G15V点突变对水稻OsRacD基因蛋白产物效应的影响

在水稻OsRacD基因编码GTPase结构域处,采用PCR方法引入G15V点突变模拟GTP结合形式的OsRacD.原核表达并纯化了突变前后的OsRacD蛋白,用于蛋白生化活性的分析.结果显示,突变后的OsRacD蛋白在GTP水解活性上有显著的提高,提示OsRacD在激活前后具有不同的蛋白生化特性,而且可能通过不同的胞内互作蛋白,引发不同的信号传递,证实了OsRacD在Rho信号转导通路中“分子开关”的重要作用.     

T20N点突变对水稻OsRacD蛋白GTP酶活性的影响

OsRacD是水稻小GTP结合蛋白Rho家族成员,其功能之一是作为“分子开关”,通过控制花粉管的延伸生长,参与光敏核不育水稻光周期的育性转换。在序列同源性比对和蛋白保守结构域分析的基础上,采用重叠延伸PCR方法在水稻OsRacD基因的第一个高度保守的基序G1区引入T20N点突变,模拟GDP结合形式的OsRacD。进一步构建了与组氨酸标签融合的原核表达载体,原核表达和纯化了野生型和突变型OsRacD蛋白,并通过Western blot证实了融合蛋白表达和纯化的正确性。纯化蛋白的GTP酶活性检测结果显示,突变后的OsRacD蛋白GTP水解活性显著降低,提示OsRacD在T20N突变前后具有不同的生化特性。     

人免疫缺陷病毒1型TAT蛋白点突变对其反式激活作用的影响

不同免疫缺陷病毒（ＨＩＶ－１,ＨＩＶ－２和ＳＩＶ）的Ｔａｔ均有３个高度保守的结构域：Ｃｙｓ富集域、核心域和碱性氨基酸富集域。用ＰＣＲ定点突变法在ＨＩＶ－１ Ｔａｔ蛋白的这些区域引入单氨基酸或多氨基酸突变;构建了以ＨＩＶ－１ ＬＴＲ－１５８到＋８０区域为启动子,含有不同突变点的突变Ｔａｔ基因表达质粒;以荧光酶基因为报告基因,瞬时共转染Ｊｕｒｋａｔ细胞：分析不同氨基酸突变对Ｔａｔ的反式激活作用的影响。     

调宁蛋白T184的定点突变、表达、纯化和鉴定

为增强调宁蛋白对平滑肌收缩的抑制作用,用PCR重叠延长法使调宁蛋白基因中编码第184位苏氨酸的ACT突变为编码丙氨酸的GCC,将此PCR的突变产物装入到质粒载体pAED₄后,转化至E.coli BL₂₁(DE₃)中, 构建的重组转化子用酶切和测序鉴定.诱导含有重组转化子的E.coli获得高效表达,经SDS-PAGE和蛋白质印迹鉴定后,采用反复冻融法及葡聚糖凝胶层析柱分离,初步纯化出调宁蛋白突变体T184A.     

人免疫缺陷病毒1型TAT蛋白点突变对其反式激活作用的影响

不同免疫缺陷病毒（ＨＩＶ－１,ＨＩＶ－２和ＳＩＶ）的Ｔａｔ均有３个高度保守的结构域：Ｃｙｓ富集域、核心域和碱性氨基酸富集域,用ＰＣＲ定点突变法在ＨＩＶ－１Ｔａｔ蛋白的这些区域引入单氨基酸或多氨基酸突变;构建了以ＨＩＶ－１ＬＴＲ－１５８到＋８Ｏ区域为启动子,含有不同突变点的突变Ｔａｔ基因表达质粒;以荧光酶基因为报告基因,瞬时共转染Ｊｕｒｋａｔ细胞：分析不同氨基酸突变对Ｔａｔ的反式激活作用的影响。结果发现,突变后的Ｔａｔ蛋白的活性均极大地降低或丧失,表明这些序列内的氨基酸的确定性对Ｔａｔ的活性至关重要。     

G蛋白偶联受体与G蛋白相互作用的最新研究进展

传统观念认为,在激动剂作用下,G蛋白偶联受体(GPCRs)能够激活G蛋白的α亚基,从而使Gα亚基与Gβγ亚基分离,被激活的Gα亚基通过信号转导进一步参与细胞的生理过程。但是,最新研究发现GPCRs和G蛋白存在多种偶联关系,GPCRs不仅能够激活Gα亚基,还可以与Gβγ亚基相互靠近,甚至会使G蛋白亚基构象发生重排而不分离,这对于疾病发病机制的研究及新的药物靶点的发现具有重要意义。就GPCRs与G蛋白之间的相互作用以及最新研究技术作一简要综述。     

人DJ-1蛋白在NIH3T3细胞中的表达与定位

采用增强型绿色荧光蛋白（EGFP）示踪的方法,研究人DJ-1蛋白在真核细胞中的 定位及其对刺激的反应. 将克隆在pGEX-KG上的DJ-1亚克隆到载体pEGFP-C2上,对 阳性克隆进行PCR、酶切和测序鉴定,用脂质体转染NIH3T3细胞;并用荧光显微镜观察 pEGFP-DJ-1在细胞内的定位以及在血清刺激时的移位;探讨在氧化应激时DJ-1对细胞的保护作用,以及其在细胞内定位的变化. 重组质粒在NIH3T3细胞中得到高效表达,绿色荧光弥散分布于胞质、胞核中,但以胞质居多;血清刺激后,细胞中的绿色荧光从胞质移位到胞核;在200～600 μmol/L H₂O₂刺激下,DJ-1能有效保护细胞抵抗氧化应激,并且也能从胞质移位到胞核.上述研究结果为进一步研究DJ-1蛋白的功能提供了一个重要依据.     

DNA错配修复蛋白MutS和MutL的相互作用研究

MutL 和 MutS 是DNA错配修复系统中起关键作用的修复蛋白. 利用基因融合技术高效表达了MutL 和 MutS融合蛋白,并利用它们发展了一种研究二者相互作用的简便方法. 融合蛋白MutL-GFP (Trx-His6-GFP-(Ser-Gly)6-MutL),MutL-Strep tagⅡ (Trx-His6-(Ser-Gly)6-Strep tagⅡ-(Ser-Gly)6-MutL) 和 MutS (Trx-His6-(Ser-Gly)6-MutS) 被构建并在大肠杆菌中高效表达. 收集菌体细胞、超声波破碎后离心取上清进行SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳 (SDS-PAGE) 分析,结果表明有与预期分子质量相应的诱导表达条带出现,其表达量约占全细胞蛋白的30％且以可溶形式存在. 利用固定化金属离子配体亲和层析柱分别纯化融合蛋白,其纯度达到90％. 通过将MutS蛋白固定的方法研究两种MutL融合蛋白分别与MutS之间的相互作用. 结果表明：只有MutS蛋白与含有错配碱基DNA分子结合后才与MutL蛋白发生相互作用. 通过检测MutL融合蛋白标记的绿色荧光信号或酶学显色信号来鉴定相互作用的发生. 建立的融合分子系统方法也为研究其他的蛋白质或生物大分子之间的相互作用提供了一个技术平台.     

Dnd1的蛋白亚细胞定位及其对HeLa细胞增殖的抑制作用

小鼠睾丸生殖细胞瘤易感基因Dnd1编码的蛋白是一个在进化中保守的RNA结合蛋白.为探讨小鼠Dnd1的蛋白亚细胞定位和对细胞增殖的影响及其机制, 利用生物信息学技术, 采用组合的亚细胞定位分析软件对Dnd1进行真核生物亚细胞定位预测; 利用融合绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)定位的方法, 通过构建pEGFP-Dnd1重组质粒, 将重组质粒pEGFP-Dnd1转染HeLa细胞和GC-1细胞, 在荧光显微镜下观察Dnd1的蛋白亚细胞定位; 用MTT法和流式细胞技术测定Dnd1过表达对HeLa细胞的增殖能力的影响和细胞周期的改变; 在HeLa细胞系中检测Dnd1对AP-1转录活性的影响. 结果表明: ① 生物信息学预测Dnd1主要在细胞核表达, 在细胞质中也有少量表达; 荧光显微镜下观察发现,Dnd1蛋白主要定位在细胞核, 在细胞质中也有少量分布; ② Dnd1基因在HeLa细胞系中的过表达抑制细胞增殖和诱导细胞周期G1期阻滞;③ Dnd1抑制AP-1的转录活性,从而抑制AP-1介导的转录是Dnd1抑制细胞增殖的可能机制.本研究初步明确了Dnd1的蛋白亚细胞定位及其对HeLa细胞的生长抑制作用, 这为进一步研究Dnd1基因的功能建立基础.     

定点突变优化信号肽对嵌合抗原受体T细胞功能的影响

信号肽(signal peptide, SP)参与调节嵌合抗原受体(chimeric antigen receptor, CAR)结构的分泌水平及跨膜易位过程,对嵌合抗原受体T细胞(chimeric antigen receptor T cell, CAR-T)行使功能至关重要,本研究通过定点突变技术优化SP序列,并研究其对CD19-CAR-T杀伤功能的影响。首先,利用基因合成和分子克隆技术,构建含野生型SP (SP-wtY)、2种突变型SP (SP-muK或SP-muR)的靶向CD19的CAR载体;对构建成功的载体进行慢病毒包装,并使用慢病毒侵染T细胞,利用流式细胞术检测细胞的转染效率,钙黄绿素释放法检测对靶细胞的体外杀瘤能力,酶联免疫吸附(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA)技术检测2种细胞因子[干扰素-γ (interferon-γ, IFN-γ)和干扰素-α (interferon-α, TNF-α)]的分泌水平。结果显示,构建了野生型和信号肽突变的重组慢病毒质粒,慢病毒转导T细胞后,携带3种信号肽(SP-wtY、SP-muK或SP-muR)的CD19-CAR转染效率分别为33.9%、35.5%、36.8%。进一步杀伤实验显示,与SP-muK和SP-wtY细胞相比,SP-muR细胞的肿瘤杀伤效果显著提高,当效靶比为10:1时共培养24 h后,SP-muR组CAR-T细胞的细胞因子IFN-γ和TNF-α分泌水平显著高于SP-muK和SP-wtY组。本研究揭示信号肽N端正电荷数的增加可以提高CAR的表达效率和对CD19⁺靶细胞的杀伤作用,为CAR结构的优化改造和临床高效应用提供了科学依据。     

水稻OsMY1和OsRacD基因互作的分子鉴定

OsRacD是光敏核不育水稻农垦58S光周期育性转换信号通路中的重要分子开关,通过酵母双杂交筛选,从水稻幼穗中分离到一种与OsRacD 互作的新的肌球蛋白重链编码基因的cDNA片段,命名为OsMY1。本文在酵母双杂交体系鉴定的基础上,构建了OsMY1和OsRacD的原核表达载体,表达和纯化了融合蛋白GST-OsMY1 和His6-OsRacD, 通过pull down实验进一步确认了上述互作关系。本研究提示OsMY1和OsRacD可能在功能上相关,为深入研究二者在水稻生理功能上的联系提供了重要线索和依据。     

Mutations that modify or exclude binding of the QA ubiquinone and carotenoid in the reaction center from Rhodobacter sphaeroides

Three single-site mutations have been introduced at positions close to the Q_A ubiquinone in the reaction centre from Rhodobacter sphaeroides. Two of these mutations, Ala M260 to Trp and Ala M248 to Trp, result in a reaction centre that does not support photosynthetic growth of the bacterium, and in which electron transfer to the Q_A ubiquinone is abolished. In the reaction centre with an Ala to Trp mutation at the M260 residue, electron transfer from the primary donor to the acceptor bacteriopheophytin is not affected by the mutation, but electron transfer from the acceptor bacteriopheophytin to Q_A is not observed. The most likely basis for these effects is that the mutation produces a structural change that excludes binding of the Q_A ubiquinone. A third mutation, Leu M215 to Trp, produces a reaction centre that has an impaired capacity for supporting photosynthetic growth. The mutation changes the nature of ubiquinone binding at the Q_A site, and renders the site sensitive to quinone site inhibitors such as o- phenanthroline. Adopting a similar approach, in which a small residue located close to a cofactor is changed to a more bulky residue, we show that the reaction centre can be rendered carotenoid-less by the mutation Gly M71 to Leu.     

Involvement of the amino-terminal beta-hairpin of the Aspergillus ribotoxins on the interaction with membranes and nonspecific ribonuclease activity

Ribotoxins are a family of potent cytotoxic proteins from Aspergillus whose members display a high sequence identity (85% for about 150 amino acid residues). The three-dimensional structures of two of these proteins, alpha-sarcin and restrictocin, are known. They interact with phospholipid bilayers, according to their ability to enter cells, and cleave a specific phosphodiester bond in the large subunit of ribosome thus inhibiting protein biosynthesis. Two nonconservative sequence changes between these proteins are located at the amino-terminal beta-hairpin of alpha-sarcin, a characteristic structure that is absent in other nontoxic structurally related microbial RNases. These two residues of alpha-sarcin, Lys 11 and Thr 20, have been substituted with the equivalent amino acids in restrictocin. The single mutants (K11L and T20D) and the corresponding K11L/T20D double mutant have been produced in Escherichia coli and purified to homogeneity. The spectroscopic characterization of the purified proteins reveals that the overall native structure is preserved. The ribonuclease and lipid-perturbing activities of the three mutants and restrictocin have been evaluated and compared with those of alpha-sarcin. These proteins exhibit the same ability to specifically inactivate ribosomes, although they show different activity against nonspecific substrate analogs such as poly(A). The mutant variant K11L and restrictocin display a lower phospholipid-interacting ability correlated with a decreased cytotoxicity. The results obtained are interpreted in terms of the involvement of the amino-terminal beta-hairpin in the interaction with both membranes and polyadenylic acid.     

利用变异链球菌特异性吸附筛选蕲蛇毒作用蛋白的初步探讨

首次利用变异链球菌与蕲蛇毒相互作用筛选作用蛋白．考察蛇毒的解吸和结合条件,包括作用缓冲体系、pH、离子强度和时间等因素,采用电泳(SDS-PAGE)和毛细管液相色谱(CLC)分析作用蛋白,并探讨了菌体多次与蛇毒相互作用的情况,确定了多个作用蛋白的分子质量．     

蜡状芽孢杆菌磷脂酶D的活性形式及HKD活性区域的分子改造对其活性的影响

磷脂酶D是一类特殊的酯键水解酶,它能水解磷脂生成磷脂酸和羟基化合物,并能催化某些含羟基的化合物结合到磷脂的酰基上,形成新的磷脂,在食品和医药领域应用潜力巨大。本研究实现了蜡状芽孢杆菌磷脂酶D的克隆,并在大肠杆菌中成功表达。通常情况下,磷脂酶D存在2个HKD保守序列,以单体形式产生活性;少数原核生物中磷脂酶D只有1个HKD保守序列,以二聚体形式产生活性。通过酵母双杂实验发现,源于蜡状芽孢杆菌的磷脂酶D活性存在形式是单体结构,但其只具有1个HKD保守序列,靠近N端存在1个HRD序列,即HKD中K被R取代。将HRD定点突变为HKD,恢复为经典的2个HKD保守序列,其酶活性提高了10% 左右,蛋白质水平的表达量和稳定性无显著变化。通过定点突变提高磷脂酶D活性,为工业化高效生产新型磷脂奠定了理论基础。     

phi29 DNA polymerase residue Phe128 of the highly conserved (S/T)Lx(2)h motif is required for a stable and functional interaction with the terminal protein

Bacteriophage phi29 encodes a DNA-dependent DNA polymerase belonging to the eukaryotic-type (family B) subgroup of DNA polymerases that use a protein as primer for initiation of DNA replication. By multiple sequence alignments of DNA polymerases from such a family, we have been able to identify two amino acid residues specifically conserved in the protein-priming subgroup of DNA polymerases, a phenylalanine contained in the (S/T)Lx(2)h motif, and a glutamate belonging to the Exo III motif. Here, we have studied the functional role of these residues in reactions that are specific for DNA polymerases that use a protein-primed DNA replication mechanism, by site-directed mutagenesis in the corresponding amino acid residues, Phe128 and Glu161 of phi29 DNA polymerase. Mutations introduced at residue Phe128 severely impaired the protein-primed replication capacity of the polymerase, being the interaction with the terminal protein (TP) moderately (mutant F128A) or severely (mutant F128Y) diminished. As a consequence, very few initiation products were obtained, and essentially no transition products were detected. Interestingly, phi29 DNA polymerase mutant F128Y showed a decreased binding affinity for short template DNA molecules. These results, together with the high degree of conservation of Phe128 residue among protein-primed DNA polymerases, suggest a functional role for this amino acid residue in making contacts with the TP during the first steps of genome replication and with DNA in the further replication steps.