温度胁迫下棉花粉蚧热激蛋白基因的表达分析

【目的】为了研究热激蛋白 Hsp70, Hsp70-4和Hsp90在棉花粉蚧Phenacoccus solenopsis抵抗逆温中的作用。【方法】在测序棉花粉蚧转录组的基础上,分析了该虫热激蛋白Hsp70基因家族的2个序列［Pshsp70（GenBank登录号为KJ909505）和Pshsp70-4（GenBank登录号为KJ909506）］和Hsp90基因家族的1个序列,［Pshsp90(GenBank登录号为KJ909507)］,采用实时荧光定量 PCR（RT-qPCR）检测了在不同温度（18和32℃恒温, 37, 39, 41, 43和45℃热激1 h 后26℃恢复1 h)下棉花粉蚧不同发育阶段（2龄若虫、3龄若虫、雌成虫）3种热激蛋白基因的表达量。【结果】Pshsp70 cDNA序列包含1 923 bp的开放阅读框,编码641个氨基酸,理论分子量和等电点分别为70.9 kDa和5.65; Pshsp70-4 cDNA序列包含1 962 bp的开放阅读框,编码654个氨基酸,理论分子量和等电点分别为71.8 kDa和5.38;Pshsp90 cDNA序列包含2 172 bp的开放阅读框,编码724个氨基酸,理论分子量和等电点分别为83.5 kDa和4.93。Pshsp70 和Pshsp70-4均含有Hsp70基因家族高度保守的基序,Pshsp70编码的氨基酸序列与烟粉虱Bemisia tabaci和家蚕Bombyx mori等昆虫的Hsp70 的氨基酸序列一致性为 85%;Pshsp70-4编码的氨基酸序列与白蜡蚧Ericerus pela和点蜂缘蝽Riptortus pedestris等昆虫的Hsp70的氨基酸序列一致性高达95%;Pshsp90也含有Hsp90基因家族高度保守的基序,Pshsp90编码的氨基酸序列与赤拟谷盗Tribolium castaneum和东亚小花蝽Orius sauteri等昆虫的Hsp90 的氨基酸序列一致性为 87%。热激蛋白基因表达量分析结果表明,在18℃恒温条件下,粉蚧2龄若虫的3个PsHsps基因的mRNA相对表达量均比对照(26℃)低,在32℃恒温条件下,各龄期的Hsp70基因的相对表达量均显著高于对照。在37~45℃下热激1 h并在26℃下恢复1 h,棉花粉蚧3个龄期的3个热激蛋白PsHsps基因的相对表达量随温度的升高总体呈增加趋势,相关性分析表明,除Pshsp70-4在雌成虫中的表达量与热胁迫温度的相关系数为0.225外,各龄期中3个基因的表达量与温度的相关系数均大于0.6,显著相关;43℃和45℃胁迫下,各龄期的3个热激蛋白基因相对表达量均显著高于对照组（P<0.05）。【结论】棉花粉蚧热激蛋白基因的表达与温度呈正相关,在该虫应对高温中起着重要作用。     

植物热激蛋白70基因家族及其生物学功能研究进展

植物热激蛋白70(heat shock protein 70,Hsp70)是热激蛋白家族中保守、普遍表达的家族,有两个主要功能区:N端核酸结合区和C端底物结合区。通常Hsp70具有分子伴侣功能,参与新生蛋白的折叠、转运、重折叠变性蛋白、协助降解变性蛋白;Hsp70不仅受高温胁迫诱导,且受其它多种胁迫诱导;同时,Hsp70参与植物正常发育过程。Hsp70基因分布广泛,序列高度保守,在植物基因组中以基因家族形式存在,最近广泛用于遗传多样性和系统发育研究。文章对植物中Hsp70的基因家族、结构、表达调控机制和生物学功能进行了综述。     

小菜蛾热休克蛋白基因的鉴定及其表达模式分析

热休克蛋白(heat shock protein, HSP)在昆虫应对外界胁迫刺激时起着重要作用。为了系统研究小菜蛾Plutella xylostella HSP基因家族, 根据家蚕的HSP蛋白序列, 采用本地Blast程序对小菜蛾全基因组数据库进行同源序列检索, 从小菜蛾基因组数据库中鉴定了25个HSP基因, 包括2个HSP90、 8个HSP70和15个sHSP（small heat shock protein, sHSP）基因。小菜蛾、 家蚕Bombyx mori、 黑腹果蝇Drosophila melanogaster和赤拟谷盗Tribolium castaneum的HSP系统进化分析显示, 昆虫的小分子量热休克蛋白sHSP具有很强的种属特异性, HSP70家族的保守性比sHSP强。小菜蛾HSP基因表达模式分析显示, 与敏感品系对比, 抗性品系（抗毒死蜱和抗氟虫氰品系）中HSP基因具有不同的表达模式。小菜蛾1, 2和3龄幼虫HSP基因表达模式较为接近, 而与4龄幼虫中的表达模式相差较大; 4龄幼虫和蛹中的表达模式相近; 雌成虫和雄成虫中的表达模式显著不同, 与果蝇精子形成有关的两个热休克蛋白HSP23和HSP27基因［分别为CCG003980.1 (Px23.5)和CCG005412.2 (Px27.5)］, 在小菜蛾雄成虫中的表达量显著高于雌成虫。研究结果表明小菜蛾HSP基因不仅在杀虫剂抗性、 发育分化, 甚至在生殖上均可能起着重要的作用。本研究为深入研究小菜蛾HSP与生长发育、 抗逆行为的相互关系奠定了基础。     

热休克蛋白70:生物学功能与作用机制研究进展

热休克蛋白是一类广泛存在于原核生物和真核生物体内且结构上高度保守的蛋白质。有机体在应激条件下,为克服压力会诱导其表达,因此,热休克蛋白又被称为应激蛋白。作为进化上最保守的蛋白质之一,热休克蛋白70 (heat shock protein 70, Hsp70)是生物细胞中含量最高的一种热休克蛋白,可诱导性最强,具有多种生物学功能,因此,又被称为主要热休克蛋白。由于蛋白质是细胞重要成分之一,几乎涉及所有的生物学过程,Hsp70家族成员控制着细胞蛋白质稳态的所有方面,因此,Hsp70一直是科学研究的热点之一。该文概括了近年来Hsp70的生物学功能和作用机制研究进展,并对该领域的研究进行了展望。     

烟蚜热激蛋白基因MpHsp70的克隆及在UV-B胁迫下的表达分析

【目的】为探讨烟蚜Myzus persicae适应UV-B胁迫的分子机制。【方法】采用RT-PCR和RACE技术克隆了烟蚜热激蛋白基因Hsp70的全长,利用生物信息学方法分析了其特征;采用实时荧光定量PCR检测了不同时长(0,15,30,60,90和120 min) UV-B胁迫下烟蚜成虫中该基因的相对表达量。【结果】克隆获得烟蚜Hsp70基因并命名为MpHsp70(GenBank登录号:MF509827),该基因全长为2 221 bp,开放阅读框(ORF) 1 965 bp,编码654个氨基酸,蛋白相对分子量为71. 41kD,等电点(p I)为5. 34,末端高度保守序列EEVD显示该蛋白属于胞质热激蛋白。系统进化关系分析表明,MpHsp70与多种昆虫的Hsp70的同源性较高,表现出Hsp70基因的高度保守性。实时荧光定量PCR分析表明,随着UV-B照射时间的延长,烟蚜成虫体内MpHsp70基因的表达量先上升后下降,当照射时间为30 min时表达量最大。【结论】烟蚜MpHsp70基因可以响应UV-B的胁迫,它可能在烟蚜适应UV-B胁迫过程中起到重要作用。     

韭菜迟眼蕈蚊热休克蛋白BoHsp70的克隆及热胁迫下的表达分析

[目的]本研究旨在克隆韭菜眼蕈蚊Bradysia odoriphaga热休克蛋白Hsp70基因,并对其进行序列和表达模式分析,以及探讨该基因在韭菜迟眼蕈蚊生长发育及响应温度胁迫方面的作用.[方法]选择韭菜迟眼蕈蚊温度转录组中高温下表达上调的Hsp70序列,设计其基因引物扩增序列,构建qRT-PCR检测体系分析该虫在短时高温热激(30、32、34和36℃;1、2、4、6、8、10和12 h)和高温热激后不同恢复时间(25℃;1 h、2 h)下的Hsp70表达谱.[结果]获得韭菜迟眼蕈蚊Hsp70基因cDNA全长序列并命名为BoHp70(GeneBank登录号:MW250640),包含1 971 bp的开放阅读框,编码656个氨基酸,具有真核生物Hsp70基因家族的3个保守序列,同时在C-末端具有KDEL序列,推测其属于内质网型热休克蛋白.BLAST分析和氨基酸序列系统发育分析结果显示,韭菜迟眼蕈蚊与双翅目蝇类昆虫Hsp70聚类为一个分支.BoHsp70在韭菜迟眼蕈蚊体内不同发育阶段中都有表达,雄成虫体内的表达量高于雌成虫,且在雌雄成虫头部表达量的差异显著.高温胁迫可诱导BoHsp70表达,并在诱导1-2 h内达到最高水平.在30、32和34℃热激条件下随热激时间的增加,BoHsp70表达量呈下降趋势,而在36℃热激下, BoHsp70表达水平不变.韭菜迟眼蕈蚊在解除高温热激后,BoHsp70表达水平随着恢复时间的增长而下降.[结论]韭菜迟眼蕈蚊可以通过调节体内Hsp70的表达来应对不良的环境温度.     

缢蛏Hsp基因家族全基因组鉴定及其在应激下的表达分析

热休克蛋白(heat shock protein, Hsp)是一类广泛存在于动植物和微生物等多种生物体内的高度保守的蛋白质,能够被生物和非生物胁迫诱导表达。为了探究Hsp在缢蛏(Sinonovacula constricta)应对生物与非生物胁迫中的作用,本研究利用生物信息学方法,在缢蛏全基因组中共鉴定出62个ScHsp基因,对其基因结构、染色体定位和蛋白理化性质进行预测,并对ScHsp基因在不同组织和生物胁迫[副溶血弧菌(Vibrio parahemolyticus)感染]及非生物胁迫(高温和干露胁迫)下的表达模式进行分析。结果表明,不同ScHsp家族基因内含子的数目存在较大差异,62个ScHsp基因不均匀分布在17条染色体上,基因复制分析发现有3组串联复制基因,这可能是ScHsp家族基因数目扩张的重要原因;多数ScHsp基因表达具有组织特异性,少数基因(ScHsp90-2和ScHsp70-11)呈现泛表达模式;副溶血弧菌感染和高温胁迫后,ScHsp家族基因都呈现不同程度的响应,根据基因表达的趋势分别分为6种和4种模式;对低温和常温干露胁迫5个时间点(0、 12、 24、 48、 7...     

昆虫小分子量热激蛋白的研究进展

昆虫小分子量热激蛋白(Small heat shock proteins,s HSPs)是最早被发现的热激蛋白,但是有关它们的研究相对较少。本文对昆虫小分子量热激蛋白的最新研究成果进行了总结,旨在引起人们对该类蛋白的关注,以便进一步研究其功能,探讨其可能的应用前景。目前研究表明:昆虫小分子量热激蛋白是其所有热激蛋白中最不保守的家族。同时,它们通常拥有一个α-晶状体结构域;分子量范围一般在12~43 ku;具有分子伴侣的活性。每种昆虫体内拥有多种s HSPs,而且其功能也各不相同。这些热激蛋白在昆虫的生长发育、生殖以及滞育等重要生命活动中起着重要的作用;同时在抵御不良环境以及适应性进化中也具有重要意义。随着研究的深入,还将会有更多的昆虫s HSPs被鉴定,它们更多的功能也将被逐渐发掘。     

盐芥热激同源蛋白70基因(Thhsc70)的分子克隆及鉴定(英文)

热激蛋白70(hsp70s)具有分子伴侣的功能,其中在非胁迫条件下表达的hsp70s称为热激同源蛋白70(hsc70)。为更好地了解hsc70基因的特性,鉴定了盐芥(Thellungiella halophila(C. A. Mey. )O. E. Schulz)中编码胞质hsc70蛋白的基因Thhsc70。实验结果表明:在非胁迫条件下,Thhsc70基因具有组织特异性表达;Thhsc70基因受热胁迫和冷胁迫的诱导表达,但几乎不受盐诱导和干旱诱导。Thhsc70基因在拟南芥中过量表达后提高了转基因拟南芥的热耐受性和冷耐受性。     

番茄热激蛋白90的全基因组鉴定及分析

热激蛋白90(Heat shock protein 90,Hsp90)是植物应对不良环境胁迫产生的一类特定的抗逆蛋白。文章以番茄(Solanum lycopersicum L.)基因组数据为平台,借助生物信息学方法对Hsp90基因家族进行鉴定与分析。结果表明,番茄至少含有7个Hsp90基因,不均匀分布在6条染色体上,氨基酸序列长度为267~794aa,内含子数目为2~19;共线性分析发现两对基因(Hsp90-1和Hsp90-3,Hsp90-5和Hsp90-7)以片段重复形式存在。MEME(Multiple Em for Motif Elicitation)分析显示,番茄Hsp90基因编码的氨基酸序列具有多个保守基序;聚类分析揭示番茄、水稻(Oryza sativa L.)和拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)Hsp90基因可以分为5组,存在3对直系同源基因和4对旁系同源基因;基于RNA-seq数据库表达分析发现,3个基因(Hsp90-5、Hsp90-6和Hsp90-7)在营养器官和生殖器官中表达量较高,4个基因(Hsp90-1、Hsp90-2、Hsp90-3和Hsp90-4)除在番茄转色后10 d的果实中表达量较高外,其余组织中表达量均较低;对Hsp90基因启动子序列进行分析,发现了多个参与植物对逆境胁迫的顺式作用元件,如HSE、CCAAT-box。此外,qRT-PCR检测结果表明,在叶片热胁迫条件下,番茄Hsp90基因的表达量均存在增强趋势,表明这些基因参与了番茄叶片应对高温胁迫的反应。研究结果为鉴定番茄Hsp90基因的功能和进化起源奠定了基础。     

Hsp70在神经退行性疾病中的作用机制研究进展

热休克蛋白Hsp70 (heat shock protein 70, Hsp70)是一类广泛存在的分子伴侣。阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease)、帕金森病(Parkinson’s disease)等神经退行性疾病共同的病理特征是错误折叠的蛋白质(包括Tau、α-突触核蛋白、TDP-43、朊蛋白和多聚谷氨酰胺蛋白)形成有毒性的寡聚体或淀粉样纤维。大量的研究表明,Hsp70可以调控这些蛋白质的代谢进程,包括将错误折叠的蛋白质重折叠、抑制蛋白质聚集以及降解错误折叠的蛋白质。Hsp70在发挥功能时需要相对应的辅助分子伴侣的帮助。该文详细论述了Hsp70抑制Tau蛋白病、α-突触核蛋白病、TDP-43蛋白病、传染性海绵状脑病以及多聚谷氨酰胺疾病的作用机制,重点阐述了Hsp70对神经退行性疾病中错误折叠蛋白质聚集和毒性的抑制作用,并讨论和展望了Hsp70在神经退行性疾病的治疗中存在的挑战和机遇。     

Hsp70在病毒复制中的作用

热休克蛋白70(Heat shock protein 70, Hsp70)是一种在进化上高度保守的分子伴侣蛋白,参与蛋白质的合成、折叠、组装及降解等过程,还参与细胞抗逆境胁迫的响应,对细胞蛋白内稳态（Protein homeostasis）的维持和生物体健康具有重要作用。研究表明,Hsp70对病毒的感染和复制也发挥重要作用。本文就Hsp70的结构、Hsp70对病毒复制的促进及抑制作用进行综述,以期更深入地阐明Hsp70发挥作用的分子机制并为寻找以Hsp70为靶点的抗病毒药物提供新的理论依据及思路。     

盐芥热激同源蛋白70基因(Thhsc70)的分子克隆及鉴定

热激蛋白70(hsp70s)具有分子伴侣的功能,其中在非胁迫条件下表达的hsp70s称为热激同源蛋白70(hsc70).为更好地了解hsc70基因的特性,鉴定了盐芥(Thellungiella halophila(C.A.Mey.)O.E. Schulz)中编码胞质hsc70蛋白的基因Thhsc70.实验结果表明:在非胁迫条件下,Thhsc70基因具有组织特异性表达;Thhsc70基因受热胁迫和冷胁迫的诱导表达,但几乎不受盐诱导和干旱诱导.Thhsc70基因在拟南芥中过量表达后提高了转基因拟南芥的热耐受性和冷耐受性.     

热休克蛋白的产生,分布及功能

生物体在各种应激条件下,诸如高温、缺氧、机体损伤、接触某些重金属离子和其它化学物质时,都可能引起的一种生理效应,称之为“热休克反应”(heat shock response)。在热休克反应过程中,细胞内正常蛋白质合成关闭,热休克基因(heat shock gene)的转录被激活,并诱导产生一组特殊蛋白质——热休克蛋白(heat shock proteins,HSP)。     

昆虫热激蛋白90的研究进展

热激蛋白90(Heat shock protein 90,Hsp90)是细胞内最为广泛的分子伴侣之一,间接调控细胞内多条与细胞增殖、分化、存活、滞育以及与凋亡相关的信号转导通路。近年来,对Hsp90家族成员在分子水平上的认识不断深入,Hsp90已成为细胞免疫、信号转导以及抗肿瘤研究的前沿课题。昆虫功能基因组的研究正在世界范围内掀起热潮,与昆虫滞育相关热激蛋白的研究也不断深入。对近年来国内外Hsp90的生物学特性、生物学功能及其在昆虫防治中的研究现状及前景进行综述,以期为害虫综合防治的研究提供参考信息。     

EGCG对热应激巴马香猪肠道热休克蛋白以及肠道屏障相关基因表达的影响

本研究旨在探究表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate, EGCG)对于热应激巴马香猪小肠中热休克蛋白(heat shock proteins,HSPs)、紧密连接蛋白(tight junction proteins,TJPs)和Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR-4)等基因表达的影响。25头平均体重为(34.28±1.19)kg的8月龄雄性巴马香猪被随机分成5个处理组,包括TN组(22℃,自由采食)、 PF组(22℃,采食量配对)、 HS0组(35℃,自由采食)、 HS250组(35℃,自由采食+0.025%EGCG)和HS500组(35℃,自由采食+0.05%EGCG)。预实验7 d,正式实验28 d。实验结束后进行屠宰并采集小肠组织样品,检测各组小肠中HSPs、TJPs和TLR-4基因的表达。结果表明：(1)热应激显著增加了小肠中热休克蛋白70(heat shock protein 70,HSP70)和热休克蛋白90(heat shock protein 90,HSP90)基因的表达量,而添加EGCG均显著降低了它...     

家蚕hsp70启动子的克隆及功能研究

该研究通过PCR的方法克隆得到家蚕热激蛋白70基因(Bombyx mori hsp70)的5'侧翼的两个长度分别为538 bp和305 bp的序列hsp70-538和hsp70-305。生物信息分析结果表明这两段序列在TATA序列的上游存在保守的热激元件HSE(heat shock element)CTnGAAnnTTCnAG。采用双荧光报告基因技术研究表明这两段序列在BmN细胞中都表现出热激活性,转基因家蚕实验证明hsp70-305在家蚕个体中也具有热激活性,可以认为这两个片段具有hsp70热激启动子特性。     

心肌特异性高表达热休克蛋白27转基因鼠建立

目的 建立人热休克蛋白27（heat shock protein 27, Hsp27）基因在小鼠心肌特异性表达的转基因鼠模型。 方法 将人心肌Hsp27cDNA插入含有心肌特异性表达启动子αMHC的pBSⅡ-SK+载体中,限制性内切酶EcoRI酶切、纯化后,获得含有αMHC启动子－Hsp27cDNA－HGH polyA的线性DNA片段,以显微注射法将目的基因导入受精卵, PCR筛选基因型,Western Blot鉴定转移基因的表达和表达的组织特异性。结果和结论 共获得两个转基因系小鼠,均呈心肌组织特异性高表达。     

热休克反应与哺乳动物高海拔(缺氧)适应

利用免疫学和分子生物学手段研究哺乳动物的高海拔(缺氧)适应, 通过哺乳动物热休克反应, 了解热休克蛋白在生物体高海拔(缺氧)适应中的意义. 用Western blot和常规RT-PCR及实时荧光定量PCR(real-time PCR detection)测定不同海拔哺乳动物(牦牛)心肌组织热休克蛋白70(Hsp70)的表达差异和脑组织中Hsp70基因的自然表达. 将低海拔哺乳动物(家兔)直接送达不同高海拔地区(海拔2300, 3300, 5000 m)喂养3周后宰杀, 再用RT-PCR测定其脑组织中Hsp70基因的诱导表达. 结果显示: 不同海拔哺乳动物都具有热休克反应基因, 应激时高海拔哺乳动物Hsp70表达快速升高; Hsp70可被高海拔(缺氧)诱导产生. 热休克反应中Hsp70的快速合成有利于维持应激时细胞的正常生理功能, Hsp70的表达存在着阈值, 海拔5000 m是热休克反应最佳的条件, 超过海拔6000 m时热休克反应减弱; Hsp70生成量与细胞的耐缺氧能力成正比.