信号肽及其在蛋白质表达中的应用

分子生物学研究已进入后基因组时代,其中心任务是更多地关注基因组表达的蛋白质的结构和功能。由于基因功能最终通过其表达产物——蛋白质来实现,因此,要了解基因组全部功能活动,最终也必须回到蛋白质上。另外,在菌株、培养和发酵等逐渐成熟的条件下,构建高效的表达载体以提高外源蛋白质的表达量是降低工业化生产成本的关键。随着研究的深入,发现信号肽对蛋白质的定位有着非常重要的作用,使得信号肽的研究不仅具有重要的理论意义,而且也具有潜在的应用价值。就信号肽的结构和功能,信号肽的捕获方法及其在原核表达系统和真核表达系统中表达外源蛋白质的应用做一些介绍。     

植物病原细菌Ralstonia solanacearum GMI1000中分泌蛋白信号肽分析

利用SignalP 3.0、TMHMM 2.0、TargetP 1.01、LipoP 1.0和PSORTb蛋白分析软件并结合L值计算,对植物病原细菌Ralstonia solanacearum GMI1000菌株基因组中的全部3 440个ORFs进行了分析预测,确定其中186个ORFs所编码蛋白质的N-端有信号肽序列,且它们的氨基酸残基相对保守.其中134条具有分泌型信号肽,22条具有RR-motif型信号肽,30条具有信号肽酶Ⅱ型信号肽.对各类信号肽及其结构域的长度作了系统的分析.未发现Prepilin-like信号肽和细菌素和信息素信号肽.     

信号肽序列及其在蛋白质表达中的应用

信号肽在蛋白分泌的过程中起重要作用,分泌性蛋白质合成后由信号肽引导其穿过合成所在的细胞到其他组织细胞中。可以利用因特网在线工具和信号序列捕获系统来判定基因序列中是否含有信号肽序列。外源蛋白的表达形式多为细胞内不溶性表达(包涵体),少数为细胞外分泌表达。利用信号肽来引导外源蛋白分泌可避免因包涵体复性带来的困难。研究表明,多种外源基因连接上信号肽后在原核表达系统如大肠杆菌、L型细菌、芽孢杆菌和乳酸杆菌中等都得到了分泌表达;信号肽也广泛应用于真核表达系统如毕赤酵母和昆虫杆状病毒表达系统,以提高蛋白的表达量。     

信号肽对酵母外源蛋白质分泌效率的影响

根据酵母表达系统在表达外源蛋白方面的独特优势,利用酵母表达系统高效分泌并纯化具有生物学活性的蛋白质,已受到广泛关注。信号肽在蛋白质的分泌中起着重要作用,可引导蛋白分泌至胞外,大大提高蛋白的表达量,在工业化生产外源蛋白的纯化工艺方面具有重要意义。该文将从酵母表达系统中对信号肽的选择、改造、偏爱密码子和增强子的应用等几个方面进行优化的探讨,以提高蛋白质在酵母系统中的分泌效率。     

根癌土壤杆菌C58 Cereon中分泌蛋白信号肽分析

利用SignalP3．0、LipoP1．0、TMHMM2．0和TargetP1．014种蛋白分析软件预测了Agrobacterium tumefaciens C58 Cereon菌株全部基因组的4554个ORF编码的蛋白信号肽,共发现203个信号肽,且它们的氨基酸残基相对保守。其中158条具分泌型信号肽,9条具RR-motif型信号肽,28条具信号肽酶Ⅱ型信号肽,8条具细菌素-信息素型信号肽,但只有分泌蛋白AGR-C-1878p和AGR-C-1880p的信号肽氨基酸残基完全相同,表明信号肽是高度变异的。     

利用荧光蛋白对大肠杆菌蛋白质Tat转运系统的研究

探讨了荧光蛋白作为报告蛋白用于蛋白质转运系统研究的可行性 ,结果表明海葵红色荧光蛋白聚集在细胞质内 ,不能转运至周质空间。而水母绿色荧光蛋白在Tat信号肽和Tat转运酶的共同作用下 ,以折叠形式转运至周质空间。通过荧光定量分析表明信号肽保守序列中的双精氨酸是保证绿色荧光蛋白转运及转运效率所必需的 ,且第二个精氨酸比第一个精氨酸更为重要。同时 ,揭示了Tat信号肽需要一定的高级结构才能行使功能 ;Tat信号肽不仅引导蛋白质的转运 ,而且也参与蛋白质的折叠。因此 ,绿色荧光蛋白是非常理想的报告蛋白 ,可用于研究Tat系统 ,但是海葵红色荧光蛋白易于聚集而不适合于此目的。     

黑森瘿蚊唾液腺中2基因的特性

植食性昆虫向宿主内注入许多生理、生化活性物质，以便于其取食。堪萨斯州州立市大学和珀德尤大学的昆虫学家，从黑森瘿蚊Mayetiola destructor（Say）唾液腺中分离出SSGP-11A1和SSGP-12A1基因，其编码含有分泌性信号肽的蛋白质。     

信号肽与蛋白质的分选转运

蛋白质一般在位于细胞质中的核糖体内合成,但是它们发挥生理功能的地点却分布在细胞的不同区域,这些区域通常由蛋白质所不能自由透过的脂膜所包裹。因此,细胞质中新合成的蛋白质必须进行准确的定向运输才能保证各项生命活动的正常运行。研究发现,一般情况下,新生蛋白通常在位于其N端的信号肽的指引下到达细胞特定区域,并由其介导跨膜转运。本文重点介绍信号肽的结构、功能及作用机制等的研究成果。     

Caspase-1介导的蛋白质分泌机制新进展

此前多数观点认为内质网一高尔基体运输是经典的分泌型蛋白质分泌出胞的途径。它们要先翻译出一段信号肽,这段信号肽将mRNA连同核糖体转移到内质网上并使合成的蛋白质保存于内质网内,而后通过高尔基体分泌出胞。     

ncRNA候选基因spt1的克隆与初步分析

在用suc2信号肽捕获系统对小鼠胚胎cDNA文库筛选的过程中,反复获得一个相同的强阳性克隆,命名为spt1。对该克隆的序列分析表明：插入序列由697bp组成,6个开放阅读框中共有37个启始密码子(ATG)和80个终止密码子(TGA、TAG、TAA);没有较大的有意义开放读框存在。经BLAST分析,结果显示该序列定位于小鼠第17号染色体长臂,没有发现同源基因。NortherTl blot和RT-PCR分析表明,该序列仅表达于小鼠卵巢组织,全长约4．5～5．0kb。酵母转化和序列截短实验提示,该序列能够介导蔗糖转换酶向细胞外的分泌。因此,推测spt1很有可能是一个新的非编码RNA的一部分,参与蛋白质的分泌过程。