去泛素化酶USP10通过稳定Smurf1抑制TGF-β/BMP信号通路

目的 探究生理条件下去泛素化酶USP10调控的关键信号通路及分子机制。方法 利用GEO2R和Metascape对Usp10^+/+和Usp10^-/-新生小鼠肾组织基因芯片(GSE198574)差异表达基因和通路富集分析，使用免疫印迹实验和免疫组化技术检验核心转录因子的表达情况；进一步利用免疫印迹检测该信号通路，并通过基因芯片和免疫组化分析候选分子的表达情况；使用免疫共沉淀(Co-IP)和GST-pull down实验验证USP10与候选分子的相互作用，通过泛素化实验明确USP10对底物分子的调控机制；利用免疫印迹检测细胞增殖、凋亡相关蛋白p21、Cleaved-caspase 3的表达情况，使用CCK-8和克隆形成实验分析USP10对细胞增殖的影响。结果 Usp10^-/-新生小鼠肾组织中TGF-β/BMP通路激活，USP10在小鼠体内缺失后导致Smad泛素相关因子1 (Smurf1)蛋白质水平降低，Smad1/5蛋白质水平上调，却不影响它们的转录水平；机制上，USP10与Smurf1存在相互作用，并依赖其去泛素化酶活性去除...     

CARP1基因克隆、表达及其泛素连接酶活性的鉴定

目的：克隆并表达caspase-8／10相关RING结构域蛋白1（CARP1）基因,检测其泛素连接酶活性。方法：提取结肠癌HCT116细胞总RNA,RT-PCR扩增CARP1基因,将其克隆到真核表达载体pcDNA3-Flag中,序列正确的阳性克隆进行扩增,提取质粒转染至293T细胞中进行瞬时表达,通过体内泛素化检测其泛素化酶活性,通过萤光素酶报告基因的方法检测其对NF-kB转录活性的影响,利用细胞生长曲线检测CARP1基因对结肠癌细胞生长的影响。结果：免疫印迹实验表明CARP1基因在293T细胞中获得有效表达;免疫共沉淀实验表明,当CARP1存在时,受体相互作用蛋白1（RIP1）被泛素化;萤光素酶实验结果表明CARP1抑制肿瘤坏死因子a（TNFa）引起的NF-kB报道基因的激活;通过生长曲线发现CARP1能促进结肠癌细胞系HCT116生长,并能部分抵抗顺铂抑制细胞生长的作用。结论：构建的人CARP1基因真核表达载体在293T细胞中获得表达,表达产物具有RIP1泛素连接酶的活性,可抑制TNFa引起的NF-kB报告基因的激活,并且促进结肠癌细胞的生长,为进一步的基因功能研究奠定了基础。     

LUBAC介导RabGEF1的线性泛素化修饰

目的 验证RabGEF1 (Rab guanine nucleotide exchange factor 1)为线性泛素化修饰的新底物。方法 在pEF6/MycHis C载体中克隆人RabGEF1基因。通过免疫共沉淀（Co-IP）实验验证RabGEF1和HOIP的相互作用。利用GST-pulldown实验探索RabGEFl与HOIP相互作用结构域。通过免疫荧光实验验证RabGEF1和HOIP的相互作用与亚细胞定位。应用体内泛素化实验检测RabGEF1的线性泛素化修饰。通过NTA-His泛素化实验进一步明确RabGEF1能够发生线性泛素化修饰。将RabGEF1的泛素化蛋白质样品进行质谱分析，根据质谱结果提示的RabGEF1泛素化位点构建赖氨酸位点突变质粒，进一步在体内泛素化实验中验证RabGEF1的线性泛素化修饰位点。结果 RabGEF1与HOIP存在相互作用，且HOIP通过ZF-NEF结构域与RabGEF1发生直接相互作用。RabGEF1与HOIP共同定位于细胞质。LUBAC介导RabGEF1发生线性泛素化修饰依赖于LUBAC酶活性，RabGEF1泛素化修饰位点为K158。结论 Rab...     

NIRF对P53蛋白泛素化作用的研究

HEK293和HeLa细胞分别被Np95/ICBP90-likeRINGfingerprotein(NIRF)和P53转染后,细胞上清和免疫沉淀产物用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳免疫印迹法分析;细菌合成GST-P53后,用GSTpull-down技术检测NIRF与P53相互作用;在GST-P53、E1、E2和NIRF体外泛素化反应系统中,检测NIRF对P53的体外泛素化.结果表明:NIRF能与P53相互作用,NIRF不仅能与P53特异性结合,而且还会将P53泛素化,这种相互作用在细胞内和细胞外均能发生.推测NIRF可能是P53的一个新的负调节蛋白.     

Pot1通过泛素化修饰影响自身的稳定性

目的:研究Pot1蛋白的稳定性。方法:利用慢病毒表达载体构建表达外源Flag-Pot1的He La细胞稳定克隆,在该克隆中加入CHX抑制新蛋白的合成,检测外源Pot1的半衰期,确定Pot1的稳定性;将Pot1质粒与Ub质粒共转293T细胞后,加入MG132阻止蛋白酶体途径,确定Pot1的稳定性是否受泛素化修饰的影响;构建点突变和截短突变的Pot1质粒,与Ub质粒共转293T细胞后,加入MG132阻止蛋白酶体途径,确定影响Pot1稳定性的区域。结果与结论:Pot1通过泛素化修饰影响自身稳定性;点突变和截断突变实验证实Pot1存在多个泛素化位点,且主要发生在C端400~634位氨基酸残基。     

泛素C端水解酶L1的RNA干扰载体的构建及效果评价

目的:获得抑制效果好的泛素 C 端水解酶 L1(UCH-L1)基小干扰 RNA(siRNA)干扰载体.方法:根据 Gen?Bank 中大鼠 UCH-L1基序列设计并合成4对 siRNA 寡核苷酸序列,将4对寡核苷酸序列退火成双链后分别插入siRNA 表达载体 pcDNA6.2-GW/EmGFP-miR 中构建4个 siRNA 表达质粒,测序鉴定后将4个 siRNA 表达质粒分别转染 HEK293细胞,利用 Western 印迹和 qPCR 方法检测干扰效果;将干扰效果最好的质粒包装成腺病毒,感染大鼠血管平滑肌细胞(VSMC),并采用 TNFα干预诱导 UCH-L1表达升高,Western 印迹验证干扰效果.结果:测序分析证实4对 siRNA 寡核苷酸序列分别插入 siRNA 表达载体 pcDNA6.2-GW/EmGFP-miR;qPCR 检测与 Western 印迹均表明第3号 siRNA 表达载体对 UCH-L1表达的抑制程度最高,将其包装成腺病毒并转染 VSMC 能显著抑制 TNFα诱导的UCH-L1表达升高.结论:构建并筛选出干扰效果好的 UCH-L1 siRNA 干扰载体.     

SIAH1介导TRB3的泛素化和降解

目的利用酵母回转实验和免疫共沉淀实验验证SIAHI和TRB3之间的相互作用并探讨其功能相关性。方法将全长形式的TRB3基因和SIAH1基因分别克隆入酵母表达载体pDBLeu和pPC86中,共转化至MaV203酵母感受态细胞,验证其相互作用,然后分别构建至真核表达载体pCMV—Myc和pFLAG—CMV-2中,采用免疫共沉淀实验进行进一步验证。通过体内泛素化实验检测SIAH1对TRB3蛋白稳定性及泛素化修饰的影响。结果通过在酵母细胞中的回转实验和HEK293rr细胞中的免疫共沉淀实验证实了TRB3与SIAH1之间的相互作用。通过体内泛素化实验证实了S1AH1介导了TRB3的泛素化修饰和降解。结论证实了TRB3与SIAH1之间的相互作用并发现SIAH1介导了TRB3的泛素化修饰和降解,为TRB3蛋白的功能研究提供了新的线索。     

重组泛素连接酶tTRIP-U-box的构建与表达

目的：构建重组泛素连接酶tTRIP-U-box,并克隆进入pFLAG—CMV4真核表达载体,为研究通过靶向降解接头蛋白TRAF（TNFReceptorAssociatedFactor）家族蛋白,从而抑制破骨细胞活性提供基础。方法：分别设计引物,扩增tTRIP（TRAF-interactingprotein）分子C端伸展的coiled．coiled结构域以及E3泛素连接酶CHIP的U—box结构域,再利用重组PCR,将tTRlP与U-box进行融合,双酶切之后将其插入真核表达载体pFLAG．CMV4,经过酶切鉴定及测序后,转染HEK-293T细胞系,Western印迹验证重组质粒的表达。结果：PCR结果显示tTRIP截短分子和tTRIP—U-box条带大小分别为660bp和1188bp,重组质粒经酶切鉴定和测序证实正确,转染后可见融合蛋白的表达。结论：成功构建真核重组表达载体pFLAG-CMV4一tTRIP-U—box,并且转染HEK-293T细胞系后证实其能够正确表达。     

RNF149通过泛素化介导的CD9降解调控细胞增殖

选取功能未知的泛素连接酶RNF149作为研究对象．该分子同GRAIL(gene related to anergy in lymphocytes)具有较高的同源性,属于Ⅰ型跨膜蛋白．激光共聚焦显微镜的观察结果显示,RNF149是一个定位在溶酶体上的蛋白质,它与CD9在细胞内有共定位．免疫共沉淀实验证明RNF149与CD9有相互作用．RNF149通过泛素分子的第48位赖氨酸多泛素化CD9．在HeLa细胞中转染数量一定的CD9质粒和数量梯度增加的RNF149质粒24 h后,蛋白质印迹检测外源RNF149和CD9的表达,结果表明,随外源RNF149表达量梯度增高,外源CD9的表达量梯度降低．在HEK293T细胞内以shRNA敲低内源的RNF149,并检测内源CD9的变化,发现RNF149被敲低后内源CD9的量增多．上述结果提示,CD9很有可能是RNF149的底物,被RNF149通过泛素化降解．此外,RNF149被敲低的HEK293T细胞增殖受到抑制,这可能与其内源CD9的量增多有关,提示RNF149可能是一种细胞增殖的调控因子．     

TBK1相关激酶活性缺失突变体和泛素样结构域突变体的构建、表达及生物活性鉴定

目的:构建TANK结合激酶1(TBK1)相关激酶活性缺失突变体和泛素样结构域突变体真核表达载体,检测该基因相关突变体在293细胞中的表达,并利用萤光素酶报告基因实验检测其生物活性。方法:根据文献报道的突变序列及QuickChange Site-Directed Mutagenesis实验设计手册,设计合成2条针对TBK1相关激酶活性缺失突变体和泛素样结构域突变体的引物,以实验室之前构建的TBK1野生型真核表达载体为模板,构建TBK1激酶活性缺失突变体和泛素样结构域突变体真核表达载体,分别命名为pcDNA3-Flag-TBK1(KD)、pcDNA3-Flag-TBK1(ΔULD)。以LipofactAMINE2000转染试剂转染至293细胞中进行瞬时表达,利用萤光素酶实验检测2种TBK1突变体诱导β干扰素(IFN-β)转录的情况。结果:测序结果表明,TBK1相关激酶活性缺失突变体和泛素样结构域缺失突变体真核表达载体构建成功,Western印迹检测表明其在293细胞中获得有效表达;用萤光素酶报告基因实验检测,与野生型TBK1相比,其相关激酶活性缺失突变体和泛素样结构域缺失突变体诱导IFN-β转录激活的作用明显降低。结论:真核表达的TBK1相关激酶活性缺失突变体和泛素样结构域突变体具有相应的生物学活性,为研究其功能奠定了基础。     

应用CRISPR/Cas9系统构建MTHFD1基因敲除的HEK-293细胞系

目的:利用成簇的、规律间隔的短回文重复序列/Cas9核酸酶(CRISPR/Cas9)基因编辑技术构建亚甲基四氢叶酸脱氢酶1(methylenetetrahydrofolate dehydrogenase 1, MTHFD1))基因敲除人胚肾(HEK-293)稳定细胞系。方法:利用在线软件筛选出评分最高的3条针对MTHFD1基因的单向导RNA (sg RNA),然后合成sg RNA序列并将其插入到含有GFP标签的质粒中;重组质粒转染HEK-293细胞后通过流式细胞仪分选出已被转入sg RNA的单细胞,通过测序确认单克隆细胞系中MTHFD1的DNA序列突变状态;最后应用实时荧光定量多聚核苷酸链式反应(real-time quantitative Polymerase Chain Reaction, RT-q PCR)和蛋白质印迹(Western blot)方法检测单克隆细胞中MTHFD1的m RNA和蛋白表达水平。结果:重组载体中含有正确的sg RNA序列;测序结果显示该细胞系中MTHFD1基因发生了单个碱基插入突变和6个碱基的缺失突变;RT-qPCR结果显示单克隆细胞系中MTHFD1在m RNA水平显著降低;Western blot检测成功构建MTHFD1蛋白缺失的HEK-293细胞。结论:本研究利用CRISPR/Cas9技术成功构建的MTHFD1敲除HEK-293细胞系。     

植物蛋白的体外泛素化检测方法

泛素激活酶(E1)、泛素耦联酶(E2)和泛素连接酶(E3)是蛋白质泛素化修饰的关键酶。在真核基因组上有大量基因编码这些泛素化相关的酶类或蛋白。检测这些泛素化修饰酶及其底物蛋白的生化特性和特异性是分析其生物学功能的重要内容。该文提供了一种简便快速检测体外泛素化反应的方法, 不仅可通过检测对DTT敏感的硫酯键的形成来判断E2的活性、检测E3的体外泛素化活性, 而且可以检测E2-E3和E3-底物的特异性。所用蛋白主要来源于拟南芥(Arabidopsis thaliana), 包括分属于绝大多数E2亚家族的成员, 可用于不同RING类型E3的活性检测。该方法不仅可以采用多种E2进行E3活性分析, 而且可以分析不同组合的E2-RING E3、RING E3-底物的泛素化活性等, 亦可应用于真核生物蛋白质尤其是植物蛋白的体外泛素化活性分析。     

植物蛋白的体外泛素化检测方法

泛素激活酶(E1)、泛素耦联酶(E2)和泛素连接酶(E3)是蛋白质泛素化修饰的关键酶。在真核基因组上有大量基因编码这些泛素化相关的酶类或蛋白。检测这些泛素化修饰酶及其底物蛋白的生化特性和特异性是分析其生物学功能的重要内容。该文提供了一种简便快速检测体外泛素化反应的方法, 不仅可通过检测对DTT敏感的硫酯键的形成来判断E2的活性、检测E3的体外泛素化活性, 而且可以检测E2-E3和E3-底物的特异性。所用蛋白主要来源于拟南芥(Arabidopsis thaliana), 包括分属于绝大多数E2亚家族的成员, 可用于不同RING类型E3的活性检测。该方法不仅可以采用多种E2进行E3活性分析, 而且可以分析不同组合的E2-RING E3、RING E3-底物的泛素化活性等, 亦可应用于真核生物蛋白质尤其是植物蛋白的体外泛素化活性分析。     

eIF4A1与TrkA相互作用后抑制TrkA的泛素化

神经生长因子（NGF）结合细胞表面受体p75NTR(p75神经营养素受体)和TrkA（酪氨酸蛋白激酶A）后介导了细胞分化、细胞生存、凋亡、增殖和侵袭等多个重要的生理病理过程. TrKA能与细胞内多个蛋白质相互作用,但是由于NGF信号通路的复杂性,现在仍有必要发现与之相互作用的蛋白质以更准确地了解NGF信号通路. 本研究中我们通过酵母双杂交的方法筛选到了一个新的与TrKA相互作用的蛋白质——真核生物翻译起始因子4A1（eIF4A1）,然后通过谷胱甘肽巯基转移酶融合蛋白沉降实验（GST-pull-down）和免疫共沉淀实验（Co-IP）证明了TrkA和eIF4A1的相互作用. 此外NGF能够增强TrkA和eIF4A1的相互作用. 在鉴定相互作用位点实验中,我们发现eIF4A1的氨基端结构域和TrkA的TK结构域参与了相互作用. TrkA和eIF4A1共定位在细胞膜上. NGF能够引起TrkA与泛素蛋白63位的赖氨酸连接,而eIF4A1与TrkA相互作用后能够抑制TrkA与泛素蛋白63位的赖氨酸连接. 综上,得出结论 eIF4A1通过与TrkA相互作用抑制其泛素化调控NGF信号通路.     

泛素活化酶Ube1活性中心疏水区关键苯丙氨酸位点的丙氨酸突变对泛素传递活性的影响

泛素化系统调节真核细胞中几乎所有的生命活动,参与细胞内绝大多数蛋白质的降解,而疾病的发生往往伴随着相关蛋白质的异常。研究与疾病相关蛋白质的泛素化途径,通过该途径促进或抑制其活性对疾病的研究和治疗具有重大的意义。然而,细胞内的泛素传递网络错综复杂,天然条件下很难确认某一特定蛋白质的泛素化途径。我们前期工作建立的正交泛素传递途径中的泛素和泛素化酶含有特殊的突变,是鉴定某一特定E3下游蛋白质底物的有效手段。但E1与E2结合位点的突变设计仍有待完善。本研究重新审视了E1-E2的相互作用,着眼于泛素活化酶Ube1活性中心内的疏水区,突变了该区上3个关键的苯丙氨酸残基为丙氨酸,即F637A、F729A、F741A,并设置合理的实验对照来探究此突变对泛素从E1向E2传递活性的影响。结果表明,突变体m Ube1较好地阻断了与UbcH7的识别及Ub的传递,提示本研究涉及的3个关键苯丙氨酸位点对E1-E2互相识别的重要性,及其作为新的正交泛素传递途径中E1突变位点的合理性。     

O型谷胱甘肽转移酶1通过抑制泛素化促进MHCII表达

目的 研究谷胱甘肽转移酶omega1 (GSTO1)如何调控骨髓来源的树突状细胞（BMDCs）的功能。方法 利用流式细胞仪和共聚焦显微镜检测GSTO1缺陷及GSTO1抑制剂处理的BMDCs表面MHCII分子的表达。将BMDCs与来自OTII小鼠的CD4 T细胞在OVA存在下共培养，并检测IFN-γ的产生。利用流式细胞仪检测GSTO1抑制剂处理的BMDCs中MHCII分子的循环和内化。实时定量PCR检测GSTO1抑制剂处理的BMDCs中MHCII分子的转录水平。Western blot检测GSTO1抑制剂处理的BMDCs中MHCII分子的总蛋白质水平。免疫共沉淀技术检测GSTO1抑制剂处理后MHCII分子的泛素化水平。结果 GSTO1缺陷或GSTO1抑制剂不影响BMDCs的增殖和凋亡，但会降低细胞膜上抗原递呈分子MHCII分子的表达。GSTO1缺陷或GSTO1抑制剂处理的BMDCs活化CD4 T细胞的能力受损。在GSTO1抑制剂处理的BMDCs中，MHCII分子的循环和内化过程正常。GSTO1抑制剂不影响MHCII分子的转录，但会降低其总蛋白质水平。另外，在GSTO1抑制剂处理的BMDC...     

人泛素连接酶AREL1催化结构域的晶体结构

泛素化是一种重要的翻译后修饰,几乎调控着生命活动的所有方面.泛素连接酶是泛素化过程中唯一对底物蛋白质有特异性识别能力的一类酶,它们在泛素化过程中是不可或缺的,起到非常关键的作用.人抗凋亡E3泛素连接酶(AREL1)是HECT泛素连接酶家族成员之一,它能够泛素化促凋亡蛋白SMAC、HtrA2和ARTS,并通过蛋白酶体将它们降解,从而发挥抵抗细胞凋亡的作用.本文解析了3.2?分辨率的人AREL1蛋白催化结构域(AREL1HECT)的晶体结构,并将其与HECT家族中其他成员的结构进行了比对.尺寸排阻色谱和X射线小角散射的结果表明,AREL1HECT在溶液中是以多种聚集状态形式存在的,小角散射的3D模型进一步表明AREL1HECT在溶液中会发生二聚化.这些结果将为AREL1HECT与泛素复合物结构的解析及功能的分析提供坚实的结构基础,为揭示AREL1泛素化底物蛋白质的分子机制提供重要的依据.     

MDM2与端粒保护蛋白1的相互作用及其功能

目的:探究鼠双微体2同源体(MDM2)与端粒保护蛋白1(POT1)在细胞水平是否有相互作用,及其是否发挥E3泛素化连接酶的功能。方法:首先,用蛋白酶体抑制剂MG132处理稳定表达Flag-POT1的HeLa细胞,Western印迹检测Flag-POT1的表达情况;其次,在HeLa细胞中转入外源的Myc-MDM2和Flag-POT1质粒,48 h后收集细胞,通过免疫共沉淀方法验证Myc-MDM2和Flag-POT1是否具有相互作用;再次,在稳定表达Flag-POT1的HeLa细胞中转入Myc-MDM2或MDM2 siRNA,48 h后收集细胞,Western印迹检测Flag-POT1的表达水平。结果:MG132处理后,Flag-POT1的表达量明显升高且有拖尾现象,免疫共沉淀显示Myc-MDM2和Flag-POT1具有相互作用,但无论转入Myc-MDM2还是MDM2 siRNA,Flag-POT1的表达水平没有明显变化。结论:POT1通过泛素化途径降解,MDM2与POT1具有相互作用,但MDM2不是POT1主要的E3泛素化连接酶。     

HIV-1感染上调细胞系中泛素样蛋白ISG15表达

利用体外细胞感染模型,分别检测HIV-1感染的细胞系中转录和翻译水平ISG15的表达及细胞上清中p24蛋白水平,探讨HIV-1感染对ISG15表达的影响及后者对前者的抑制效应。6种HIV-1易感细胞系中,以IFN-α 2b刺激作为阳性对照,利用HIV-1感染性克隆pNL4-3转染293T、TZM-bl和HeLa细胞;HIV-1假病毒感染Jurkat、MT-4和THP-1细胞,24h收细胞提取RNA,利用荧光定量PCR(qPCR)的方法检测转录水平ISG15的表达情况。48h后收细胞提取总蛋白,Western blot检测蛋白水平ISG15的表达情况。HIV-1感染或转染后明显上调ISG15转录水平,且THP-1和TZM-bl细胞中上调尤为显著。但除了TZM-bl细胞,其他5种细胞系中没有表现出ISG15蛋白水平的上调。ISG15真核表达质粒与HIV-1感染性克隆pNL4-3共转染结果显示,293T细胞中ISG15能直接抑制HIV-1子代病毒颗粒的产生和成熟,并且这种抑制作用具有时间剂量依赖性;TZM-bl中虽然也有显著的抑制作用,但是趋势不同。HIV-1感染明显上调ISG15转录但却无ISG15蛋白产生,预示该病毒能对抗固有免疫细胞的识别活化及其效应功能,具体机制还有待进一步阐明。     

T型钙通道α1G亚单位在细胞增殖中的功能研究

利用稳定过表达人类T型钙通道α_(1G)亚单位的HEK-293细胞研究了T型钙通道在细胞增殖中的作用。RT-PCR和标准全细胞膜片钳记录分别从mRNA转录水平和T型钙通道蛋白功能水平验证了α_(1G)单位的过表达的实现。生长曲线表明,T型钙通道α_(1G)亚单位的过表达能显著促进细胞增殖,HEKα_(1G)~+细胞的细胞群体倍增时间(13.7±0.3h)比对照HEK-293细胞的细胞群体倍增时间(22.1±1.1h)缩短了约8h;流式细胞分析结果也与此吻合,在稳定过表达了人类T型钙通道α_(1G)亚单位的细胞处于S期的细胞百分率比对照HEK-293细胞高,相反地处于G_0/G_1期的百分率比对照HEK-293细胞低,以上结果证明过表达T型钙通道α_(1G)亚单位能促进细胞增殖;T型钙通道特异性阻断剂mibefradil抑制HEKα_(1G)~+细胞增殖,IC_(50)为3.5/μmol/L,表明在HEK-293细胞过表达T型钙通道对细胞增殖的促进作用可以被T型钙通道特异性阻断剂mibefradil抑制,这就进一步证明了T型钙通道在促进细胞增殖方面的直接作用。Western杂交结果提示了T型钙通道α_(1G)亚单位的表达是通过某种信号途径提高了与细胞周期有关的蛋白质,cyclin A、cyclin E和CDK2的表达水平,从而刺激了细胞周期的进程。本研究有助于理解细胞增殖的机制并为开发治疗与细胞增殖异常有关疾病的新药提供了理论依据。