嗜酸氧化亚铁硫杆菌doxDA操纵元的鉴定与分析

本文利用RT-PCR方法从转录水平上分别对A.ferrooxidans ATCC 23270基因组中可能编码硫酸盐-硫代硫酸盐结合蛋白基因sbp、膜结合硫代硫酸盐-辅酶Q氧化还原酶基因doxDA以及类硫氰酸酶基因p21等开放阅读框所在的基因座之间的联系进行了鉴定和分析,结果表明它们分别从属于预测的doxDA-1操纵元和doxDA-2操纵元.在此基础上,本文对doxDA操纵元的可能启动子序列也进行了预测和分析.     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌APS还原酶的表达、纯化及其性质鉴定

嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)中APS还原酶是硫同化途径的一个关键酶,其对硫酸盐的还原及硫化物的氧化具有重要调节作用.本文以A.ferrooxidans ATCC23270基因组为模板.通过PCR扩增得到编码APS还原酶的cysH基因,与原核表达载体pLM l构建重组体,转化入大肠杆茵(Escherichia coli,E.coli)DH5a中,测序正确后,加IPTG诱导表达,用一步亲和层析法纯化出浓度和纯度都较高的APS还原酶.由蛋白颜色和紫外分析,确定其含有一个[Fe4S4]簇作为活性中心.表达产物进行SDS-PAGE分析,证实分子量为28 kD.酶活测定表明其具有将APS还原为亚硫酸盐跟AMP的功能.     

新生隐球菌半胱氨酸转运蛋白Mup1鉴定及其表达调控研究

【目的】鉴定新生隐球菌(Cryptococcus neoformans)的半胱氨酸转运蛋白及其对致病性的影响。【方法】构建候选基因敲除株,检测突变株以半胱氨酸为唯一硫源的生长情况;检测半胱氨酸转运蛋白Mup1对新生隐球菌毒力因子表达和不同胁迫条件下生长的影响;通过新生隐球菌大蜡螟(Galleria mellonella)和小鼠感染模型分析Mup1对致病性的影响;通过转录组分析和酵母单杂交研究硫代谢核心转录因子Cys3与Mup1的调控关系。【结果】Mup1具有转运半胱氨酸、胱氨酸、胱硫醚和同型半胱氨酸的能力。基因MUP1缺失不影响毒力因子表达和细胞对应激的反应。大蜡螟和小鼠隐球菌感染模型表明Mup1对新生隐球菌的致病性无显著影响。转录组分析和酵母单杂交实验显示Cys3可能间接调控MUP1的转录。【结论】新生隐球菌Mup1具有转运半胱氨酸、胱氨酸、胱硫醚和同型半胱氨酸的功能,但不影响致病性,基因转录可能受Cys3的间接调控。     

半胱氨酸参与生物体重金属抗性的研究进展

半胱氨酸(Cys)是生物体硫酸盐同化途径的终产物,广泛存在于生物体内。生物体将氧化态硫吸收并还原后固定到半胱氨酸分子中,使其能够顺利参与生物体的其他代谢途径。因半胱氨酸结构中含有巯基,使得其能与重金属离子特异性结合,并直接或间接地参与生物体的重金属抗性。由于生物细胞是在异相条件下进行系列的、有序的生理生化过程,进一步研究Cys及其金属离子配合物在分子水平上的结构特征,对于在分子水平上研究Cys及其与金属离子的生理行为有重要的参考价值。近年来,新技术(如原子力显微镜)在生物科学方面的应用使得这一研究成为可能。对半胱氨酸的基本特性、生物合成途径及其参与生物体重金属抗性的研究进展进行了综述,旨为研究Cys在生物体重金属抗性过程中的解毒机制提供一定的科学理论依据。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌ISC铁硫簇系统的合成

【目的】铁硫簇是最古老的一种氧化还原中心,它普遍存在于所有生命体内,在光合作用、呼吸作用和固氮作用这三个地球生命最基本的代谢途径中扮演着重要的角色。【方法】以嗜酸氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidans ATCC 23270)基因组为模板,克隆表达其ISC铁硫簇组装的3个核心蛋白,IscS(半胱氨酸脱硫酶蛋白)、IscU(支架蛋白)和IscA(铁供体蛋白)。【结果】研究发现IscS能催化半胱氨酸脱硫,为铁硫簇的组装提供硫,支架蛋白IscU不具备结合铁的能力,IscA具有较强的铁结合能力。【结论】铁硫簇体外组装证明Fe-IscA在体外能将结合的铁传递给IscS,并在IscU上进行铁硫簇的组装。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌半肤氨酸合成酶的表达、纯化及其性质鉴定

半胱氨酸合成酶是半胱氨酸合成反应的关键限速酶,催化了半胱氨酸合成的最后一个步骤。以A.ferro-oxidans ATCC 23270基因组为模板,通过PCR扩增得到编码半胱氨酸合成酶(cysM)的基因,与原核表达载体PLM 1构建重组体,转入大肠杆菌DH5α中,测序正确后,加IPTG诱导表达,用一步亲和层析法纯化出了浓度和纯度都较高的半胱氨酸合成酶。由蛋白颜色和紫外分析,确定是以PLP辅基作为活性中心。表达产物进行SDS-PAGE分析,证实分子量为32 kD。     

氧化亚铁硫杆菌中磁小体形成相关基因在不同亚铁浓度刺激下的差异表达

氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)的生物控制矿化作用可以使其在胞内形成黑色电子致密颗粒—磁小体。本研究利用生物信息学方法对氧化亚铁硫杆菌标准菌株ATCC 23270的全基因组进行分析, 并通过Real-time PCR技术研究氧化亚铁硫杆菌中与磁小体形成相关的mpsA、magA、thy和mamB四个基因在不同亚铁浓度刺激下的差异表达, 结果发现它们在转录层面的表达量受亚铁浓度的影响, 当亚铁浓度达到150~200 mmol/L范围内达到最高表达,这对进一步深入研究氧化亚铁硫杆菌中磁小体的形成机理有积极的意义。     

中国辣椒热胁迫转录因子的全基因组鉴定及热胁迫响应的初步分析

采用生物信息学方法,从中国辣椒(Capsicum chinense Jacq.)全基因组序列中鉴定得到28个热胁迫转录因子(HSF)候选基因,并对这些候选基因的染色体分布、基因结构及编码蛋白的3D结构特征进行了分析。结果显示:28个候选基因的编码蛋白长度为128~526 aa;系统发育分析结果表明,HSF可分为A、B、C 3个亚家族。进一步对热胁迫处理后的中国辣椒种质进行转录组分析,共检测到27个HSF转录本,与对照组相比,实验组中有25个基因对热胁迫有不同程度的响应。     

利用反向遗传技术产生8基因全禽源流感病毒疫苗候选株

利用反向遗传技术将含有A/Chicken/Shanghai/F/98(H9N2)株禽流感病毒(avian influenza virus,AIV)的6个内部基因与H5N1亚型AIV的2个表面基因HA和NA共转染COS-1细胞,产生了6 2全禽源的重配AIV。将H5N1亚型AIV的HA基因经基因突变致弱,然后将A/Chicken/Shanghai/F/98(H9N2)AIV的6个内部基因的cD-NA和以上致弱的禽源HA基因及NA基因的cDNA分别克隆到转录/表达载体pHW2000中,构建成8个转录/表达质粒。将8个质粒共转染COS-1细胞,24h后收获细胞及上清接种SPF鸡胚,72~90h后鸡胚死亡,收取鸡胚尿囊液进行血凝、血凝抑制试验、序列分析、病毒致病性试验和动物免疫保护试验,最终证实产生了致弱的全禽源AIV疫苗候选株。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌硫氰酸酶的表达、纯化及其性质鉴定

目的:嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)硫氰酸酶是硫代谢中极其重要的酶,其作用主要包括氰化物的解毒,铁-硫蛋白的合成,以及硫胺、硫尿苷或烟碱乙酸胆碱的生物合成,硫氰酸酶的研究对揭示生物冶金机理具有重要的推动作用.方法:以A.ferrooxidans ATCC23270基因组为模板设计引物,通过PCR扩增得到编码硫氰酸酶的基因,目的基因片段与原核表达载体PLM1构建重组体,然后转入大肠杆菌(Eschcrichia coli,E.coli)DH5a感受态中,基因测序正确后,重组质粒再转入E.coli BL21感受态中,加IPTG诱导蛋白表达,用一步亲和层析法纯化出浓度和纯度都较高的硫氰酸酶.结果:SDS-PAGE分析证实蛋白分子量为21kD,紫外可见光分析,确定硫氰酸酶中含有铁硫簇,酶活测定发现重组硫氰酸酶在体外不具有酶活性,可能与酶反应条件及信号肽的切断有关.结论:体外成功克隆.表达,纯化出重组体硫氰酸酶,其基本性质也得到阐述.     

Streptomyces bacillaris ATCC15855T中bafilomycin A1合成基因簇的挖掘

Bafilomycin A1是大环内酯类抗生素,具有广泛的抗癌活性。通过HPLC及HPLC-MS分析Streptomyces bacillaris ATCC 15855~T的发酵产物,结果显示S.bacillaris ATCC 15855~T发酵能够产生bafilomycin A1。S.bacillaris ATCC 15855~T分离自中亚土壤。通过全基因组测序,获得了S.bacillaris ATCC 15855~T的完整基因组序列。该基因组由6 957 417 bp的线性染色体组成,GC含量为72.29%。该染色体预测了7 284个开放阅读框架(ORF),18个rRNA操纵子,64个tRNA基因。通过antiSMASH v 4.0.3分析,共预测了39个生物合成基因簇。其中,具有抑制液泡型H(+)ATP酶的bafilomycin A1基因簇与已报道的基因簇相似度为100%。在bafilomycin A1合成基因簇中有19个ORFs。     

利用RNA转录组数据库挖掘肿瘤细胞EZH2基因候选转录因子

转录因子的筛选是基因转录调控研究的重要环节。通常人们通过候选转录因子基序(motif)结构域的DNA结合序列是否存在于靶基因启动子而进行筛选。基因表达相关性是发现基因间相互作用的一种有效手段。利用已有的多种人类基因组转录组公共数据库,通过对已知转录因子与靶基因共转录关系分析,本研究发现,肿瘤细胞系大百科全书(CCLE)基因共转录相关系数可作为筛选候选转录(抑制和激活)因子的新方法。对所挖掘出的7个与EZH2基因转录高度相关的候选转录因子(TCF7L2、PML、TBP、PHF8、RBBP5、MYBL2、NRF1)进行实验验证,发现PHF8和NRF1过表达(或敲降)确实促进(或抑制)EZH2基因转录;染色质免疫共沉淀实验和荧光素酶报告基因结果亦证实,PHF8和NRF1能够结合EZH2基因启动子DNA,提示PHF8和NRF1可能是EZH2基因的转录因子。     

流感病毒H7N9病毒样颗粒疫苗的研发

<正>最近,中国出现了由禽源性流感病毒A(H7N9)引起的严重性传染病,为此全球付出努力,来实现候选疫苗的快速研发。目前,非流感病毒A(H7N9)H7亚型流感候选疫苗在面对新近出现的流感病毒A(H7N9)时,其免疫原性低,保护效果差。一种流感病毒A(H7N9)重组候选疫苗,是将A/Anhui/1/2013株的血凝素(HA)、神经氨酸苷酶(NA)和A/Indonesia/05/2005(H5N1)株的基质蛋白1(M1)克     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌RND家族转运蛋白基因(rnd-1)的克隆及生物信息学分析

RND(resistance-nodulation-division)家族转运蛋白广泛分布于革兰氏阴性细菌中,具有催化胞内活性物质(胆酸盐,脂肪酸等)和外排金属离子(Cu~+,Ag~+)的作用。为探究嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobaeillus ferrooxidans,A.ferrooxidans)RND transporter的功能特性,以本实验室分离鉴定的A.ferrooxidans GB2为材料,采用PCR扩增技术克隆了rnd-1基因。运用生物信息学在线分析软件对该基因编码的氨基酸序列的理化性质、结构特征、功能结构域、系统发育以及可能参与的代谢通路等进行了预测。数据表明:该基因cDNA序列全长1 320 bp,编码439个氨基酸,分子式为C_(2100)H_(3330)N_(610)O_(604)S_(13),相对分子质量为47.204 kD,为亲水性蛋白;无信号肽,富含延伸链和无规则卷曲结构,三维结构预测表明其符合4KKU结构生物学特点;采用最大似然法构建系统发生树发现RND transporter蛋白在嗜酸氧化亚铁硫杆菌与嗜酸氧化硫硫杆菌中亲缘关系比较近;肽链含有10处磷酸化位点,10处糖基化位点,可能参与细胞质中磷酸化反应,从而对重金属胁迫进行感知和表达。本研究推测该基因在微生物抗重金属过程中有重要的作用。     

极端嗜酸热古菌Acidianus manzaensis胞外硫活化蛋白质基因的筛选及鉴定

以极端嗜酸热古菌(Acidianus manzaensis)为研究对象,基于比较蛋白质组学的研究方法筛选和鉴定了13个A.manzaensis胞外与硫活化相关的蛋白质基因,并从转录水平对其进行了验证。首先通过80℃缓慢摇动水浴30 min分别对A.manzaensis在单质硫(S0)和亚铁(Fe2+)为能源底物进行生长时的胞外蛋白质进行提取,并用双向电泳(2-DE)进行分离,然后选取在S0底物下差异表达的蛋白质斑点进行串联飞行时间质谱(MALDI-TOF/TOF)鉴定和生物信息学分析及功能预测,最后用实时定量PCR(RT-q PCR)对筛选得到的胞外S0活化相关蛋白基因进行转录水平的验证;最终获得了13个极端嗜酸热古菌A.manzaensis胞外活化S0相关的蛋白质基因。筛选得到的蛋白质中一半以上含有较多的半胱氨酸残基(Cys),说明胞外富含巯基(-SH)的蛋白参与了S0活化;其中谷氧还蛋白(glutaredoxin)和FAD键合氧化酶均含有-CXXC-结构域,且两种蛋白质的基因表达量较高,说明含有-CXXC-结构域的蛋白质在极端嗜酸热古菌A.manzaensis活化S0的过程中起重要的作用。     

水稻WRKY转录调控因子研究进展

WRKY转录调控因子是植物中最大的转录调控因子家族之一,包含1或2个大约由60个氨基酸残基组成的高度保守的WRKY结构域。WRKY结构域的N端有严格保守的WRKYGQK氨基酸序列,其C端有锌指结构模型Cys(2)-His(2)或Cys(2)-His Cys。WRKY转录调控因子与靶基因启动子区域的DNA序列(T)TGAC(C/T)(W盒)特异性结合,调节目的基因的表达,在调控植物生长发育、物质代谢、抗病耐逆及氧化衰老过程中起重要作用。我们就有关水稻WRKY转录调控因子的结构分类及其生物学功能的研究进展做简要综述。     

H7N9流感病毒感染A549细胞蛋白质组学的初步研究

通过建立H7N9和H1N1流感病毒(H1N1pdm09)感染人肺癌上皮细胞(A549)模型,研究病毒感染细胞后细胞蛋白质组学差异变化,探讨H7N9流感病毒感染人类致病机制。将感染复数(MOI)为0.001的H7N9、H1N1pdm09流感病毒感染A549细胞24h、48h、72h后提取细胞总蛋白进行荧光双向差异凝胶电泳(2D-DIGE)和基质辅助激光解析串联飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS/MS)分析鉴定差异蛋白。质谱共鉴定出H7N9和H1N1pdm09流感病毒感染A549细胞24h、48h、72h上调或下调的差异蛋白分别为11、12、33个。对差异蛋白进行功能分析发现与H1N1pdm09感染组相比,(纤)丝状肌动蛋白成帽蛋白α1(F-actin-capping protein subunit alpha-1,CapZ-α1)、鸟氨酸氨基转移酶(Ornithine aminotransferase,OAT)、Poly(rC)-binding protein 1(PCBP1)、真核翻译起始因子5A-1(Eukaryotic translation initiation factor 5A-1,eIF5A)在H7N9感染A549细胞后表达量的下调加速了致细胞病变效应。血小板活化因子乙酰水解酶Ⅰb亚基β(Platelet-activating factor acetylhydrolaseIb subunit beta,PAFAH1B2)在H7N9感染A549细胞后期表达量显著降低可能与该病毒感染患者的临床症状相关。     

用反向遗传操作技术产生致弱的H5亚型重组流感病毒

选择一株鹅源H5N1亚型禽流感病毒 (AIV) ,缺失其HA基因裂解序列的 4个碱性氨基酸、使HA裂解模式由高致病性的PQRERRRKKR↓GL突变为低致病性的PQRESR↓GL ,将修饰的HA基因克隆入转录 表达载体pHW2 0 0 0、构建质粒pHW5 2 4_HA ,将该毒株和H9N2亚型毒株的NA全基因分别克隆入pHW2 0 0 0 ,构建质粒pHW5 0 6_NA和pHW2 0 6_NA。将pHW5 2 4_HA与pHW5 0 6_NA或pHW2 0 6_NA组合、均用A WSN 33(H1N1)提供 6个内部基因 ,两个组合的 8个质粒分别共转染COS_1细胞 ,产生了H5N1和H5N2两个亚型的基因重排病毒。通过在鸡胚中的连续传代和适应 ,2个重组病毒血凝价上升到 1∶2 9、表面基因稳定、对 6周龄SPF鸡不表现致病性 ,H5N2重组病毒对鸡胚的毒力低于H5N1病毒。这种尝试证明反向遗传操作技术是研究AIV致病性和构建疫苗候选株的有用工具