RRM RNA结合蛋白的结构与功能

RRM RNA结合蛋白是一类含一个或数个RRM结构域及附属结构域的RNA结合蛋白,参与RNA前体的剪接、RNA的细胞定位、RNA的稳定性等多种转录后调控过程.在RRM基序中含有许多保守的氨基酸以保证对RNA的结合活性,但是这一家族的不同蛋白质却能特异地结合各种不同的RNA分子.RRM RNA结合蛋白与某些人类遗传性疾病及肿瘤相关.     

植物中的冷激蛋白

植物冷激蛋白结构保守,具有RNA结合位点(S1结构域)或类似的β折叠构成的桶状结构,它与原核生物冷激蛋白同源性高,通过转录、翻译等的调节完成其生理功能。     

DDX21 RNA解旋酶不同结构域的功能特点解析

DEAD-box家族是在生物体内普遍存在的一类高度保守的RNA解旋酶,在RNA的合成和加工、细胞发育和细胞代谢等过程中都发挥着重要作用。DDX21 RNA解旋酶是DEAD-box家族成员之一,而目前为止DDX21的酶学功能及结构特征尚未被完全了解。本研究运用生物化学与生物物理学前沿技术,系统地研究了DDX21各结构域在不同功能中发挥的作用。首先重组构建并纯化了人的DDX21 RNA解旋酶及不同的截短蛋白质,利用动态激光散射和凝胶层析技术分析各蛋白质的寡聚形态,发现N-端的非功能区（N-端181aa）与C-端的4个FRGQR重复结构域对其结构有较大的影响;利用荧光偏振技术比较分析了各蛋白质与单链RNA的结合反应,结果显示,仅保留DEADc和HELICc结构域的截短蛋白质与单链RNA完全没有亲和性,缺失N-端181aa的截短蛋白质对ssRNA的结合能力与全长蛋白质基本一致,而仅缺失C-端的4个重复FRGQR结构域的截短蛋白质与单链RNA的亲和能力将显著下降;利用快速停流检测技术分析各截短蛋白质的解旋及退火活性,发现DEADc、HELICc及GUCT_RHII三个结构域共同参与DDX21的解旋功能,另一方面,缺失C-端4个FRGQR重复结构域的截短蛋白质导致退火能力的丧失。本研究揭示了DDX21的GUCT_RHII结构域及C-端4个FRGQR重复结构域在其结构及功能中发挥的重要作用,为今后研究DDX21的结构及其细胞功能提供了重要的理论依据。     

DEAD-box基因家族在拟南芥生长发育中的作用

在RNA代谢过程中,需要许多蛋白和核酸的参与,其中一类蛋白就是RNA解旋酶。RNA解旋酶通过水解ATP获得能量来参与RNA代谢的多个方面,包括核内转录、pre-mRNA的剪切、核糖体发生、核质运输、蛋白质翻译、RNA降解、细胞器内基因的表达。DEAD-box蛋白家族是RNA解旋酶中最大的亚家族,它具有9个保守结构域,因motifyⅡ的保守氨基酸序列Asp-Glu-Ala-Asp(DEAD)而命名。该家族在酵母、拟南芥(Arabidopsis thaliana Heynh.)和人类基因组中都有较多的家庭成员。近年来,研究者对拟南芥DEAD-box蛋白家族的结构和功能进行了一些研究,本文着重总结DEAD-box基因家族对拟南芥生长发育的影响。     

甘蔗黑穗病菌RNA干扰相关基因ssdcl的功能研究

甘蔗黑穗病菌(Sporisorium scitamineum)是典型的二型态真菌,由其引起的甘蔗黑穗病是一个全球性的病害,对甘蔗产量和含糖量造成巨大损失。RNA干扰是一种保守的小RNA介导的转录后基因沉默机制。目前甘蔗黑穗病菌的RNA干扰系统尚未明确。本研究用蛋白保守结构域对甘蔗黑穗病菌基因组进行搜索,发现了一个RNA干扰组件DICER-LIKE (SsDcl)蛋白。序列分析显示此蛋白具有剪切双链RNA所必需的RNaseⅢ结构域和双链RNA识别区域。为了研究ssdcl基因的功能,本研究以甘蔗黑穗病菌单倍体JG36为出发菌株,构建了ssdcl基因的缺失突变株。与野生型相比,Δssdcl突变体的生长速度较慢,与野生型JG35配合后形成的二倍体菌丝更为细小,且分支较多,表明ssdcl基因的缺失可能影响了黑穗病菌菌丝的生长发育过程。另外,Northern blot和qRT-PCR的结果显示,ssdcl基因缺失突变体中milR-4的表达量下调,提示ssdcl基因在甘蔗黑穗病菌milRNAs形成过程中起重要作用。     

ZNF638/NP220同源蛋白及其生物学作用的研究进展

一些具有锌指结构域的蛋白质可以识别特定的靶RNA分子并与之结合,在细胞中参与或介导重要的生物学作用,这一发现拓展了人们对锌指蛋白专职转录调控并且高度依赖于特异结合靶DNA序列的认知。ZNF638/NP220及其同源蛋白Matrin3和RBM20是一类在生物进化中相当保守的特殊锌指蛋白,定位于细胞核基质的核斑中,含有特殊的蛋白结构域,可以特定靶向RNA分子,在细胞的转录调控和RNA加工的不同阶段发挥作用,特别是RNA转录和剪接事件的偶联以及改变RNA分子的成熟和稳定性等方面。本文将对近年来有关ZNF638同源蛋白成员的发现、结构、分子机制及其在细胞分化、胚胎发育、病毒的感染等生命过程中调控作用的研究进展进行总结讨论。     

青鱼Viperin是一种抗病毒蛋白质（英文）

在脊椎动物中viperin已被证明是一种能抵御大多数DNA和RNA病毒的抗病毒蛋白质。本文克隆及鉴定了青鱼viperin。青鱼viperin(bc Viperin)的c DNA由1 828个核苷酸组成,编码360个氨基酸。预测的bc Viperin蛋白包含N端低保守的两性α-螺旋结构域、中间自由基S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine,SAM)结构域及高保守C端结构域。bc Viperin m RNA在青鱼心脏、肝脏、脾脏、肾脏、肠、肌肉、皮肤和鳃等组织中均有表达。在草鱼呼肠孤病毒(grass carp reovirus,GCRV)和鲤春病毒血症病毒(spring viremia of carp virus,SVCV)感染后,bc Viperin m RNA在上述组织中的表达水平提高。在青鱼尾鳍(Mylopharyngodon piceus fin,MPF)细胞中,bc Viperin m RNA表达水平同样会在GCRV和SVCV感染后发生上升。蛋白质免疫印迹表明bc Viperin蛋白的相对分子质量约为42 k D;He La和EPC细胞中的免疫荧光染色实验表明bc Viperin是细胞质蛋白。编码bc Viperin的质粒在EPC细胞中过表达后能够显著提高细胞抵御SVCV和GCRV的抗病毒能力。以上研究表明bc Viperin是青鱼天然免疫过程中重要的抗病毒蛋白质。     

牦牛MT-I/-Ⅱ cDNA分子克隆及其蛋白质结构分析

利用基因特异引物YMTSP1和YMTSP2,通过RT-PCR从牦牛肝脏组织RNA中克隆出了牦牛MT-Ⅰ(Genbank Accession NoAY513744)和MT-Ⅱ(Genbank Accession NoAY513745)基因编码区全长.将牦牛MT-Ⅰ和MT-Ⅱ cDNA序列在CBI上进行同源性搜索发现,牦牛MT-Ⅰ/-Ⅱ编码区序列在不同哺乳动物中相当保守.牦牛MT-Ⅰ和MT-Ⅱ编码的MT-Ⅰ和MT-Ⅱ蛋白分别由61个氨基酸组成,其具有保守的短肽结构如C-X-C,C-C-X-C-C,C-X-X-C等,其决定MT蛋白分子的整个三维结构,在分子进化上十分保守.同时对牦牛MT的疏水性和跨膜区分析表明,牦牛MT蛋白可能不存在跨膜区,也不存在信号肽,是1种非分泌蛋白.并通过同源比较模建,预测和构建了牦牛MT-Ⅰ和MT-Ⅱ蛋白的分子空间结构,表明牦牛MT-Ⅰ和MT-Ⅱ由α-和β-两个结构域组成,在α-结构域含有5个Cys短肽结构,β-结构域有4个Cys短肽结构,且2个结构域由保守的三肽序列KKS相连.     

拟南芥EBP1蛋白与RNA相互作用的初步研究

基因表达调控是现代分子生物学研究的热点话题,随着研究手段的不断成熟,其RNA转录后调控已成为备受关注的领域。RNA结合蛋白(RBPs)是转录后调控的关键因子,参与RNA可变剪切、RNA稳定、翻译等多个过程的调控。ErbB3绑定蛋白(EBP1)是结构功能高度保守的RNA结合蛋白,可与rRNA、tRNA、mRNA等多种RNA结合,参与调控核糖体生物生成、蛋白质翻译多个过程,但目前已报道的靶RNA甚少,对靶RNA的作用机制目前仍不清楚。通过生物信息学分析发现拟南芥EBP1结合RNA的保守结构域,并在体外可直接结合"GUCUCUCACUGCGACGGCUU"序列;通过RNA免疫共沉淀实验找到了3个靶mRNA(AT1G24792、AT3G25211、AT3G24320);结合核糖体提取及虫草素处理实验发现EBP1可显著调控特定靶mRNA的稳定性及其翻译速率。研究结果不仅证实拟南芥EBP1具有结合RNA的功能,还显示其参与调控靶RNA的转录后事件,为进一步研究EBP1在转录后调控的生物学机制奠定基础。     

锌指蛋白结构及功能研究进展

锌指蛋白是一类具有手指状结构域的转录因子,对基因调控起重要的作用。根据其保守结构域的不同,可将锌指蛋白主要分为C2H2型、C4型和C6型。锌指通过与靶分子DNA、RNA、DNA-RNA的序列特异性结合,以及与自身或其他锌指蛋白的结合,在转录和翻译水平上调控基因的表达。我们简要综述了近年来锌指蛋白结构、分类及其与核酸及蛋白质相互作用等方面的研究进展。     

酵母转录因子Gal4研究进展

胁迫应答基因的转录激活是细胞应答胁迫作用的关键步骤。转录激活因子与启动子顺式作用元件结合是胁迫应答基因转录激活的关键环节。进化保守的Gal4是半乳糖代谢相关基因的转录激活因子。酵母Gal4通过其N端的DNA结合结构域识别并结合启动子UAS,通过其C端的激活结构域与转录因子作用,起始RNA聚合酶Ⅱ复合体的组装和转录。该过程不仅受转录调控因子Gal80和Gal3的调节,还与Gal4二聚体的形成有关。概述了酵母半乳糖代谢相关基因转录激活因子Gal4的研究进展。     

牦牛MT-Ⅰ/-Ⅱ cDNA分子克隆及其蛋白质结构分析

利用基因特异引物Y_MTSP₁和Y_MTSP₂,通过RT-PCR从牦牛肝脏组织RNA中克隆出了牦牛MT-Ⅰ(GenbankAccessionNo:AY513744)和MT-Ⅱ(GenbankAccessionNo:AY513745)基因编码区全长。将牦牛MT-Ⅰ和MT-ⅡcDNA序列在CBI上进行同源性搜索发现,牦牛MT-Ⅰ/-Ⅱ编码区序列在不同哺乳动物中相当保守。牦牛MT-Ⅰ和MT-Ⅱ编码的MT-Ⅰ和MT-Ⅱ蛋白分别由61个氨基酸组成,其具有保守的短肽结构如:C-X-C,C-C-X-C-C,C-X-X-C等,其决定MT蛋白分子的整个三维结构,在分子进化上十分保守。同时对牦牛MT的疏水性和跨膜区分析表明,牦牛MT蛋白可能不存在跨膜区,也不存在信号肽,是1种非分泌蛋白。并通过同源比较模建,预测和构建了牦牛MT-Ⅰ和MT-Ⅱ蛋白的分子空间结构,表明牦牛MT-Ⅰ和MT-Ⅱ由α-和β-两个结构域组成,在α-结构域含有5个Cys短肽结构,β-结构域有4个Cys短肽结构,且2个结构域由保守的三肽序列KKS相连。     

细菌GntR家族转录调控因子的研究进展

GntR家族转录调控因子是细菌中分布最为广泛的一类螺旋-转角-螺旋(helix-turn-helix,HTH)转录调控因子,此家族转录调控因子包含两个功能域,分别是N端的DNA结合结构域和C端的效应物结合结构域/寡聚化作用结构域.DNA结合结构域的氨基酸序列是非常保守的,但效应物结合结构域/寡聚化作用结构域的氨基酸序列...     

细菌双组分系统应答调控蛋白调控策略的多样性

双组分系统(TCS)是细菌感应并响应外界复杂环境最为重要的信号传导系统,一般由组氨酸激酶(HK)与应答调控蛋白(RR)构成,激酶与调控蛋白之间通过磷酸化进行信号传递.作为信号传导通路的终端,RR通常由N端高度保守的信号响应结构域(REC)和C端可变的效应结构域组成.RR的效应模块通常为DNA结合结构域.在典型的TCS信号通路中,RR磷酸化后DNA结合能力会显著增强,并形成同源二聚体参与下游靶基因的转录调控.随着研究的深入,发现RR的调控模式其实更为复杂、多样,主要表现在以下3个方面:(ⅰ)含DNA结合结构域的RR存在非典型的调控机制,如磷酸化会使RR的DNA结合能力明显降低或丧失,以及不同RR之间可形成异源二聚体;(ⅱ)RR的效应模块除了是DNA结合结构域,还可能是RNA或蛋白质结合结构域,甚至是酶催化结构域;(ⅲ)有些RR仅含REC结构域.本文对RR介导的不同调控模式进行了系统介绍,以展现TCS在感应外界信号后响应策略的多样性及灵活性.     

砀山酥梨TCP基因家族全基因组鉴定与分析

TCP蛋白是植物特有的转录因子家族之一,在植物生长和发育等多个过程起到重要作用。本研究利用生物信息学方法对砀山酥梨TCP基因家族成员、染色体定位、进化分析、亚组分类、保守域结构和保守元件进行了相关分析。结果显示,梨TCP基因家族含有34个成员;进化分析表明,根据进化树拓扑结构将其分为两类:ClassⅠ和ClassⅡ,其中ClassⅡ可被分为CYC/TB1和CIN两个小组。结构域分析表明,梨TCP基因家族TCP结构域高度保守;保守元件分析表明,梨TCP基因家族包含5个保守元件:元件1是TCP保守域;元件2为R结构域,元件3、4和5为功能尚未鉴定的结构域,所有梨TCP蛋白都含有元件1,ClassⅡ组中CYC/TB1小组包含特异元件2。以上结果将为今后揭示梨TCP基因的功能提供重要的理论基础。     

Dicer结构和功能研究进展

摘要: Dicer蛋白是RNA干扰机制的关键组分, 负责siRNA和miRNA的产生。它主要由RNA解旋酶结构域、PAZ结构域、RNaseⅢ结构域和双链RNA结合结构域构成。Dicer的结构特点决定了它所产生的小RNA的结构特点。不同生物体具有不同数量的Dicer, 各Dicer既有功能上各自独立的特点, 同时又有功能的冗余和交叉, 而在进化过程中, Dicer的数量逐渐减少, 功能却逐步整合从而表现出多功能的特点。对Dicer结构和功能进行深入研究, 有助于了解Dicer乃至整个RNAi及相关途径的作用机制, 也有助于揭示它们在进化过程中所表现出的规律和特点。文章对上述Dicer结构及功能特点作简要综述。     

枯草芽孢杆菌全长引物酶的溶液结构研究

在细菌DNA复制中,DnaG引物酶合成RNA引物,然后合成的引物通过DNA聚合酶进行延伸. DnaG引物酶由3个结构域组成,N端锌结合结构域（zinc-binding domain,ZBD）、RNA聚合酶结构域（RNA polymerase domain,RPD）和C端解旋酶结合结构域（helicase binding domain,HBD）. 在合成引物的过程中,引物酶的3个结构域协同作用,缺一不可. 尽管引物酶3个结构域的结构均已有研究报道,但到目前为止,引物酶的全长结构尚不清楚. 我们在上海光源利用小角X射线散射技术研究了枯草芽孢杆菌全长引物酶的溶液结构,首次构建了全长引物酶结构模型. 我们发现,枯草芽孢杆菌引物酶在溶液中处于伸展状态,且ZBD和HBD结构域相对于RPD结构域呈现出连续的构象变化. 本文研究表明DnaG引物酶中的结构域重排可能有助于其在DNA复制中发挥功能.     

枯草芽孢杆菌全长引物酶的溶液结构研究（英文）

在细菌DNA复制中,Dna G引物酶合成RNA引物,然后合成的引物通过DNA聚合酶进行延伸. Dna G引物酶由3个结构域组成,N端锌结合结构域(zinc-binding domain,ZBD)、RNA聚合酶结构域(RNA polymerase domain,RPD)和C端解旋酶结合结构域(helicase binding domain,HBD).在合成引物的过程中,引物酶的3个结构域协同作用,缺一不可.尽管引物酶3个结构域的结构均已有研究报道,但到目前为止,引物酶的全长结构尚不清楚.我们在上海光源利用小角X射线散射技术研究了枯草芽孢杆菌全长引物酶的溶液结构,首次构建了全长引物酶结构模型.我们发现,枯草芽孢杆菌引物酶在溶液中处于伸展状态,且ZBD和HBD结构域相对于RPD结构域呈现出连续的构象变化.本文研究表明Dna G引物酶中的结构域重排可能有助于其在DNA复制中发挥功能.     

4.1N与相关蛋白质相互作用研究进展

蛋白4.1N是细胞骨架蛋白4.1家族的一员,具有保守的血影蛋白-肌动蛋白结合结构域、羧基端结构域、膜结合结构域及其相邻的调节结构域。本文综述4.1N与受体蛋白及其他特定蛋白质分子的相互作用研究情况,表明4.1N对细胞和机体正常生理、生命活动具有重要意义。     

RNA结合蛋白与神经退行性疾病

神经退行性疾病是一类导致神经元细胞退化、功能丧失的疾病。随着RNA结合蛋白TDP-43和FUS被发现与神经退行性疾病渐冻人症(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)密切相关,人们越来越多地关注RNA结合蛋白与神经退行性疾病的关系。大多数RNA结合蛋白都存在一个类似于prion的结构域,这个结构域使其容易发生积聚,并与神经毒性的产生相关。RNA结合蛋白参与应激颗粒的形成,应激颗粒的形成可能与神经退行性疾病相关,这进一步揭示了RNA结合蛋白在这类疾病中可能发挥作用。