Salmonella enteric硫修饰蛋白DptC半胱氨酸定点突变对Dnd表型的影响

[目的]Salmonella enterica serovar Cerro 87是具有硫修饰现象即Dnd表型的细菌之一,其硫修饰受dptBCDE基因簇控制,将dptBCDE克隆、转化Escherichia coli DH10B后,可赋予后者Dnd表型,而当其中dptC缺失后,Dnd表型随之丧失.本文探索S.enterica serovar Cerro 87硫修饰基因dptC在硫修饰发生过程中的作用.[方法]将DptC中6个半胱氨酸(Cys)在DNA水平上逐个定点突变,转化携带dptBCDE及其衍生系列的质粒至E.coli DH10B,检测相应受体菌Dnd表型.[结果]在DptC的6个Cys中,除C39外,其余5个突变均可导致Dnd表型丧失,说明DptC中C146、C262、C273、C280和C283均与硫修饰有关.生物信息学分析表明,这5个Cys在硫修饰细菌科属间高度保守,佐证了S.enteric DptC中这5个Cys与硫修饰有关的结论.[结论]S.enteric DptC中C146、C262、C273、C280和C283任何一个的突变,都会导致受体菌Dnd表型丧失.该结果为进一步探索DNA硫修饰的发生机制提供了线索.     

DNA末端硫修饰依赖的体外大片段DNA连接法

【背景】DNA组装技术是基因组合成中的一个关键技术。探索低成本、高效率的基因组合成技术一直是合成生物学的重要研究领域。在某些细菌如变铅青链霉菌中,DNA上有磷硫酰化修饰(简称硫修饰),而在另一些细菌如天蓝色链霉菌中存在一种含有硫修饰识别结构域(sulfur-binding domain, SBD)的识别蛋白,可以特异性识别DNA上的硫修饰,这启发了我们发展出一种新的DNA组装技术。【目的】探究在DNA末端硫修饰的连接中,T4 DNA连接酶与SBD相融合蛋白和单独的T4 DNA连接酶相比,是否有更高的连接效率。【方法】根据同源重组原理,设计硫修饰引物,扩增硫修饰的DNA片段。构建T4 DNA连接酶与SBD融合蛋白的3种表达载体T4-linker-SBD(Hga)、T4-linker-SBD(Spr)和T4-linker-SBD(Mmo),表达纯化以上3种融合蛋白。比较3组浓度梯度(2.4、0.24、0.024 mg/mL) T4 DNA连接酶与融合蛋白在2.5 kb和8.0 kb DNA片段连接上的差异。【结果】DNA末端硫修饰的2.5kb和8.0kb的两端片段均能扩增,而且3种融合蛋白...     

基因组磷硫酰化修饰的研究进展及展望北大核心CSCD

DNA磷硫酰化修饰是DNA骨架上的第一例生理修饰。该修饰由dnd ABCDE编码的5个蛋白协同作用,以硫原子取代DNA磷酸二酯键上一个非桥接的氧原子。研究发现,DNA磷硫酰化修饰广泛存在于各种微生物中,在不同细菌中存在序列特异性,且具有R_P空间构象专一性。近年来,对DNA磷硫酰化修饰的研究取得了一系列的成果。为了对DNA磷硫酰化修饰有一个系统全面的了解,本文将就这一特殊生理修饰的发现过程,研究进展,未来所面临的机遇及挑战作一个简要的概述。     

PNAS：DNA骨架硫修饰研究获新成果

上海交通大学、武汉大学与美国麻省理工学院共同合作联合完成的论文《DNA磷硫酰化修饰在细菌基因组中广泛分布且量化存在》日前在美国《国家科学院院刊》上发表,这是DNA骨架上硫修饰研究领域又一个新的重大进展,也是邓子新团队与彼得·帝丹合作报道了DNA骨架上硫修饰化学本质后持续合作的新成果。     

灭癌素链霉菌中磷硫酰化修饰DNA结合结构域的功能分析

[目的]DNA磷硫酰化(phosphorothioation,PT)是由硫原子取代DNA骨架磷原子上的非桥联氧原子形成的一种新型DNA修饰.PT修饰除参与组成限制修饰系统外,其更为广泛的生物学功能仍有待揭示.PT修饰现有的检测方法操作复杂、成本高、耗时长,而具有操作简便、成本低、耗时短等特点的酶联免疫检测(enzyme...     

SUMO化修饰与DNA损伤修复

蛋白质的翻译后修饰在很大程度上决定了蛋白质的活性、细胞定位、稳定性及蛋白质之间的相互作用.而在DNA损伤修复过程中,通过调控不同修复蛋白的翻译后修饰来影响他们的活性及细胞定位,进而导致DNA损伤修复途径的不同和修复结果的差异.新近研究表明,蛋白质的SUMO化修饰在DNA损伤修复和基因组稳定性的维护方面发挥重要作用.本文将对SUMO化修饰对DNA损伤修复的调控的最新研究进展做一综述.     

假单胞菌Pseudomonas fluorescens Pf0-1中转录调控因子SpfB负调控DNA磷硫酰化修饰

[目的]DNA磷硫酰化修饰是DNA骨架上非桥接的氧原子以序列选择性和R-构型被硫取代的一种新型DNA修饰。目前,磷硫酰化修饰在多种细菌、古生菌以及人类致病菌中多有发现,但其分子调控机制尚不清楚。为了全面解析磷硫酰化修饰的调控机制,本文选择荧光假单胞菌Pf0-1为研究对象,开展了其DNA磷硫酰化修饰的调控机制研究。[方法]首先,构建了spfB基因缺失和回补菌株,使用碘能特异性断裂磷硫酰化修饰DNA的方法,研究了该基因缺失对修饰表型的影响。利用cDNA在相邻同方向的基因间隔区进行PCR,确定了磷硫酰化修饰基因簇spfBCDE内的共转录单元。通过荧光定量RT-PCR,分析了spfB基因缺失突变株中磷硫酰化修饰基因的转录量。利用异源表达并纯化得到的重组蛋白SpfB进行了体外功能研究。通过EMSA实验,验证了SpfB蛋白具有与spfB启动子序列结合活性。通过DNase I footprinting实验,精确定位了SpfB蛋白与DNA结合序列。[结果]spfB基因的缺失加剧了磷硫酰化修饰DNA断裂所致电泳条带弥散的表型,spfB基因的回补能够恢复该表型,证明spfB基因负调控磷硫酰化修饰。鉴定了spf基因簇中只含有1个共转录单元,且该共转录单元在△spfB突变株中转录水平明显上升。通过EMSA和DNase I footprint实验,检测了SpfB蛋白与磷硫酰化修饰基因spfBCDE的启动子区域5''-TGTTTGT-3''相结合。[结论]SpfB作为转录调控因子负调控磷硫酰化修饰基因spfBCDE的表达,为解析磷硫酰化修饰的调控机制和全面理解基因组上的部分修饰特征奠定了基础。     

SUMO化修饰与DNA损伤修复

由于体内外因素的影响,DNA损伤是生物生命周期中的常见现象,如果得不到及时的修复,DNA损伤的积累将导致基因组的不稳定及染色质的异常,并可能导致肿瘤的发生发展。SUMO化修饰是体内一个重要的蛋白质翻译后修饰,越来越多的研究发现SUMO化修饰与多个参与DNA损伤反应、维持基因组稳定的蛋白质相关,有可能参与肿瘤的发生。本文将阐述SUMO化修饰与DNA损伤修复的关系。     

假单胞菌Pseudomonas fluorescens Pf0-1中转录调控因子SpfB负调控DNA磷硫酰化修饰（英文）

【目的】DNA磷硫酰化修饰是DNA骨架上非桥接的氧原子以序列选择性和R-构型被硫取代的一种新型DNA修饰。目前,磷硫酰化修饰在多种细菌、古生菌以及人类致病菌中多有发现,但其分子调控机制尚不清楚。为了全面解析磷硫酰化修饰的调控机制,本文选择荧光假单胞菌Pf0-1为研究对象,开展了其DNA磷硫酰化修饰的调控机制研究。【方法】首先,构建了spfB基因缺失和回补菌株,使用碘能特异性断裂磷硫酰化修饰DNA的方法,研究了该基因缺失对修饰表型的影响。利用cDNA在相邻同方向的基因间隔区进行PCR,确定了磷硫酰化修饰基因簇spf BCDE内的共转录单元。通过荧光定量RT-PCR,分析了spfB基因缺失突变株中磷硫酰化修饰基因的转录量。利用异源表达并纯化得到的重组蛋白SpfB进行了体外功能研究。通过EMSA实验,验证了SpfB蛋白具有与spfB启动子序列结合活性。通过DNase I footprinting实验,精确定位了Spf B蛋白与DNA结合序列。【结果】spf B基因的缺失加剧了磷硫酰化修饰DNA断裂所致电泳条带弥散的表型,spf B基因的回补能够恢复该表型,证明spf B基因负调控磷硫酰化修饰。鉴定了spf基因簇中只含有1个共转录单元,且该共转录单元在?spfB突变株中转录水平明显上升。通过EMSA和DNase I footprint实验,检测了SpfB蛋白与磷硫酰化修饰基因spf BCDE的启动子区域5′-TGTTTGT-3′相结合。【结论】SpfB作为转录调控因子负调控磷硫酰化修饰基因spf BCDE的表达,为解析磷硫酰化修饰的调控机制和全面理解基因组上的部分修饰特征奠定了基础。     

SUMO化修饰在DNA损伤响应中的作用

物理或化学等多种因素均可以引起DNA损伤。为维持机体基因组的稳定性,机体形成了精确完整的机制来修复损伤的／DNA。SUMO（smallubiquitin-relatedmodifier,SUMO）化修饰与其他蛋白翻译后修饰一样,具有多种生物学功能。近年来的研究表明,其在DNA损伤修复中也具有非常重要的作用。该文就DNA损伤修复、SUMO,96修饰系统及其二者关系的最新研究进展作了较为全面的介绍和总结。     

氧化修饰脂蛋白刺激人动脉平滑肌细胞DNA合成

动脉平滑肌细胞(SMC)是动脉粥样硬化(As)斑块中的主要细胞, 它的增殖在As的形成过程中极为重要. 在建立人主动脉SMC体外培养法的基础上, 通过 ³H-TdR掺入实验观察了人低密度脂蛋白(LDL)、极低密度脂蛋白(VLDL)及高密度脂蛋白(HDL)和相应的氧化修饰型脂蛋白对培养人SMC DMA合成的影响.结果发现,HDL对 ³H-TdR掺入SMC DNA无影响(P>0.05); LDL和VLDL ³H-TdR掺入量明显增加(P<0.05);OX-LDL, OX-VLDL及OX-HDL均使 ³H-TdR掺入DNA显著增加(P<0.01).结果表明,LDL和OX-LDL, OX-VLDL及OX-HDL均能刺激SMC DNA合成,促进SMC增殖.     

组蛋白翻译后修饰与DNA损伤响应蛋白招募的调控

组蛋白翻译后修饰是细胞DNA损伤早期应答反应的重要内涵,一方面是松弛、开放染色质结构的必要分子调节事件,以便DNA损伤响应蛋白能接近DNA损伤位点;另一方面直接参与DNA损伤修复蛋白招募过程的调控。综述了在DNA损伤信号激发下,发生的组蛋白主要修饰类型,异组蛋白H2AX、H2A.Z在DNA损伤部位与组蛋白置换,及其对DNA损伤响应蛋白招募的调节作用和机制。     

基因组DNA甲基化修饰在胚胎干细胞分化过程中的作用

基因组DNA的甲基化修饰通常使基因转录失活,去甲基化或低甲基化则使基因转录活化。但是,胚胎干细胞向各种成体细胞分化过程中相关基因的转录活化与DNA甲基化修饰水平并不呈简单的正性或负性相关。因此,甲基化修饰调节基因转录是一个复杂的过程。目前,对甲基化修饰作用的研究主要集中在基因选择性活化、改变转录因子与靶基因的结合活性、与组蛋白修饰协同作用及其基因表达的阶段特异性等方面。     

沙门氏菌硫修饰基因dptC的克隆表达与分离纯化

摘要:【目的】细菌DNA磷硫酰化修饰是指DNA骨架非磷氧桥上的一个氧被硫取代,该修饰增加了机体的抗氧化作用,其发生受被称为dnd的基因簇控制。沙门氏菌(Salmonella entericaserovar Cerro 87)是具有磷硫酰化修饰现象的细菌之一,其dnd基因簇被命名为dptBCDE。本研究旨在克隆其中的dptC基因,优化dptC表达条件,为进一步研究DptC 在DNA磷硫酰化修饰过程中的酶学功能奠定基础。【方法】以沙门氏菌总DNA为模板,设计特异引物、PCR扩增获得dptC基因片段,连接于表达载体pGEX-6P-1的SmaI和XhoI位点 之间,构建融合表达载体pJTU3622;将pJTU3622转化大肠杆菌(Escherichia coliDH10B),经氨苄霉素抗性初选及序列测定,获得阳性克隆;提取阳性中pJTU3622再转化大肠杆菌表达宿主［E. coli BL21 (DE3)pLysS］,获得工程菌株Anxh103;优化表达条件,诱导表达dptC基因;采用GST-Trap柱和kata FPLC纯化系统分离纯化DptC蛋白。【结果】获得沙门氏菌dptC基因表达载体pJTU3622和工程菌株Anxh103;确定dptC最佳诱导表达条件为:诱导温度18℃,诱导时间8－18 h,IPTG诱导浓度0.6 mmol/L,LB培养基中添加50 μmol /L Fe2+。【结论】成功克隆了沙门氏菌dptC基因,实现了沙门氏菌dptC基因的高通量表达;表达载体中引入TEV酶切位点,使得很容易切除GST标签,为进一步研究DptC的酶学功能奠定了基础;沙门氏菌DptC发酵体系中添加50 μmol/L Fe2+可以提高DptC产量,纯化的DptC显示浅棕色,推测与变铅青链霉菌(Streptomyces lividans)中的同源蛋白蛋白DndC一样,也是一种含4Fe－4S的铁硫蛋白。     

DNA甲基化和组蛋白修饰在克隆动物发育过程中的作用

体细胞核移植在农业应用、生产疾病模型动物、转基因家畜或产生人胚胎干细胞来治疗人类的疾病方面有巨大的应用潜力。虽然已经成功克隆出多种哺乳动物, 但该技术仍存在一些未解决的问题, 包括产生克隆动物的效率低和克隆动物的异常等。异常的表观遗传重编程是克隆胚胎发育失败的一个重要因素。文章重点论述了DNA甲基化、组蛋白修饰及其与克隆胚胎发育的关系。了解表观遗传调控机制有助于解决核移植技术中存在的问题, 有利于更好地应用这项技术。     

硫氧化细菌的种类及硫氧化途径的研究进展

硫,作为生物必需的大量营养元素之一,参与了细胞的能量代谢与蛋白质、维生素和抗生素等物质代谢。自然界中,硫以多种化学形态存在,包括单质硫、还原性硫化物、硫酸盐和含硫有机物。硫氧化是硫元素生物地球化学循环的重要组成部分,通常是指单质硫或还原性硫化物被微生物氧化的过程。硫氧化细菌种类繁多,其硫氧化相关基因、酶和途径也多种多样。近几年,相关方面的研究已取得很多进展,但在不同层面仍存在一些尚未解决的科学问题。本文主要围绕硫氧化细菌的种类及硫氧化途径的研究进展进行了综述。     

硫氧还蛋白的共价修饰

硫氧还蛋白是细胞中普遍存在的低分子量蛋白质,为生物体所必需。硫氧还蛋白、硫氧还蛋白还原酶和烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸组成硫氧还蛋白系统,调节细胞的氧化还原状态。硫氧还蛋白不仅维持细胞的氧化还原平衡,还具有抗凋亡及促进细胞增殖等功能。原核细胞的硫氧还蛋白仅含有两个半胱氨酸残基,真核细胞的硫氧还蛋白除了活性中心的两个半胱氨酸残基外,通常还有另外的半胱氨酸残基。这些半胱氨酸残基的共价修饰使硫氧还蛋白具有了更丰富的功能。硫氧还蛋白的共价修饰包括谷胱甘肽化、巯基氧化、亚硝基化和烷基化。     

组蛋白泛素化修饰及其在DNA损伤应答中的作用

泛素化修饰是真核生物细胞内重要的翻译后修饰类型,通过调节蛋白质活性、稳定性和亚细胞定位广泛参与细胞内各项信号传导与代谢过程,对维持正常生命活动具有重要意义。组蛋白作为染色质中主要的蛋白成分,与DNA复制转录、修复等行为密切相关,是研究翻译后修饰的热点。DNA损伤后,组蛋白泛素化修饰通过调节核小体结构、激活细胞周期检查点、影响修复因子的招募与装配等诸多途径参与损伤应答。同时,组蛋白泛素化修饰还能调节其他位点翻译后修饰,并通过这种串扰(crosstalk)作用调节DNA损伤应答。本文介绍了组蛋白泛素化修饰的主要位点和相关组分(包括E3连接酶、去泛素化酶与效应分子),以及这些修饰作用共同编译形成的信号网络在DNA损伤应答中的作用,最后总结了目前该领域研究所面临的一些问题,以期为科研人员进一步探索组蛋白密码在DNA损伤应答中的作用提供参考。