,所以,被作为研究细胞质遗传的标记。本实验用免疫化学和氨基酸成分分析等方法,对水稻(珍汕97)、小麦(繁7)、油菜(湘矮早)和烟草(G28)的细胞质雄性不育系及其保持系的组分Ⅰ蛋白作了比较,同时对不同作物的组分Ⅰ蛋白也作了免疫鉴定。结果表明,细胞质雄性不育系及其保持系的组分Ⅰ蛋白差异不大,但是,四种不同作物的组分Ⅰ蛋白之间有明显差异。     

山羊草属不同细胞质对小麦籽粒蛋白含量及组分的影响研究

以山羊草属（Aegilops)6种不同异源细咆质的异质小麦品系Chris为材料,与生产上广泛种植的9个常规小麦品种正反杂交,系统地研究了供试6种蚌源细胞质对其F1籽粒蛋白含量的影响,同时对单芒山草(Ae．uniaristata)、二角山羊草(Ae.bicorins)细胞质对籽粒蛋门组分含量的影响亦进行了研究。结果表明：(1)在以6种异源细胞质材料为母本的杂交组合中,78%的组合其蛋白含量高于反交对照。尤以单芒、二角山羊草细胞质的正效应最为显著,平均提高2个以上百分点,最高达3．7个百分点。(2)供试单芒、二角异源细胞质对籽粒清蛋白和球蛋白的含量影响最大,对醇溶蛋白和谷蛋白含量的影响相对较小,其效应值大小因特定组合而异。(3)供试异源细胞质对籽粒蛋白质含量和组成的影响均存在显著的核质互作效应。通过异源细胞质的途径来改良小麦籽粒的蛋白含量和组分是一条有效可行的方法,只要选择合适的核质组合即可达到改良目的。     

参与植物膜泡运输的蛋白质家族及功能研究进展

真核细胞的内吞和分泌途径中蛋白质和脂类的运输主要由膜泡运输介导。参与膜泡运输的蛋白质家族包括SNARE蛋白家族、RAB蛋白家族、被膜蛋白复合体、Sec1蛋白家族、Arf蛋白家族。这些蛋白质家族在进化中高度保守,并且在植物中已经鉴定了许多哺乳动物和酵母蛋白的同源物。近年来一些研究发现这些蛋白质不仅仅调节植物细胞的膜泡运输,还影响植物的许多生理活动和功能,例如向重性生长、胞质分裂、激素极性运输、气孔运动以及抗病性等。现主要阐述迄今在植物中研究这五类蛋白质家族功能的最新进展。     

湖南烙铁头蛇毒蛋白组分的双向电泳分析

烙铁头蛇是世界上剧毒的蛇种之一,其所携带的毒素能够导致严重的机体损伤。应用蛋白质双向电泳技术,对湖南烙铁头蛇蛇毒蛋白的蛋白质组分进行分析。通过等电聚焦和SDS-PAGE凝胶电泳分析获得完整的烙铁头蛇毒全蛋白质的图谱,经胶体考马斯亮蓝染色后,应用PDQuest软件对蛋白表达谱进行分析。通过等电聚焦和SDS-PAGE凝胶电泳有83个蛋白质组分被检测出来。其中大约90.00%的蛋白质的相对分子质量(Mr)分布在15～45 kDa之间,大约72.29%的蛋白质等电点(pI)在4.0～7.0之间。通过对烙铁头蛇毒的蛋白组学研究,获得其蛇毒蛋白质组分的表征特点,为后续进一步研究各组分的身份和潜在功能奠定基础,既可以提出新的治疗方案又可以为新的药理应用提供宝贵资源。     

以SecA为靶点的新型抗绿脓杆菌药物细胞水平筛选模型的建立和应用

Sec途径(即分泌途径secretion pathway)是蛋白质转运的主要途径.其中,最为关键的组分之一是SecAATP酶,是蛋白质转运途径中的"动力泵",通过ATP的水解循环驱使蛋白质前体穿过细菌内膜,在细菌中是不可缺少的.我们推测抑制SecAATP酶活性的化合物.必然会在一定程度上抑制蛋白质的转运和分泌.通过绿脓杆菌与大肠杆菌SecA蛋白的互补作用,利用本实验室构建的高效表达SecA蛋白的基因工程菌,建立了SecA蛋白ATP酶活性抑制剂的细胞水平筛选模型.利用所纯化的绿脓杆菌SecA蛋白的ATP酶活测定体系,验证了所建立的细胞水平筛选模型具有一定的特异性.研究结果表明其中两个酯相组分在细胞水平和蛋白水平均具有活性,值得进行深入的研究.     

小鼠FAAP蛋白对细胞黏附的影响

黏着斑相关蛋白(focal adhesion associated protein,FAAP)由小鼠D10Wsu52e基因编码,在进化上十分保守,但该蛋白质的生物学功能并不清楚．为此,首先通过细胞组分分离的方法研究了FAAP蛋白分布的细胞组分,结果表明FAAP主要存在于细胞质和细胞膜中．细胞蛋白表达量分析表明,细胞中FAAP与黏连蛋白受体(LR)表达量呈现正相关性．同时,细胞黏附实验表明,FAAP与LR对细胞黏附影响类似,也能够抑制细胞的黏附．这些实验结果为深入研究FAAP蛋白功能提供了依据．     

水稻野败型细胞质雄性不育系和其保持系蛋白质多肽的比较研究

应用单向SDS—PAGE结合蛋白质铬银染色技术对水稻野败型细胞质雄性不育系珍汕97A和其保持系的叶绿体、线粒体和细胞质的蛋白质多肽进行了比较研究,发现两系之间存在明显的差异,生殖器官(穗子)上的差异比营养器官(叶片)上的差异更为显著。在成熟穗上,叶绿体可溶性蛋白不育系有25条带,保持系仅16条带,两者间有19个多肽不同;线粒体可溶性蛋白不育系有28条带,保持系比不育系少30.1和21.8KD两个多肽;细胞质可溶性蛋白丙酮沉淀物的水溶性蛋白组分不育系有24条带,保持系为29条带,两系间却有7条多肽存在差别;细胞质可溶性蛋白丙酮沉淀物的SDS-增溶性蛋白组分不育系有18条带,保持系只有11条带,两者间亦有7条多肽出现差异。由此可以看出,水稻野败型CMS表型的表达可能需要较多个基因的启动和关闭,既与叶绿体和线粒体有关,还涉及到核基因组的作用。     

一种利用荧光蛋白mNeonGreen2鉴定EI24蛋白拓扑结构的方法（英文）

方便且精准地检测跨膜蛋白拓扑结构,尤其是跨膜片段的氨基(N-)和羧基(C-)端的朝向,有利于发现新的蛋白质与蛋白质之间的相互作用,并进一步揭示蛋白质重要的生物学功能.自组装荧光蛋白已被广泛用于观察蛋白质与蛋白质之间的相互作用、标记细胞内源蛋白质并实现mRNA定位的可视化.本文扩展了自组装荧光蛋白的应用,将自组装荧光蛋白mNeonGreen2与定点标记技术相结合,以确定跨膜蛋白的拓扑结构.通过该方法,第一次清楚地证明了EI24的N端和C端均朝向细胞质方向.此外,该方法可用于确定定位于其他细胞器且结构尚未解析的跨膜蛋白的拓扑结构.     

一种利用荧光蛋白mNeonGreen2鉴定EI24蛋白拓扑结构的方法

方便且精准地检测跨膜蛋白拓扑结构,尤其是跨膜片段的氨基(N-)和羧基(C-)端的朝向,有利于发现新的蛋白质与蛋白质之间的相互作用,并进一步揭示蛋白质重要的生物学功能．自组装荧光蛋白已被广泛用于观察蛋白质与蛋白质之间的相互作用、标记细胞内源蛋白质并实现mRNA定位的可视化．本文扩展了自组装荧光蛋白的应用,将自组装荧光蛋白mNeonGreen2与定点标记技术相结合,以确定跨膜蛋白的拓扑结构．通过该方法,第一次清楚地证明了EI24的N端和C端均朝向细胞质方向．此外,该方法可用于确定定位于其他细胞器且结构尚未解析的跨膜蛋白的拓扑结构．     

内质网膜上的转运使者——易位子相关蛋白（TRAP）

内质网膜蛋白在参与信号序列的识别、新生肽链的修饰、转运通道的形成等生理过程中发挥重要作用.易位子相关蛋白（translocon-associated protein, TRAP）是广泛存在于高等真核生物中的一种膜蛋白,其作为信号序列的受体蛋白位于内质网膜上.该蛋白能选择性地识别信号序列,并与Sec61相互作用形成一个以Sec61为核心、TRAP侧向延伸的椭圆状转运通道,从而靶向新生肽链进入内质网腔.近来研究发现,TRAP与蛋白质构象病、神经退行性疾病、肿瘤转移等疾病的发病机制有关.本文将对TRAP各个亚基的最新研究及其功能作一综述.     

GST pull-down联合质谱筛选(肌)营养不良短小蛋白结合蛋白1在小鼠睾丸组织中的相互作用蛋白质北大核心CSCD

(肌)营养不良短小蛋白结合蛋白1(dystrobrevin binding protein 1,dysbindin-1)是溶酶体相关细胞器生物发生复合体-1(biogenesis of lysosome-related organelles complex 1,BLOC-1)的1个亚基,在多种组织细胞中广泛表达;然而,其在睾丸组织中的作用至今尚不明确。为寻找(肌)营养不良短小蛋白结合蛋白1在睾丸组织中的相互作用蛋白质,以进一步研究(肌)营养不良短小蛋白结合蛋白1在睾丸中的作用,本研究首先在Rosetta(DE3)菌种中表达可溶性GST-dysbindin-1融合蛋白,经谷胱甘肽-琼脂糖珠亲和纯化后,与小鼠的睾丸组织蛋白质孵育进行GST pull-down实验,并通过液相色谱串联质谱(LC MS/MS)分析筛选(肌)营养不良短小蛋白结合蛋白1在睾丸组织中的相互作用蛋白质。利用Bio GPS数据库聚类在睾丸组织中高表达和特异性表达的互作蛋白质,运用DAVID6.8在线分析工具从细胞组分、分子功能、生物学过程和KEGG通路等方面对筛选出的互作蛋白质进行GO(gene ontology)富集分析。本实验共筛选出108个(肌)营养不良短小蛋白结合蛋白1在睾丸组织中的潜在互作蛋白质,其中98个为尚未报道的(肌)营养不良短小蛋白结合蛋白1相互作用蛋白质,7个为睾丸高表达蛋白质,5个为睾丸特异性表达的蛋白质。这些候选蛋白质主要分布在细胞质、细胞核、细胞膜、细胞外泌体等细胞组分中,通过与蛋白质、核酸等分子结合参与蛋白质翻译和转运、囊泡运输及凋亡等生物学过程以及氨基酸生物合成、溶酶体及蛋白酶体等生物学通路。我们推测,在睾丸组织中(肌)营养不良短小蛋白结合蛋白1可能通过与多种蛋白质相互作用参与精子的发生和受精等过程。     

小麦T型细胞质雄性不育系、保持系蛋白质双向电泳比较研究

以小麦T型细胞质雄性不育系为材料,利用双向电泳技术,对苗期、分蘖期、拔节期和孕穗期叶片和花粉母细胞减数分裂期、单核小孢子期、二—三核小孢子期蛋白质变化作了分析。在细胞质雄性不育系小麦拔节期、孕穗期叶片中,有一个33KD/PI6.3蛋白组分存在,保持系中没有发现这个蛋白组分。在花粉败育的关键时期二—三核小孢子期,小麦细胞质雄性不育系有53KD/PI5.5、50KD/PI5.7、48KD/PI5.6和20KD/PI7.5四种蛋白组分存在,而保持系中也没有存在。小麦细胞质雄性不育系叶片和小孢子发育过程中存在的这五种特异蛋白可能参与育性调控,与细胞质雄性不育特性的形成有关。     

浅谈糖蛋白

糖蛋白是指糖和蛋白质间,以蛋白质为主,其一定部位以共价键与若干糖分子链相连而构成的分子。糖蛋白广泛存在于生物体内,包括许多酶、大分子蛋白质、激素、血浆蛋白、全部抗体、血型物质和粘液组分以及许多膜蛋白,是细胞质膜、细胞间质、血浆、粘液等的重要组成成     

叶绿体蛋白质组研究进展

亚细胞蛋白质组学是近年来蛋白组学研究中的一个热点。通过细胞器的纯化和亚细胞组分的分离,降低了样品的复杂性,增大了相应蛋白质组分的富集,有利于由此分离获得的蛋白质的序列分析及功能鉴定。叶绿体蛋白质组为植物亚细胞蛋白质组学研究中相对全面的一部分,利用亚细胞分离结合双向电泳技术系统地鉴定叶绿体中蛋白质组分是获取叶绿体蛋白质信息、确定其功能的重要技术手段。本文就近年来植物叶绿体蛋白质组涵盖的叶绿体内、外被膜、叶绿体基质、类囊体膜和类囊体腔蛋白的研究进行综述,以全面认识叶绿体蛋白的组成、特点及其在叶绿体生理生化代谢网络中的作用。     

多聚谷氨酰胺延伸蛋白募集细胞内正常蛋白质或RNA的分子机制

多聚谷氨酰胺(PolyQ)疾病,是一类由编码蛋白质的基因中CAG三核苷酸重复序列的异常延伸所引发的神经退行性疾病.CAG三核苷酸重复序列导致所编码蛋白质的PolyQ序列的异常延伸,使蛋白质发生错误折叠和积聚,并在细胞内形成包涵体.包涵体的形成是神经退行性疾病的一个重要特征.PolyQ蛋白在积聚过程中,可以将细胞内与其特异相互作用的蛋白质或RNA募集到包涵体中.被募集的其他蛋白质或RNA不仅自身的可溶性组分减少,而且由于被"挟持"到包涵体中其在细胞内的有效组分也相应地减少,从而影响其正常的生物功能.根据特异相互作用的模式,我们将募集作用分为以下几种类型:蛋白质(含Poly Q蛋白)的共积聚;特定结构域或模体介导的募集作用(包括泛素等修饰介导的募集作用);RNA介导的募集作用;以及对分子伴侣蛋白的募集作用.PolyQ延伸蛋白的积聚和对其他组分的募集可能是引发细胞毒性和神经退行性病变的重要原因.     

乌龙岭’龙眼胚胎发育时期特异性蛋白质的变化

应用IEF-SDS-PAGE技术分析龙眼胚胎分化发育过程中蛋白质组分的变化。结果表明,在各发育阶段大多数蛋白质组分的电泳图谱基本一致,但也有变化。其中花后38d存在TE1(27．1kD、p,7．3),TE2(17．5kD、pI8．2)2个特异蛋白,45d存在TE3(11．4kD、pI7．6),TE4(13．2kD、pI9．9)2个特异蛋白,52d存在TE5(22．6kD、pI7．2),TE6(18．6kD、pI8．3),TE,(23．5kD、pI3．6)3个特异蛋白。31d胚胎电泳图谱中的蛋白质点数相对较多,表明此时蛋白质旺盛合成与积累,这与蛋白含量的变化基本一致。龙眼胚胎发育过程中特异蛋白的出现或消失．对胚胎的分化发育具有重要作用。