烟草乙烯受体类似物NTHK2全长基因的克隆及其激酶结构域生化特性

应用5′-ARCE方法克隆到烟草NTHK2的全长cDNA。其全长cDNA共有3216bp,其中5′非编码区为509bp,3′非编码区为427bp,编码区为2280bp,编码产物为760个氨基酸。NTHK2氨基酸序列与植物中的许多杂合型的两组分乙烯受体基因有较高的同源性,具有推测的组氨酸激酶结构域和接受域。但是,在激酶结构域中没有保守的组氨酸,而是被一个天冬氨酸残基所替代。为了研究其生化特性,在酵母中以融合蛋白的形式表达了激酶结构域,体外激酶分析表明,当有Mg^2 存在的情况下NTHK2能够自我磷酸化。进一步的研究应阐明NTHK2在植物体内是否能够作为乙烯受体。参与乙烯的信号传导过程。     

水稻乙烯受体类似物基因的克隆及其表达特性

乙烯在植物的生长发育以及对逆境的反应中起着重要作用. 乙烯受体基因在拟南芥、 烟草和番茄等双子叶植物中已有一些研究, 但到目前为止还没有见到关于单子叶植物乙烯受体研究的报道. 我们从水稻中克隆了一个乙烯受体基因OSPK2, 发现它所编码的蛋白与双子叶植物的乙烯受体有所不同. OSPK2的N端较长, 其后是3个跨膜区、一个GAF结构域、一个推测的激酶结构域和接受器结构域. 虽然大多数的结构域都是保守的, 但预期的磷酸化位点His和磷酸基团接受位点Asp在OSPK2中分别被Gln和Asn取代. 这一事实说明, OSPK2可能不是以组氨酸激酶的磷酸转移方式进行作用, 而是以其他的机制, 如具有丝/苏激酶的活性. 应用RT-PCR方法对不同条件下OSPK2基因的表达进行了研究, 结果表明, OSPK2受伤害和PEG处理诱导, 但盐及ABA处理对其没有显著影响. OSPK2基因的差异表达可能反映了它在介导不同非生物逆境反应中的作用, 这与我们以前关于烟草乙烯受体的研究结果是一致的.     

猕猴桃果实乙烯受体基因Ad-ETR1的克隆及其表达

以"布鲁诺"美味猕猴桃(Actinidia deliciosa cv.Bruno)果实为材料,根据其它植物乙烯受体氨基酸保守区序列,设计简并引物,通过RT-PCR扩增出1个657bp大小的cDNA片段(Ad-ETR1)该片段编码219个氨基酸,与其它植物乙烯受体及其基因的氨基酸及核苷酸同源性在72%～90%之间.Northern杂交结果表明,猕猴桃果实成熟衰老进程中Ad-ETR1 mRNA的积累趋于增加.这种积累的最大值出现在乙烯进入跃变之后;乙烯处理可以促使Ad-ETR1 mRNA最大值提前出现,乙酰水杨酸(ASA)处理则显著抑制Ad-ETR1表达.     

烟草乙烯受体研究进展(综述)

对近几年有关烟草乙烯受体基因研究的最新进展作简要介绍,并就今后该领域的研究方向进行探讨。已知烟草乙烯受体家族至少包括NtETR1、NtERS1、NTHK1和NTHK2等4种基因,其中NTHK1和NTHK2同源且有相似结构,两者的激酶活性与细菌双组分调节系统非常相似,激酶活性需要一些二价阳离子的参与。烟草乙烯受体在细胞内的作用位点还缺少研究。     

促红细胞生成素产生肝细胞受体A2(EphA2)SAM结构域对激酶结构域的脂质体结合能力与激酶活性的调控研究

促红细胞生成素产生肝细胞受体(Eph receptor) 是受体酪氨酸激酶(RTK)家族中最大的亚家族,其介导的双向信号传导对细胞的形态、黏附、运动、增殖、生存及分化都有重要的调控作用。EphA2是Eph受体家族中一个被广泛研究的重要亚型,在白内障和乳腺癌等病理发生过程中发挥了重要作用。既往研究发现:EphA2受体的激酶结构域可结合细胞膜,其激酶活性受磷脂膜的调控,但是相邻的SAM结构域对激酶结构域与脂膜的相互作用以及激酶活性的影响尚不清楚。在此项研究中,通过与磷酸酶PTP1B1-301活性片段共表达的方式,表达、纯化了EphA2受体的胞内段激酶-SAM串联结构域,通过比较胞内段激酶-SAM串联结构域与单独激酶结构域的脂质体结合能力,以及测定对应的激酶活性,发现:EphA2受体胞内段的SAM结构域使其激酶结构域与脂质体(4 mg/mL)的结合能力增强约6倍(P＜0.001);磷酸化后的EphA2胞内段激酶-SAM串联结构域结合脂质体(4 mg/mL)的能力比非磷酸化的胞内段激酶-SAM串联结构域提高2.5倍(P＜0.05);而结合脂质体后,激酶结构域的激酶活性也被进一步提高,从而形成正反馈。综上所述,本研究的发现提示:EphA2胞内段的酪氨酸激酶结构域与相邻的SAM结构域可形成一个完整的结构功能单位,其激酶活性和脂质体结合能力与单独的激酶结构域相比都形成了明显的差异,我们的这一发现对进一步理解Eph受体家族其他亚型的激酶结构域的活性调控提供了参考与思路。     

蚓果芥乙烯受体基因的克隆与进化分析

采用已报道的十字花科植物乙烯受体基因(Ethylene Receptor 1,ETR1)通用引物,以蚓果芥基因组DNA为模板,经PCR分析BhETR1的多态性,进而从分子水平上阐明蚓果芥的进化特征.结果表明:(1)已克隆得到的14条ETR1基因序列,长度为1 644～1 661 bp;经Bioedit软件比对,14条核苷酸序列之间相似性为93％～98％,蛋白氨基酸序列相似度为78％;采用DnaSP v5程序分别统计BhETR1序列多态性,发现14条BhETR1序列形成了14种单倍型.(2)从GenBank数据库下载蚓果芥近缘物种ETR1序列进行进化分析,系统发育分析表明蚓果芥14条ETR1序列形成3大分支;根据分支进化关系,每支中分别选取克隆2(c2)、克隆29(c29)、克隆35(c35)与拟南芥ETR1(AtETR1)和琴叶鼠耳芥ETR1(AlETR1)的序列进行比对,其一致性均为78％,说明BhETR1是一个乙烯受体类似(ETR1-like)基因,而蚓果芥自身14条序列的高度异质性表明蚓果芥的遗传背景相对复杂.     

羽衣甘蓝S_(13-b)位点受体激酶基因的克隆及激酶结构域的原核表达

目的:分离羽衣甘蓝S13-b位点受体激酶(SRK13-b)基因并进行序列及结构域分析,构建SRK13-b结构域的原核表达载体并进行重组蛋白质的原核表达和纯化。方法:提取羽衣甘蓝S13-bS13-b自交不亲和系花期柱头的RNA,用RT-PCR法分离SRK13-b基因;将编码SRK13-b激酶结构域的序列插入大肠杆菌表达载体pET-14b中,构建原核表达质粒pET-SRK13-bCT,转化大肠杆菌BL21(DE3)pLysS菌株,经0.1mmol/LIPTG诱导,用Ni-NTA亲和层析柱对SRK13-b激酶结构域蛋白进行纯化。结果:分离获得羽衣甘蓝SRK13-b基因的长度为2571bp,编码856个氨基酸,GenBank收录号为EU180597;对SRK13-b激酶结构域蛋白进行诱导表达及纯化,SDS-PAGE显示相对分子质量约43×103的蛋白质特异表达,对表达产物进行分离纯化,获得了SRK13-b激酶结构域的融合蛋白。结论:羽衣甘蓝SRK13-b基因的克隆及激酶结构域的原核表达,为研究SRK的功能及自交不亲和性奠定了基础。     

乙烯受体差异性协作与Raf-like蛋白CTR1负调控的乙烯信号转导

以拟南芥为模式植物研究植物激素乙烯信号转导,在过去20年来取得了长足进展,并以遗传学与生物化学为基础建立了一个线性的信号转导途径模型．虽然这个模型基本上解释了乙烯信号组分参与的信号传递过程,但是,其中仍然存在若干问题亟待进一步研究．例如,上游的多个乙烯受体家族成员与CONSTITUTIVETRIPLE—RESPONSE1蛋白如何协同作用,下游的ETHYLENEINsENsITIVE2（EIN2）如何将乙烯信号传递给转录激活因子EIN3,以及是否存在其他的信号途径调控乙烯反应等．本文将着重阐述不同乙烯受体家族成员的协作对乙烯信号途径的差异性调控,植物利用多个乙烯受体感受乙烯的生物学意义,以及乙烯受体除了通过CTR1蛋白调节EIN2功能外,是否还存在其他的信号转导途径．     

甜瓜乙烯受体基因Cm-ETR1 cDNA的克隆及表达特性分析

乙烯感知和信号转导的初始成分是乙烯受体,为探明甜瓜乙烯受体基因Cm-ETR1在甜瓜果实成熟过程中的作用,以甜瓜品种河套蜜瓜为材料,根据GenBank中登录的甜瓜乙烯受体基因Cm-ETR1的cDNA序列(登录号为AF054806),设计合成特异性引物,采用RT-PCR技术克隆得到Cm-ETR1基因全长cDNA序列,提交到GenBank中(登录号为EF495185)。序列分析表明,序列长度为2 256 bp,编码区为2 223 bp,编码740个氨基酸,与已报道的cantalupenis甜瓜ETR1基因的cDNA序列完全一致。Cm-ETR1蛋白的系统进化树分析结果表明,该乙烯受体蛋白在各物种间高度保守,与黄瓜乙烯受体蛋白相似性最高,一致性为99%,与龙眼乙烯受体蛋白相似性最低,一致性为86%。定量PCR分析结果显示,随着甜瓜果实内源乙烯合成量和成熟程度的增加,Cm-ETR1基因的表达量同步增加,在果实乙烯跃变期,Cm-ETR1的表达量也达到最高值,内源乙烯合成量与Cm-ETR1基因表达量间呈显著正相关,表明Cm-ETR1基因在甜瓜果实成熟过程中可能具有重要的作用。     

植物乙烯受体基因家族成员的功能特异性

文章就乙烯受体家族成员的结构、功能特异性和表达的差异研究进展做了介绍。     

ErbB2受体酪氨酸激酶激酶区的表达与纯化

以GFP融合表达的形式在毕赤酵母中表达具有生物活性的受体酪氨酸激酶ErbB2的激酶区.构建受体酪氨酸激酶激酶区与GFP的融合表达载体pPIC3.5K,转化毕赤酵母GS115,通过组氨酸营养缺陷型筛选,G418高拷贝菌株筛选,以及摇瓶诱导表达筛选,选取较高水平表达菌株进行5升罐培养,以镍亲和层析手段纯化得到蛋白表达产物,进行SDS-PAGE分析和酶联免疫反应检测酶活.结果表明在毕赤酵母中成功诱导表达了约100kD的激酶融合蛋白并具有激酶活性.该研究为筛选ErbB2的抑制剂奠定了基础.     

2型猪链球菌磷酸甘油酸激酶基因的克隆表达及酶活性测定

目的:克隆表达2型猪链球菌中磷酸甘油酸激酶(PGK)并对其酶学特性进行测定。方法:采用PCR方法从05ZYH33基因组中扩增出pgk片段,构建重组表达质粒p ET28a:pgk,经双酶切及测序验证正确的质粒转化入E.coli BL21(DE3)中进行IPTG诱导表达,重组PGK蛋白经SDSPAGE和质谱鉴定并测定其酶学活性。结果:PGK在大肠杆菌中可溶性表达,纯化后得到约43k Da的重组PGK蛋白,其酶促反应最适温度为25℃,最适pH为7.5,2型猪链球菌PGK的酶活性为75U/ml,PGK相对于3-PGA的Km值为1.744mmol/L,Vmax为0.143mmol/(L·min),相对于ATP的Km值为2.266mmol/L,Vmax为0.318mmol/(L·min)。结论:利用原核表达系统成功地表达了2型猪链球菌中的PGK,并获得了活性较好的重组PGK,酶学检测发现纯化的PGK具有良好的体外活性,为进一步研究该病在2型猪链球菌致病及代谢机制奠定了基础。     

Interactions of the EphA2 Kinase Domain with PIPs in Membranes: Implications for Receptor Function

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一个水稻双功能激酶基因的克隆及特征

从水稻中分离克隆出一个双功能激酶（OsSTY）基因,它编码一个含417个氨基酸的蛋白,其分子量为45926Da,等电点为7．689。OsSTY参与多种胁迫条件下的信号传导途径。低温或高温（4℃和37℃）处理后,OsSTY激酶的表达显著提高。机械损伤、水杨酸、乙烯等处理也促进该基因转录。另外,0sSTY基因在酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）ste7基因缺失株（ste7／ste7）中的异源表达能够抑制该菌株在氮源饥饿条件下假菌丝生长的缺陷。Ste7是酿酒酵母的一个丝氨酸／苏氨酸／酪氨酸双功能激酶,它与OsSTY的激酶功能域有32％的同源性和50％的相似性。这揭示出OsSTY激酶能够校正,至少能部分地校正酿酒酵母ste7基因缺失株的假菌丝生长缺陷。     

Structural and Functional Characterization of the JH2 Pseudokinase Domain of JAK Family Tyrosine Kinase 2 (TYK2)

JAK (Janus family of cytoplasmic tyrosine kinases) family tyrosine kinase 2 (TYK2) participates in signaling through cytokine receptors involved in immune responses and inflammation. JAKs are characterized by dual kinase domain: a tyrosine kinase domain (JH1) that is preceded by a pseudokinase domain (JH2). The majority of disease-associated mutations in JAKs map to JH2, demonstrating its central regulatory function. JH2s were considered catalytically inactive, but JAK2 JH2 was found to have low autoregulatory catalytic activity. Whether the other JAK JH2s share ATP binding and enzymatic activity has been unclear. Here we report the crystal structure of TYK2 JH2 in complex with adenosine 5′-O-(thiotriphosphate) (ATP-γS) and characterize its nucleotide binding by biochemical and biophysical methods. TYK2 JH2 did not show phosphotransfer activity, but it binds ATP and the nucleotide binding stabilizes the protein without inducing major conformational changes. Mutation of the JH2 ATP-binding pocket increased basal TYK2 phosphorylation and downstream signaling. The overall structural characteristics of TYK2 JH2 resemble JAK2 JH2, but distinct stabilizing molecular interactions around helix αAL in the activation loop provide a structural basis for differences in substrate access and catalytic activities among JAK family JH2s. The structural and biochemical data suggest that ATP binding is functionally important for both TYK2 and JAK2 JH2s, whereas the regulatory phosphorylation appears to be a unique property of JAK2. Finally, the co-crystal structure of TYK2 JH2 complexed with a small molecule inhibitor demonstrates that JH2 is accessible to ATP-competitive compounds, which offers novel approaches for targeting cytokine signaling as well as potential therapeutic applications.     

表皮生长因子受体酪氨酸激酶结构域与其抑制剂染料木素的模拟对接

染料木素是表皮生长因子受体酪氨酸激酶结构域(EGFR-TK)高度特异的非竞争性抑制剂.本研究采用AUTODOCK3.05分子对接软件包对EGFR-TK与染料木素进行了模拟对接研究,探究了二者的相互作用机制,为染料木素的抗肿瘤机制提供理论依据.对接结果表明,染料木素结合在EGFR-TK的活性腔中,与EGFR-TK发生了强烈的相互作用,结合自由能△G为-31.2 kJ/mol;染料木素通过干扰TK催化活性结构中Lys721/Glu738离子对的形成而抑制了EGFR-TK的活性,属于非竞争性结合和抑制作用;在结合中,疏水力和氢键发挥了重要作用.     

血管内皮生长因子受体1酪氨酸激酶的克隆、表达和功能

血管内皮生长因子受体 1(Flt 1)在血管生成过程中起着重要的作用。Flt 1胞内域的酪氨酸激酶直接参与了VEGF与Flt 1结合后的胞内信号转导途径。在原核系统中表达得到具有酶活性的Flt 1酪氨酸激酶融合蛋白 ,并进行了初步的性质研究。利用逆转录PCR技术从人肝癌组织总RNA中得到Flt 1酪氨酸激酶区的cDNA ,将其克隆到表达载体质粒 pGEX KG中 ,并在大肠杆菌BL2 1(DE3) pLysS中表达、纯化 ,得到可溶的Flt 1酪氨酸激酶融合蛋白 (GST F)。虽然GST F不包含目前已知的磷酸化位点 ,但研究表明GST F能够进行自磷酸化反应 ,并且其活性需要镁离子或锰离子的参与。同时发现GST F能够磷酸化合成底物 polyE4Y ,而不能作用于MBP和Src相关肽。底物磷酸化时最适的镁离子和锰离子浓度分别为 15mmol/L和 0 .5mmol/L。GST F为寻找抗肿瘤药物提供了一个有效工具     

一个小麦丝氨酸—苏氨酸蛋白激酶基因的克隆和分析

用mRNA差异显示技术在含有抗白粉病基因Pm2 1的小麦 (TriticumaestivumL .)_簇毛麦 (Haynaldiavillosa)6VS/ 6AL易位系 92R137中分离与抗白粉病相关的基因 ,获得一个命名为TaPK1的全长cDNA克隆。序列分析表明 ,它与大豆 (Glycinemax (L .)Merr.)蛋白激酶基因GmPK6高度同源。经推测 ,TaPK1编码 416个氨基酸的多肽 ,属丝氨酸_苏氨酸蛋白激酶家族 ,并具酪氨酸激酶特性。TaPK1是从小麦中分离的新基因。