植物细胞壁松弛蛋白——膨胀素

膨胀素(expansin,也称作扩张素或扩张蛋白)是一种引起植物细胞壁松弛的蛋白质,在植物细胞伸展以及一系列涉及细胞壁修饰的生命活动中起着关键作用。膨胀素由多基因家族编码,目前的研究表明膨胀素超家族由4个基因亚家族构成。膨胀素存在于不同的种属植物中,并克隆了大量的扩张蛋白基因。综述了近年来国内外有关膨胀素基因和蛋白的结构特征及作用机制等方面的研究进展。     

过表达miR-9对黄鳝受精卵中基因转录组水平的影响

为了更深入地研究鱼类天然性逆转的生理学机制, 研究通过克隆黄鳝(Monopterus albus) miR-9的前体序列, 及在黄鳝受精卵中过表达miR-9的生物学研究, 最终筛选得到157个基因与miR-9的过表达相关, 其中松弛素信号通路(ko04926)为显著富集的KEGG条目。tektin 4基因(tekt4)、环腺苷酸环化酶合成酶2a(adcy2a)、Ⅰ型细胞骨架角蛋白13(k1c13)和视黄醇脱氢酶5(rdh5)等基因的表达量在miR-9过表达后出现不同程度的升高; 成纤维细胞生长因子13b(fgf13b)和促甲状腺激素释放激素受体2(trhr2)等基因的表达量在miR-9过表达后出现不同程度的降低。rdh5基因在黄鳝眼睛中具有最高的表达水平(P<0.01), 而在脑、血液、精巢和卵巢中几乎没有表达(P<0.01)。松弛素家族基因rln3a和rln3b在黄鳝成鱼中的组织表达模式类似, 均在脑和精巢组织中具有较高的表达水平。推测miR-9可能与黄鳝视觉功能的发育或维持相关; miR-9可能通过松弛素信号通路调控黄鳝精巢的发育过程。研究有助于探讨miR-9对内分泌系统相关基因的调控通路, 为阐明黄鳝性别分化的分子机制提供理论依据。     

第四届国际松弛素及其相关肽会议在美召开

第四届国际松弛素及其相关肽大会于2004年9月5～10日在美国怀俄明州召开,会议围绕松弛素(relaxin,RLX)及其相关肽的结构、生物学作用、信号转导方式及其病理生理效应等专题进行交流。     

海洋真菌帚状弯孢聚壳FS26代谢产物的分离鉴定与抗肿瘤活性研究

采用硅胶柱、反相硅胶柱和凝胶柱等色谱技术和重结晶进行分离纯化,从一株分离自南海沉积物的海洋真菌帚状弯孢聚壳Eutypella scoparia的液体发酵提取物中分离得到6个化合物。通过分析波谱数据和与文献比对,化合物1－6分别被鉴定为：(3S,3aR,7aS)-3a,4,5,7a-tetrahydro-3,6-dimethylbenzofuran-2(3H)-one (1),rel-(3S,6S,7R,10R)-7,10-epoxy-3,7,11- trimethyldodec-1-ene-3,6,11-triol (2),euphorbol (3),tuberoside (4),phenochalasin B (5),尿嘧啶(6)。生物活性测试结果显示细胞松弛素类化合物5对MCF-7、NCI-H460和SF-268三种肿瘤细胞株均具有显著的抗肿瘤活性,其IC50分别为0.022μmol/L、0.073μmol/L和0.059μmol/L。     

人松弛素原样蛋白H2在大肠杆菌中的表达、分离纯化及鉴定

利用聚合酶链式反应方法 ,从含有人前松弛素原cDNA基因的质粒 pMALp2X-hRLXH2上得到人松弛素原H2的编码基因 ,亚克隆到温度诱导型原核表达载体pBV2 2 0上 ,转化大肠杆菌DH5α细胞。经 4 2℃温度诱导 ,获得了目的基因的高效表达。目的蛋白质以包含体的形式存在于大肠杆菌细胞中。菌体经过超声波破碎 ,包含体裂解 ,蛋白质的体外变性还原 ,复性 ,SephadexG 75凝胶过滤层析 ,反相快速蛋白质液相层析等一系列分离纯化过程 ,得到了高纯度的重组Met 人松弛素原样蛋白H2 ,得率约为 2～ 3mg/L。对纯化的目的蛋白质进行了SDS PAGE电泳纯度分析 ,氨基酸组成分析 ,通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱法测得目的蛋白质的分子量为 183 90 .4 (理论计算值为 183 92 .3 )。     

海南粗榧内生真菌S15的细胞毒活性产物

对海南粗榧(Cephalotaxus hainanensis Li)内生真菌S15次生代谢产物进行了研究。用多种柱色谱技术从S15的发酵液中分离得到2个化合物,根据波谱数据和理化性质将其鉴定为乙酰基细胞松弛素D(1)和细胞松弛素D(2),对其进行生物活性测试,发现2种细胞松弛素对肿瘤细胞SGC-7901有强细胞毒活性。     

扩展青霉PF898碱性脂肪酶cDNA的克隆及序列分析

扩展青霉 (Penicilliumexpansum)PF898可产生一种具有工业价值的碱性脂肪酶 (PEL) .在测定了其N端 12个氨基酸残基序列的基础上 ,通过RT PCR、5′RACE、基因克隆及序列测定 ,获得了PEL完整的cDNA序列 (GenBank登录号为AF2 84 0 6 4 ) .cDNA全长 10 5 0bp ,包括PEL编码区、3′非翻译区和部分 5′非翻译区基因的序列 .编码区cDNA由 85 5个碱基组成 ,编码 1个由 2 85个氨基酸残基组成的酶蛋白 ,其信号肽及前肽部分由 2 7个氨基酸残基组成 ,成熟肽部分由 2 5 8个氨基酸残基组成 .根据氨基酸组成推导该脂肪酶蛋白的分子量为 2 7 3kD .该脂肪酶的氨基酸序列 130～ 134位上有各类脂肪酶中普遍存在的G X S X G保守序列     

PAQR 膜蛋白家族研究进展

孕激素和脂联素分子受体家族(PAQRs)是一类不同于G蛋白耦联受体家族的7次跨膜蛋白家族,目前发现该家族在人类具有11个成员。这类蛋白的结构类似于细菌的溶血素蛋白III,跨膜区域完全由一个高度保守的PFAM-UPF0073结构域构成。对该家族成员的生理功能研究发现,PAQR1,PAQR2具有维持代谢稳态和参与炎症反应的作用。PAQR5,PAQR7,PAQR8对于精子顶体反应,卵细胞的成熟和细胞凋亡有着重要的调节作用。随着对该家族成员分子的深入研究,一方面将更新对其现有生理病理过程的认识,另一方面将更加明确该类蛋白介导的信号转导通路,为相关疾病的治疗提供新的靶点和新的策略。     

新疆野苹果AP2/ERF转录因子家族鉴定与响应腐烂病的表达分析北大核心CSCD

AP2/ERF转录因子家族参与了植物生长发育、抵抗胁迫以及植物激素响应等诸多生物过程,是植物中最重要的转录因子家族之一。该研究基于腐烂病菌侵染后的新疆野苹果(Malus sieversii)全长转录组,使用AP2保守结构域的隐马可夫模型PF00847,鉴定新疆野苹果的AP2/ERF家族成员。利用MEGA6、NCBI CDD-batch、MEME、EXPASY、BUSCA对MsAP2/ERF家族成员进行鉴定、分类和结构分析、理化性质和亚细胞定位分析。通过RNA-seq数据和qRT-PCR实验对差异表达的MsAP2/ERFs基因的表达水平进行分析和验证,旨在鉴定新疆野苹果中潜在具有腐烂病抗性的AP2/ERF家族基因资源。结果显示:(1)在新疆野苹果中共鉴定获得106个AP2/ERF基因,涵盖全部AP2(17个)、ERF(57个)、DREB(25个)、RAV(5个)和Soloist(2个)5个亚家族。(2)进一步的细化分类发现MsERF亚家族包括B1-B6 6个组,而MsDREB亚家族中只有A2、A4、A5、A6共4个组,缺少A1和A3组的基因成员。(3)RNA-seq表达模式分析结果表明,29个MsAP2/ERF基因在腐烂病感染过程中差异表达,其中MsERF亚家族中差异表达基因数量最多(19个)。(4)12个MsAP2/ERF代表基因的qRT-PCR结果表明:8个ERF亚家族基因均受腐烂病病菌诱导显著上调表达,其中B4类ERF成员基因(MsERF40)在腐烂病病菌侵染后5 d表达量上调表达倍数最高;4个MsDREB基因中,3个受到腐烂病病原菌诱导显著上调,1个下调表达;此外,含有TIR保守结构域的MsERF05在腐烂病病菌侵染1 d后上调表达69倍,表明ERF亚家族的MsERF40和MsERF05在新疆野苹果抗腐烂病过程中发挥重要作用。该研究结果为新疆野苹果AP2/ERF基因响应腐烂病的功能和机理研究奠定了基础。     

茶树BES1转录因子全基因组鉴定与分析

植物特异性转录因子(BRI1-EMS-SUPPRESSOR1,BES1)家族参与调节油菜素内酯(brassinosteroids,BR)信号通路,在植物生长和应对非生物胁迫的反应中发挥重要作用。该研究利用生物信息学方法对茶树BES1转录因子家族进行鉴定,分析茶树CsBES1基因在8个茶树组织中的表达模式,并对CsBES1转录因子家族在低温、干旱及ABA激素处理下的表达进行分析,以揭示茶树CsBES1转录因子家族的功能及其对环境胁迫的响应。结果显示:(1)从茶树全基因组中鉴定获得10个茶树BES1转录因子家族成员,均具有完整的BES1_N结构域;根据系统进化关系将10个CsBES1转录因子家族分成3组,分别包含2个、3个和5个成员;该家族成员每个基因含有2～11个外显子。(2)组织表达模式分析显示,茶树BES1转录因子家族在生长活跃的茶树嫩梢和成熟叶中表达量较高,不同成员之间表达存在差异性。(3)上游启动子区域分析发现大量与植物激素和非生物胁迫响应相关的顺式作用元件。(4)荧光定量检测发现,BES1基因在茶树不同胁迫处理下的表达模式不同,在低温和脱落酸处理下,CsBES1-1、CsBES1-7、CsBES1-8和CsBES1-9基因的表达量显著提高,而在干旱处理下,CsBES1-2、CsBES1-4、CsBES1-5、CsBES1-6、CsBES1-7、CsBES1-8和CsBES1-9基因的表达量显著提高。     

松弛素在心血管疾病中的研究进展

松弛素是一类新近发现可作用于心血管的肽类激素,参与心血管系统的生理和病理过程。大量实验研究显示松弛素有扩血管、改善心血管重塑及调节炎症反应的心血管保护作用,也有利于改善高凝状态和胰岛素抵抗。松弛素作用广泛,可与松弛素受体或糖皮质激素受体结合,但其受体后的确切机制以及不同生理和病理状态对松弛素的调控还需进一步基础研究阐明。在从实验室到临床应用转化的初期临床试验中可观察到,人重组松弛素治疗急慢性心力衰竭安全性好,可改善症状、血流动力学指标及近期预后,为Ⅲ期临床试验奠定了基础,其临床应用前景令人期待。     

细胞松弛素D对棉铃虫核型多角体病毒复制和装配的影响

杆状病毒感染引起宿主细胞肌动蛋白骨架的构象变化 ,使之形成缆绳结构 .棉铃虫核型多角体病毒 (HaNPV)的衣壳蛋白也能使宿主昆虫的肌动蛋白发生凝聚 ,用细胞松弛素D抑制宿主肌动蛋白形成纤丝结构 ,病毒感染Hz AM1,空斑计数表明 ,0 1μg/ml细胞松弛素D可使棉铃虫核型多角体病毒的增殖下降 10 4倍 ,细胞松弛素D浓度增高到 0 5 μg/ml则测不到子代病毒粒子 .Western印迹分析表明 ,细胞松弛素D并不影响受染细胞中肌动蛋白的含量 .斑点印迹 (dotblot)也表明 ,病毒DNA的合成也没有受到影响 ,推测宿主细胞的肌动蛋白纤丝结构与病毒的复制有关 .在电子显微镜下观察超薄切片发现 ,在 0 5 μg/ml细胞松弛素D处理细胞中形成的病毒粒子形态与正常形态明显不同 ,提示细胞松弛素D抑制HaNPV的增殖是由于抑制病毒组装成完整有感染性的病毒粒子 .从而可以认为宿主昆虫细胞的丝状肌动蛋白对子代病毒的复制和组装是必需的 .     

FHL家族研究进展

FHL（four and a half LIM domain）家族是含有4个半LIM结构域的蛋白家族,现发现该家族由5个成员,即FHL1、FHL2、FHL3、FHL4、FHL5／ACT组成,其表达具有组织特异性。简要介绍了FHL家族的组织分布、相互作用蛋白,及其在转录调节、肌细胞生长与分化、肿瘤发生发展中的作用。     

牛乳铁蛋白素(1-15)-蜂毒素(5-12)杂合肽基因的合成及在大肠杆菌中的表达

为了构建新型的杂合肽,设计了一种新型杂合抗菌肽牛乳铁蛋白素(1-15)-蜂毒素(5-12),由牛乳铁蛋白素(LfcinB)N端第1~15个氨基酸残基和蜂毒素(Melittin)N端第5~12个氨基酸残基组成。根据大肠杆菌密码子的偏爱性,设计合成了杂合肽LfcinB(1-15)-Melittin(5-12)的基因片段,插入到表达载体pET-32a的NcoI和SalI的酶切位点之间,构建重组表达质粒。重组表达质粒转化到Escherichia coli BL21(DE3)中,经异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达,融合蛋白以可溶形式在Escherichia coli BL21(DE3)中获得成功表达,表达量占菌体总蛋白的35%以上,每升培养物可获得35mg融合蛋白。带His标签的融合蛋白经His-Bind纯化试剂盒纯化、肠激酶切割和抑菌实验表明,杂合肽具有明显的抑菌效果。这为利用基因工程方法生产抗菌肽奠定了理论基础。     

太子参谷胱甘肽-S-转移酶基因家族生物信息学及表达分析

GSTs (glutathione-S-transferases)是一个普遍存在于植物体内,多基因家族编码的多功能蛋白酶。为研究GSTs基因家族在太子参中对其生长发育以及活性成分合成调控的潜在功能,该文基于隐马尔可夫模型在太子参中鉴定到30个谷胱甘肽-S-转移酶(PhGSTs)的基因家族成员。结果表明:30个PhGSTs基因同时具有高度保守的N-端结构域和复杂多变的C-端结构域,分属于6个亚家族,有10个motif区,其中motif1、motif 2、motif 3同属于所有家族,motif 4仅属于Tua亚家族。PhGST蛋白质三级结构有明显的相似之处,N端主要由3个α螺旋和4个β折叠构成βαβαββα结构域,C端均由α螺旋构成,不同亚家族的C端α螺旋数目及组合方式各不相同,但始终维持相似的三维结构。PhGST基因在太子参植物中具有不同的组织表达特异性,PhGSTU1、PhGSTU8、PhGSTU9等在太子参块根中优势表达,PhGSTF2在茎和叶中优势表达。水分胁迫处理后有4个基因积极响应干旱胁迫,PhGSTZ1的响应最为明显;同时也有PhGSTU8、PhEFB1γ3等4个基因随土壤含水量增加呈上调表达。该文鉴定出30个PhGST基因,并分析了其在太子参中的表达模式,为PhGSTs基因家族在太子参活性成分的合成调控及逆境响应等生理过程中的功能研究奠定理论基础。     

新生仔猪肠道抗菌肽的表达特征

肠道抗菌肽(AMPs)由肠粘膜上皮细胞合成或分泌的一类防御性肽类活性物质,在肠道的先天性免疫过程中具有重要的作用。猪肠粘膜上皮细胞可分泌β-防御素2(BD2)、β-防御素3(BD3)、RegIIIγ、溶菌酶(LYS)和血管生成素4 (ANG4)等多种抗菌肽。文章通过荧光定量PCR(real-time Q-PCR)分析新生仔猪RegIIIγ、ANG4、BD2、BD3和溶菌酶等抗菌蛋白在十二指肠、空肠、回肠内不同发育阶段的mRNA的表达变化。结果表明,所有抗菌肽的mRNA水平在出生后均逐渐升高,但在断奶后的表达水平降低,随后又显著升高。此外在肠道中最主要的抗菌肽是溶菌酶和RegIIIγ,意味着这两种抗菌肽在肠粘膜的先天免疫中具有十分重要的作用。     

利用细胞松弛素B分离柑橘及金柑植物微核的研究

采用细胞松弛素B(CB)处理结合蔗糖梯度超速离心方法分离柑橘和金柑亚原生质体的结果表明,柑橘和金柑原生质体的直径为20～30μm,采用蔗糖梯度超速离心分离亚原生质体,其适宜离心力是1400000×g;4',6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)的染色效果最好,细胞核和细胞质可明显区分;愈伤组织经CB处理36h后再分离亚原生质体,可显著提高微原生质体的产量,分离的微原生质体直径为1.8～3.5μm,产量达到2～3×104个·g-1(FW)。     

紫苏硬脂酰-ACP脱氢酶基因家族鉴定及表达分析北大核心CSCD

硬脂酰-ACP脱氢酶(SAD)催化硬脂酸脱氢生成油酸,是形成不饱和脂肪酸的关键酶。该研究从紫苏转录组数据库中筛选鉴定紫苏硬脂酰-ACP脱氢酶(PfSAD)家族基因,并进行生物信息学分析及保守功能域分析,用qRT-PCR技术检测PfSADs各成员在不同组织中的表达特性,以探讨PfSAD家族基因在调控种子脂肪酸组分中的作用,为紫苏脂肪酸组分的遗传改良提供基因元件。结果显示:(1)从该课题组前期自测的紫苏转录组数据库中共检测出6个PfSAD家族基因,其编码蛋白的氨基酸长度介于367~396 aa之间,均具有SAD的保守结构域和二铁中心,预测其基因编码蛋白均定位于叶绿体。(2)多序列比对结果显示,紫苏PfSADs蛋白序列与拟南芥、蓖麻及可可等植物的SAD蛋白序列相似性均在50%以上;系统进化分析显示,6个紫苏SAD蛋白被分为3个亚组,其中第一个亚组包含PfSAD1,第二亚组包含PfSAD2、PfSAD3,第三亚组包含PfSAD4、PfSAD5和PfSAD6。(3)实时荧光定量PCR分析发现,PfSADs各成员在‘晋紫苏1号’不同组织中的表达量差异显著,其中PfSAD1主要在叶中表达,PfSAD2、PfSAD3、PfSAD4和PfSAD5在种子中表达量较高,PfSAD6在花中具有显著表达优势。研究表明,PfSADs具有典型的保守基序及催化SAD的活性中心,其各成员在不同的组织中高表达,推测这6个基因均参与了硬脂酰ACP(C18∶0-ACP)脱氢生成油酰基ACP(Δ9C18∶1-ACP)的过程,在紫苏油脂合成代谢过程中发挥重要作用。     

FHL1的结构和功能及其与疾病的关系

FHL（four and a half LIM domain）家族是含有4 个半LIM结构域的蛋白家族,现发现该家族由5 个成员,即FHL1、FHL2、FHL3、FHL4、FHL5 /ACT 组成,其表达具有组织特异性.它们通过LIM结构域与某些结构蛋白、激酶、转录调控因子等多种蛋白质相互作用,对某些基因的表达、细胞分化与发育、细胞骨架形成等发挥重要调控作用.FHL1（four and a half LIM domain 1）是FHL家族中表达最广泛的成员,尤其在骨骼肌和心肌中高表达.近年研究表明其参与某些病理过程,与心血管疾病、肌肉疾病、肿瘤疾病等相关.     

膨胀素在植物生长发育中的作用

膨胀素是一类具有非水解活性的细胞壁松弛蛋白,参与植物生长发育过程中细胞壁的修饰。大多数植物中都发现有膨胀素基因家族成员存在,其功能涉及植物生长发育的各个方面,包括营养生长、形态发生、受精授粉、果实成熟等,并表现出高度的组织、器官和细胞特异性。本文综述膨胀素在种子萌发、叶的发育、根茎生长、花的发育等生长发育过程中的作用。