拟南芥Peptide5和Peptide6的表达谱分析

摘要: 通过对5个拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)预测性多肽进行RT-PCR分析, 在mRNA水平证实了Peptide5和Peptide6预测性多肽的真实性。表达谱分析表明: 两基因在不同的发育期和不同的组织普遍表达, 为组成型基因; 对NaCl、聚乙二醇4000(PEG4000)、茉莉酸甲酯(MeJA)、水杨酸(SA)、机械损伤和冷害做出基因转录水平的响应。启动子顺式作用元件分析提示, 拟南芥Peptide5基因可能参与了次生木质部的形成。     

LE-ACS6启动子在LE-ACS6::GUS转基因拟南芥中的特异性

通过对不同发育时期LE-ACS6::GUS转基因拟南芥中GUS表达特异性的研究,证明LE-ACS6基因的启动子在拟南芥中也表现启动参与第一系统乙烯合成的关键酶基因的活性.在转基因拟南芥中,LE-ACS6启动子还表现响应外源生长素处理、伤害处理等多种刺激因子的特点.     

拟南芥CDF家族基因AtMTP6编码一个锌离子转运蛋白

CDF家族蛋白在金属离子的动态平衡和耐受过程中起重要作用,拟南芥基因组序列分析表明,拟南芥中CDF家族至少由12个成员构成.本研究通过功能互补的方法研究其中的一个成员AtMTP6的功能.应用RT-PCR克隆得到其cDNA,克隆至pMD18-T载体并测序,结果显示与AtMTP6的ORF序列一致.然后亚克隆至表达载体pTrc99A并转化至大肠杆菌突变株KAM3.IPTG诱导表达后进行功能互补分析,结果表明AtMTP6能转运锌离子进入KAM3,使细菌对高浓度的Zn2 更加敏感.     

拟南芥蛋白质丰度与基因翻译效率关联分析

蛋白质的合成是一个复杂的过程,其中蛋白质丰度是衡量基因表达的一个最终指标,在生物体生命活动中具有重要作用的蛋白质通常都为高丰度蛋白质。通过对PaxDB网站拟南芥各组织器官蛋白质丰度的统计,并采用DAMBE和CodonW计算其对应基因的I_(TE)和CAI值,最后用R语言分析蛋白质丰度与I_(TE)的关系,并采用对数值替代原有的丰度值。结果表明,所使用的I_(TE)较原有CAI的分析方法更有效,在拟南芥的基因中高表达基因在不同的组织中有相似的表达水平,拟南芥蛋白质丰度与I_(TE)有很好的相关性,并且I_(TE)值能更好地拟合拟南芥蛋白质丰度值的变化。     

拟南芥AtrbohD和AtrbohF缺失对叶蛋白质组的影响

拟南芥NADPH氧化酶AtrbohD和AtrbohF在脱落酸（abscisic acid,ABA）抑制主根伸长、ABA诱导气孔关闭以及植物应答干旱、盐及病菌侵染等逆境胁迫反应中发挥重要作用,但这2个蛋白亚基缺失对拟南芥（Arabidopsis thaliana）蛋白质组的影响还未见报道。我们以营养土中生长16 d的野生型及AtrbohD和AtrbohF双基因突变体atrbohD1/F1叶片为材料进行蛋白组学分析,在双向电泳图谱上可分辨出约1 000个蛋白点,且蛋白表达谱存在差异。选取42个显著差异蛋白点进行MALDI-TOF/TOF质谱鉴定,成功鉴定出20个差异蛋白,这些蛋白主要与氧化还原、能量代谢、蛋白代谢、转录和信号传导等相关,还有一些蛋白功能未知。     

蛋白质感染颗粒与二价铜离子

蛋白质感染颗粒（PrP）的错误折叠被认为是引起一些神经退化性疾病的主因,但其正常构象（PrP^C）的功能却一直不为人所知．近年来研究发现,在正常细胞中,尤其是脑细胞中,细胞膜PrP^C可通过内吞作用进入细胞质而将Cu²⁺载运至SOD1,从而参与调节SOD1 的活性及细胞铜代谢．另有研究表明,Cu²⁺对于PrP^Sc（错误构象）的蛋白水解酶K抗性的恢复及不同“病株”的形成也有很重要的作用.     

药物分子伴侣: 蛋白质折叠运输缺陷的新疗法

大量遗传性疾病的发生是由于基因突变引起蛋白质错误折叠而不能运输到作用位点,从而导致功能缺陷．近年来兴起的药物分子伴侣是恢复蛋白质折叠运输缺陷的新疗法,这类化合物一般为目的蛋白的底物类似物、受体配基或酶抑制剂等化学小分子,具细胞通透性,能在内质网中特异性识别并结合突变蛋白,校正并稳定其正确构象,协助其运输到正确位点,直接恢复突变蛋白功能,可治疗各种南蛋白质折叠运输缺陷导致的内分泌及代谢疾病．目前已报道的由药物分子伴侣恢复功能的突变蛋白主要为质膜蛋白及细胞器蛋白,如ATP结合盒转运蛋白、G-蛋白耦联受体及溶酶体酶等．大量的细胞及动物实验结果显示了药物分子伴侣的临床应用前景广阔,目前已有一例临床实验获得了成功．     

通过免疫共沉淀和蛋白质谱鉴定与拟南芥DSP1互作的蛋白

拟南芥(Arabidopsis thaliana)DSP1(defective in snRNA processing 1)蛋白是DSP复合物的主要成员,其参与snRNA转录和剪切成熟,并在植物生长发育的多个方面发挥重要作用。本研究利用在线平台分析了DSP1蛋白的理化性质,并预测了DSP1蛋白的二级结构和高级结构。在全长DSP1蛋白无法在细菌表达系统中诱导的情况下,通过无缝克隆技术成功构建包含DSP1蛋白N端(DSP1-N)的重组蛋白表达载体,并且成功纯化了GST-DSP1-N重组蛋白,进一步制备了DSP1的特异性多克隆抗体。通过免疫共沉淀和液相色谱串联技术,共鉴定出45个潜在的与DSP1互作的蛋白,后续的功能聚类分析结果暗示DSP1蛋白可能通过蛋白质代谢、核酸结合活性等方面发挥生物学功能。本研究可为进一步揭示DSP1蛋白在植物中的功能提供研究目标和方向。     

拟南芥At5g01510和At5g49820基因人工microRNAs的构建与鉴定

以拟南芥内源MIR319a前体为骨架,构建沉默DUF647家族基因At5t01510和At5g49820表达的人工microRNAs,研究其对目的基因表达的抑制效果。利用WMD平台设计分别靶向At5g01510和At5g49820的amiRNAs序列,通过重叠PCR改造拟南芥MIR319a骨架序列,使其包含我们设计的特异amiRNAs序列。构建35S：：amiR-At5g0150和35S：：amiR-At5g49820融合基因,以农杆菌介导的花苞浸染法转化获得转基因拟南芥。RT-PCR分析表明,人工microRNAs能够显著抑制靶基因的表达,获得了抑制效果明显的转基因植株。本工作为进一步研究这两个基因的功能奠定了良好的基础。     

杨树耐盐性调控的离子平衡与活性氧平衡信号网络

杨树分布地域广、速生,是优良的绿化造林树种,具有重要的生态和经济价值.杨树也是木本植物中理想的模式植物,被广泛应用于生长发育、环境适应性的生理学和分子机制研究.我国土壤盐渍化、次生盐渍化问题突出,严重影响了农林业生产.胡杨的耐盐性高于其他种类的杨树.盐胁迫下,胡杨将Na~+和Cl~-区隔化到根细胞液泡中,限制NaCl向木质部导管的装载.同时,胡杨根细胞还通过促进Na~+的外排、减少K~+流失,维持离子平衡以降低盐害.盐胁迫信使Ca~(2+), H_2O_2, NO, eATP, H_2S等参与了胡杨细胞的离子平衡与活性氧平衡调控.本文综述了杨树耐盐的生理学与分子生物学的重要研究进展.     

拟南芥m6A甲基化组的系统鉴定和功能分析

作为mRNA上最丰富的一种甲基化修饰,N⁶-甲基腺苷(N⁶-methyl-adenosine,m⁶A)广泛存在于酵母以及动植物中。然而多年来由于缺乏有效的技术手段,这些甲基化修饰发生在mRNA的什么位置,以及如何行使其生物学功能,却长时间没有定论。近年来,随着mRNA去甲基酶FTO和ALKBH5的发现,m⁶A被证明是一种动态可逆的甲基化修饰。人们意识到,mRNA上的m⁶A可能和多种生物学功能相关。最近,研究人员利用高通量测序的方法,系统鉴定出人和小鼠mRNA上m⁶A的修饰情况,揭示出这一修饰具有潜在的调控功能。随后,对YTH蛋白家族的研究表明,这类蛋白特异性的结合m⁶A位点,并介导mRNA的降解。     

拟南芥野生型与隐花素突变体光调节的蛋白质鉴定与聚类分析

光是控制植物生长发育十分重要的环境因子之一.隐花素是植物的蓝光受体,在植 物中调节多种光形态建成,包括抑制下胚轴的伸长、子叶的伸展和调节植物的开花时间 等,但隐花素依赖蓝光调节光形态建成的分子机制尚不清楚.本文采用比较蛋白质组学 方法研究了在持续蓝光和红光下生长的拟南芥隐花素双突变体cry1cry2和野生型幼苗的全蛋白图谱.采用基质辅助激光解吸飞行时间串联质谱(MALDI-TOF-TOF)进行肽质谱指纹图谱分析.在cry1cry2和野生型中鉴定了71个差异蛋白点.这些差异蛋白质反应光的变化可以形成6类,结果表明,光调节隐花素是通过控制许多相关基因的表达而实现的,为进一步研究拟南芥隐花素的光反应机制提供一些有用的信息.研究表明,蛋白质表达图谱可用于研究各种突变体在不同光照条件下光应答之间的关系.     

用多级平衡分析法计算多肽和蛋白质的等电点

<正> 多肽、蛋白质如同氨基酸那样,是两性电解质。其游离基团除末端氨基和末端羧基外,主要由侧链的游离基团所构成。掌握多肽、蛋白质的酸碱性质和等电点,对其分离、鉴定和定量分析有重要意义。目前多肽和蛋白质的等电点(pI)一般通过实验方法来确定。因此,用简单易行的方法来计算     

盐胁迫下嫁接茄的离子吸收和运输

NaCl胁迫下嫁接苗根和叶中电解质渗透率、叶片Na 含量、Na /K 比值低于自根苗,其根中Na 含量、Na /K 则高于自根苗.     

红光下拟南芥光敏素调节基因的蛋白质鉴定与mRNA分析

光敏素是植物体内一种重要的光受体家族,它们可介导植物对外界红光和远红光的应答,在植物的生理发育过程中发挥重要作用.基因芯片分析结果表明,PHYA和PHYB在转导红光信号至光应答基因的过程中起关键作用.为了获得与PHYA,PHYB相关的光应答基因,本研究采用双向电泳技术比较分析了在持续红光下生长7天的拟南芥光敏素双突变体phyAphyB和野生型col-4幼苗的全蛋白图谱.采用基质辅助激光解吸飞行时间串联质谱（MALDI-TOF-TOF）进行肽质谱指纹图谱分析,成功鉴定到了32个差异蛋白点.选取其中的10个蛋白点,对应于10个不同的基因,进行了RT-PCR分析,并用Q-PCR对其中的2个基因表达情况进行了验证.结果表明,光敏素可能从mRNA水平或蛋白质水平来调节基因的表达.蛋白质组学分析为寻找光敏素依赖基因提供了新的途径。     

应用平衡透析法分析药物小分子与蛋白质相互作用

蛋白质的相关信息一直是生命科学研究的重点,其中药物小分子与蛋白质的相互作用成为近年来的研究热点。平衡透析法是研究药物小分子与蛋白质相互作用的经典方法,通过该方法可以定量的讨论药物小分子与蛋白质结合的结合数量、结合常数。就平衡透析法用于分析药物小分子与蛋白质的作用方式、作用模型及国内外研究进展进行综述。     

基于MADS-box诱饵与蛋白质相互作用的拟南芥花瓣发育分子网络拓展

阐明花器官发育调控机理具重要的进化、发育和生态学意义。该文以拟南芥(Arabidopsis thaliana)花瓣发育为例, 整合蛋白质互作、亚细胞定位、基因芯片和基因功能注释等数据库, 通过组建蛋白质互作可信预测模型, 获得拟南芥花瓣蛋白质互作网络, 以含有MADS-box结构域蛋白为诱饵在网络中进行一级拓展, 得到含38个蛋白质和67对互作的拓展网络。基于拓展网络, DAVID基因功能注释表明, 多数蛋白质涉及的生物学过程与花发育调控相关; 提取到19个候选四元互作, 涉及ABCDE模型基因之外的8个基因, 其中含MADS-box结构域的AGL16可能是B类基因新成员或其冗余; SEU、LUH、CHR4、CHR11、CHR17和AT3G04960为拟南芥花瓣AP1-AP3-PI-SEP四聚体的候选靶标基因。研究结果为深入解析拟南芥花瓣发育分子调控网络奠定了基础。     

拟南芥AtMPK6的信号转导功能和参与发育调控的研究进展

促分裂原活化蛋白激酶（MAPK）级联途径主要MAPKKK、MAPKK和MAPK三个组分构成,彼此逐级磷酸化进而传递细胞信号。这些激酶可以将信息从感应器传递到效应器,并在胞内外信号传递中起多种作用。同时,MAPK级联途径通过相互“交谈”形成复杂的信号传递网络,从而有效地传递各种特异信号。迄今为止,拟南芥AtMPK3、AtMPK4和AtMPK6是研究最多的MAPKs。本文综述AtMPK6参与调控植物对逆境胁迫的响应,以及在生长发育过程中的作用,并介绍AtMPK6与蛋白磷酸酶之间的关系。     

拟南芥PKS5激酶点突变体外表达与磷酸化测试

PKS5(protein kinase SOS2-like 5)虽为拟南芥(Arabidopsis thaliana)中介导植物响应外界高p H的蛋白激酶,但其关键功能结构域尚未被确定。该研究用PCR对PKS5不同位置点突变形式进行克隆,并在原核系统中进行表达,得到PKS5不同的点突变蛋白;使用激酶通用底物MBP(myelin basic protein)及PKS5体内特异底物AHA2(A.thaliana isoform of the PM H+-ATPase,拟南芥质膜质子泵等位形式之一)对PKS5点突变蛋白磷酸化活性进行了测试。结果表明:点突变PKS5-2失去了激酶活性,PKS5-4、PKS5-5、PKS5-9自磷酸化与MBP磷酸化活性与PKS5相比无差异;而与PKS5相比,点突变PKS5-6和PKS5-7自磷酸化及对AHA2的磷酸化活性升高,且PKS5-7活性高于PKS5-6。说明PKS5特定位置点突变改变PKS5的自磷酸化及底物磷酸化活性水平,不同位置的点突变对其磷酸化活性的影响存在差异。研究结果可为确定PKS5功能结构域及体内作用机理提供依据。     

盐与碱胁迫对燕麦离子平衡和有机酸含量的影响

以燕麦品种‘白燕2号’为材料,试验分别设置0、50、100、150、200 mmol/L盐胁迫(NaCl∶Na₂SO₄=5∶1)和碱胁迫(NaHCO₃∶Na₂CO₃=5∶1)处理的温室内盆栽试验,观测燕麦植株生长速率、植株含水率、叶片离子含量及叶片各类有机酸含量,分析不同盐胁迫、碱胁迫对燕麦离子平衡的影响,并比较燕麦对两类胁迫的适应性差异。结果显示：(1)燕麦植株生长速率和植株含水率在低浓度(50和100 mmol/L)盐胁迫下均升高,而高浓度(150和200 mmol/L)盐胁迫下则降低;燕麦植株生长速率和植株含水率均随碱胁迫浓度增加而降低;在相同胁迫浓度下,碱胁迫对植株生长率、植株含水率的影响大于盐胁迫。(2)燕麦叶片K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、H₃PO^-₄、NO^-₃ 含量均随盐、碱浓度升高而降低,而Na⁺、Cl^-、SO^2-₄含量在盐、碱胁迫下均大幅上升;200 mmol/L盐、碱胁迫下,Na⁺ 含量分别较对照增加367.15%和518.41%,Cl^- 含量分别较对照增加785.07%和52.59%,SO^2-₄ 分别较对照增加142.01%和52.86%。(3)200 mmol/L盐、碱胁迫下,有机酸分别较对照增加74.52%和1 232.34%;碱胁迫及高浓度盐胁迫下燕麦叶片的柠檬酸、乌头酸、琥珀酸和苹果酸含量均高于对照,且乌头酸是燕麦响应盐胁迫、碱胁迫的主要有机酸成分,柠檬酸和琥珀酸略有变化,而甲酸、乙酸、乳酸、苹果酸、草酸含量均相对较低。研究表明,碱胁迫对燕麦植株生长速率、植株含水率、叶片离子含量及叶片各类有机酸含量的影响大于盐胁迫;盐胁迫与碱胁迫均引起燕麦叶片阳离子(Na⁺)大量积累,而K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、H₃PO^-₄及NO^-₃吸收受阻;燕麦叶片在盐胁迫下主要通过积累Cl^-调节叶片离子平衡,而碱胁迫下主要通过积累有机酸来调节离子平衡;有机酸是燕麦叶片响应碱胁迫的特异代谢物,其中乌头酸是其有机酸的主要成分。