C1q蛋白家族的结构、分布、分类和功能

C1q蛋白家族由众多含C1q结构域的蛋白组成, 从细菌到高等哺乳动物中都有分布。这类蛋白由一条信号肽、胶原样区(Collage-like region, CLR)和C1q球状结构域(Globular C1q domain, gC1q)组成。C1q蛋白家族根据其结构特点, 可分为三大类分子：C1q、C1q-like和ghC1q。C1q是补体经典途径的起始分子, 能够识别免疫复合物, 启动补体系统经典途径; 此外, 作为一种模式识别受体分子(Pattern recognition receptor, PRR), 它可以结合种类繁多的配体。C1q-like蛋白的结构类似于C1q分子, 含有CLR和gC1q结构域, 在水蛭中参与神经系统的修复, 在脊椎动物中实现从凝集素到免疫球蛋白结合分子的功能转变, 参与补体系统的激活。ghC1q蛋白只具有gC1q结构域和一段短的N末端序列, 包括分泌型蛋白(sghC1q)和非分泌型蛋白(cghC1q)。sghC1q在无脊椎动物固有免疫系统中发挥重要作用; 脊椎动物中的sghC1q可作为一类新型跨神经元调节因子, 在大脑的许多区域调节突触发育和突触可塑性。cghC1q基因最早可追溯至芽孢杆菌属的细菌中, 具有典型的gC1q果冻卷结构, 说明gC1q结构域有着非常悠久的进化历程且结构高度保守。文章对C1q蛋白家族的结构、分布、分类以及功能进行综述, 以期为从事该领域研究的科研人员提供有益参考。     

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.     

植物细胞器RNA编辑因子的功能及其作用机制

在植物线粒体和叶绿体转录本上,数百个胞嘧啶(C)位点经脱氨基反应变为尿嘧啶(U),这是一种在转录本水平上对遗传信息进行修饰或调控的机制。在植物细胞器中,RNA编辑过程需要不同家族的RNA编辑因子相互作用组装成复杂的编辑复合体,特异地识别编辑位点进行编辑。最初的研究发现,植物RNA编辑受到高特异性五环肽重复(pentatricopeptide repeat,PPR)蛋白的调控,目前在植物中发现400多种PPR家族蛋白,编辑作用复杂。之后对RNA编辑因子互作蛋白/多细胞器RNA编辑因子(RNA editing factor interacting proteins/multiple organellar RNA editing factors,RIP/MORF)、细胞器RNA识别基序(organelle RNA recognition motif,ORRM)、细胞器锌指蛋白(organelle zinc-finger,OZ)等的研究表明,这些非PPR蛋白组分可以与PPR蛋白形成编辑复合体,共同参与编辑,且RNA编辑复合体具有多样性。RNA编辑因子的缺失会引起植物的生长发育受阻、果实成熟延迟等,对RNA编辑因子的研究显得尤为重要。对植物中RNA编辑因子的功能及其作用机制研究进展进行综述,旨在为后续RNA编辑的研究提供一定的参考。     

增强子RNA的功能特性及其在人类疾病中的重要调控作用

增强子是基因组上一段可以被转录调控蛋白识别并结合的区域,作为顺式调控元件和启动子共同参与基因转录过程。增强子在激活状态下,打开局部染色质并暴露DNA基序以吸引转录因子,从而进一步招募RNA聚合酶产生一类非编码RNA,即增强子RNA(enhancer RNA,eRNA)。eRNA可促进增强子与启动子特异性染色质远程互作参与基因转录调节,或与转录因子等调控蛋白结合促进基因转录,具有多样的功能和调控机制,从而在细胞的发育和分化、疾病发生发展等众多生物过程中起重要作用。该文就e RNA特性、功能、鉴定、数据库资源,以及eRNA在人类神经系统疾病、癌症、免疫代谢类疾病、心血管疾病等中的功能作用研究进展作一系统综述,探讨eRNA的未来研究方向,及在疾病中作为潜在治疗靶点的可能及目前存在的挑战。     

植物细胞器RNA编辑因子的功能及其作用机制 *

在植物线粒体和叶绿体转录本上,数百个胞嘧啶(C)位点经脱氨基反应变为尿嘧啶(U),这是一种在转录本水平上对遗传信息进行修饰或调控的机制.在植物细胞器中,RNA编辑过程需要不同家族的RNA编辑因子相互作用组装成复杂的编辑复合体,特异地识别编辑位点进行编辑.最初的研究发现,植物RNA编辑受到高特异性五环肽重复(pentatricopeptide repeat, PPR)蛋白的调控,目前在植物中发现400多种PPR家族蛋白,编辑作用复杂.之后对RNA编辑因子互作蛋白/多细胞器RNA编辑因子(RNA editing factor interacting proteins /multiple organellar RNA editing factors,RIP/MORF),细胞器RNA识别基序(organelle RNA recognition motif,ORRM),细胞器锌指蛋白(organelle zinc-finger,OZ)等的研究表明,这些非PPR蛋白组分可以与PPR蛋白形成编辑复合体,共同参与编辑,且RNA编辑复合体具有多样性.RNA编辑因子的缺失会引起植物的生长发育受阻,果实成熟延迟等,对RNA编辑因子的研究显得尤为重要.对植物中RNA编辑因子的功能及其作用机制研究进展进行综述,旨在为后续RNA编辑的研究提供一定的参考.     

植物Argonaute基因研究进展

Argonaute (AGO)蛋白是一类在小RNA介导的基因沉默中起关键作用的RNA结合蛋白。AGO家族在不同物种中高度保守,由可变N端、PAZ、MID和PIWI等4个结构域组成。根据系统进化学以及AGO基因结合的小RNA类型可将该家族分为3个亚族,即AGO-like、PIWI-like和Group~3亚家族,目前发现的植物中的AGO基因均属于AGO-like亚家族。研究表明,不同类型的小RNA结合特定种类的AGO蛋白在植物不同生长发育和响应胁迫过程中扮演着重要角色。最近发掘的许多AGO蛋白新的生物学功能表明,AGO在调控配子生成和发育过程中也具有重要意义。现对植物AGO家族的分类、结构特点、结合的小RNA类别以及最新的功能研究进行详细综述。     

转录调控因子Fox的功能及分子机制研究进展

Fox (Forkhead box)蛋白家族有19个亚族, 它们通过结合DNA, 激活或抑制目的基因的转录活性, 同时还能参与细胞信号转导、 细胞周期调控和新陈代谢的调节, 在生物体发育及其成熟的组织器官中均能发挥重要作用, 目前, 有关Fox蛋白家族的功能及分子机制已逐步成为免疫学、 遗传学、 医学以及肿瘤学领域的研究热点。本文综述了Fox家族成员的命名及分类、 蛋白结构及其DNA识别机制以及该家族成员如何参与Hh, TGF-β/SMAD, MAPK, Wnt/β-catenin和IGF信号通路的调控。Fox家族可调控线虫的咽、 果蝇的唾液腺以及哺乳动物的肝脏和眼睛等器官的发育, 能够影响细胞周期, 其家族成员FoxA可以和CREB、 GR结合调控新陈代谢。不同物种的Fox家族成员个数存在差异, 并且受到严格的进化选择。对其功能和分子进化机制进一步研究可为阐明生物的发育机理和人类疾病的防治提供新的思路。     

WDR蛋白在肿瘤发生发展中的作用机制

WDR蛋白家族(Trp-asp repeat protein family)是含有多个保守WD基序(WD motif)的蛋白质类,广泛存在于真核生物中。近年,WDR蛋白的研究已成为细胞生物学和病理学研究的新热点。目前已知多种WDR蛋白在肿瘤细胞中异常表达,并通过调节信号转导、细胞周期、泛素化、转录和RNA加工等生物过程促使肿瘤发生。现对WDR蛋白在肿瘤发生发展中的作用机制作一综述。     

钙结合蛋白对花粉生长发育调控研究进展

植物钙结合蛋白存在于花粉管中,通过直接或间接结合Ca~(2+),定位膜结构,形成Ca~(2+)信号通道,发生信号转导,对花粉发育及花粉管的生长起到调控作用。目前已明确以钙调蛋白(CAM)、钙依赖型蛋白激酶(CDPK)、类钙调蛋白(CML)、类钙调素B类蛋白(CBL)和激酶蛋白(CIPK)为主的植物钙结合蛋白在调控花粉发育及花粉管生长方面的重要作用。该文主要对近年来国内外已经明确的各类钙结合蛋白家族以及家族成员间不同的作用机理的研究进展进行综述,并举例阐述了钙结合蛋白家族中各类成员对花粉管特定的作用方式及调控作用,最后对今后相关领域的研究前景进行了展望。     

植物类受体激酶CrRLK1-L亚家族及其生物学功能

植物CrRLK1-L亚家族类受体激酶的胞外域具有新颖结构基序,但功能大都未知.该家族成员广泛存在于被子植物中,但在动物和微生物中不存在其同源物.CrRLK1-L家族成员相对较少,但组织表达非常广泛.它们定位于细胞质膜上,并且部分成员的定位还具有极性,这与其参与雌雄配子体的识别和受精作用密切相关.该家族成员普遍具有激酶活性,该活性对其功能的发挥至关重要.目前仅报道在拟南芥中参与助细胞与花粉的识别和调控营养组织的细胞伸长,但参与这些生物学过程的作用机制似乎独立于已知的信号通路之外,可能有自身独特的信号传导机制.所以对这一类具特有结构基序的类受体激酶基因的功能研究,将有助于解析植物特有生物学过程的分子作用机制,特别是在植物有性生殖过程中,合理利用这些分子开展育种实践对未来农业生产具有潜在的应用价值.     

TRIM家族蛋白在病毒感染中作用的研究进展

三基序蛋白家族(tripartite motif,TRIM)是参与不同细胞功能的一大类具有E3泛素连接酶活性的蛋白质，在宿主抗病毒免疫应答中发挥着重要的作用。TRIM家族蛋白可通过提高宿主固有免疫应答或直接降解病毒蛋白发挥抗病毒活性；部分病毒有时也可利用TRIM家族蛋白调控细胞因子表达促进自身感染。本文综述了TRIM家族蛋白在病毒复制中的作用及相关机制的研究进展，为研究病毒感染机制提供参考。     

F-box蛋白家族的功能研究进展

F-box蛋白是一类含有F-box基序(motif),在泛素介导的蛋白质水解过程中具有底物识别特性的蛋白质家族.这类蛋白质在细胞时相转换、信号传导、发育等多种生理过程中都具有重要功能.     

植物RNA聚合酶Ⅳ调控DNA甲基化和发育的研究进展

DNA甲基化是一类稳定可遗传的表观遗传修饰,在调控基因表达、沉默转座子和维持基因组稳定性等方面发挥重要作用。植物中,DNA从头甲基化通过RNA指导的DNA甲基化(RNA-directedDNAmethylation,RdDM)途径建立。植物特有的DNA依赖的RNA聚合酶Ⅳ(DNA-dependent RNA polymerase Ⅳ, Pol Ⅳ)是RdDM途径核心蛋白,转录产生非编码RNA,通过RdDM途径引导从头建立DNA甲基化,进而调控植物基因表达和生长发育。Pol Ⅳ行使功能受多个蛋白调控：组蛋白阅读器SHH1 (SAWADEE homeodomain homolog 1)识别H3K9甲基化引导Pol Ⅳ到基因组特定位点;染色质重塑因子CLSY (CLASSY)蛋白家族协助Pol Ⅳ识别靶位点;RNA依赖的RNA聚合酶2 (RNA-dependent RNA polymerase 2, RDR2)将Pol Ⅳ转录产生的单链RNA转换成双链RNA。本文总结了Pol Ⅳ及其调控蛋白调控植物DNA甲基化和发育的研究进展,以期为DNA甲基化研究和农作物育种提供参考。     

番茄DEAD-box RNA解旋酶基因SlDEAH1的克隆及表达分析

DEAD-box RNA解旋酶是一种特殊的RNA分子伴侣,参与了RNA代谢,包括前体RNA剪接、核糖体合成、RNA降解以及基因表达,并对植物的发育和抗性等也具有重要作用。根据已报道的拟南芥DEAD-box蛋白,通过同源比对,在NCBI据库中筛选得到一个DEAD-box RNA解旋酶同源蛋白,命名为SlDEAH1,并根据其基因序列设计特异引物,应用RT-PCR方法从野生型番茄(Solanum lycopersicum)AC++中克隆得到了该基因的全长编码区序列。利用生物学网站、软件及实时荧光定量PCR方法,对其进行生物信息学、表达模式、胁迫及激素处理分析。结果表明:SlDEAH1包括2 073 bp的开放阅读框,编码690个氨基酸残基,其编码蛋白有9个保守结构基序,其所涉及到的ATP结合、ATP水解及RNA结合等功能对于解旋酶活性是至关重要的;表达模式分析表明SlDEAH1基因可能在野生型番茄萼片、叶片发育及果实成熟方面起到重要作用;高温、低温、脱水、伤害、盐胁迫不同程度的诱导了SlDEAH1的表达,但在根中该基因的表达受盐胁迫抑制;ABA、ACC、IAA、GA3、MeJA和ZT均不同程度诱导了SlDEAH1的表达,其中ABA诱导效应最为明显。这些结果为进一步研究SlDEAH1在番茄发育和胁迫响应中的功能奠定了基础。     

脆性X相关蛋白Ⅰ的研究进展

脆性X相关基因I(FXR1)发现于1995年,位于3号染色体3q28。其产物脆性X相关蛋白1(FXR1P)与脆性X智障蛋白1 (FMR1P)、脆性X相关蛋白2(FXR2P)形成一个RNA结合蛋白家族。目前认为这三种蛋白能输送mRNA分子并调控其翻译过程。FXR1的翻译产物(FXR1P)分子中存在两个KH结构域和一个RGG结构域,这两种结构域与FXR1P分子的RNA结合作用有关。FXR1P的表达具有较高的组织特意性,在横纹肌中表达最高。合适的动物模型对于一种蛋白的功能研究具有十分重要的意义,目前,FXR1敲除的各种动物模型如小鼠、斑马鱼、非洲爪蟾的近亲Xenopus tropicalis已经在不同的实验室建立。本文主要介绍了FXR1P的结构特点、功能及其实验动物模型。     

SRp38基因研究进展

SR蛋白在前体mRNA可变剪接调控中发挥重要作用。可变剪接调节因子SRp38作为一种新近发现的具有神经及生殖组织特异性的SR蛋白,有典型的SR蛋白结构特征并能够调控GluR-B、TRK-C以及NCAML1等基因的可变剪接,但与其他SR蛋白不一致的是,SRp38可以在一定条件下(有丝分裂M期,热休克)抑制前体mRNA剪接,从而防止错误剪接的出现。SRp38的RRM结构域可以识别特殊的RNA序列并跟U1snRNP结合,而其RS结构域则参与调控前体mRNA剪接。SRp38的磷酸化状态可以影响其调控功能的发挥,在有丝分裂M期及热休克时,该蛋白质均呈去磷酸化状态。SRp38在爪蟾胚胎神经发育过程中发挥作用并且可以同TLS(translocation liposarcoma)蛋白相互作用,提示其可能通过调节前体mRNA可变剪接在神经系统的发育分化以及在肿瘤的发生中扮演角色。     

斜纹夜蛾ppie基因的克隆及表达载体构建

肽基脯氨酰基顺反异构酶E (Peptidyl-prolyl cis-trans isomerase E, PPIE)是亲环蛋白家族的成员之一,具有肽基脯氨酰基顺反异构酶(Peptidyl-prolyl cis-trans isomerase, PPIase)活性,能与亲环蛋白抑制剂CsA特异性结合。PPIE具有两个结构域:N-端的RNA识别域(RNA Recognition Motif, RRM)和C-端的PPIase活性域。PPIE和其他亲环蛋白一样,具有蛋白质折叠功能。研究表明,哺乳动物细胞中的PPIE能抑制流感病毒复制,能与MLL PHD3相互结合。但昆虫细胞中PPIE的功能研究较少。本文以斜纹夜蛾Spodoptera litura为研究对象,克隆得到ppie基因,通过生物信息学分析发现,斜纹夜蛾ppie基因ORF全长876 bp,共编码291个氨基酸,具有亲环蛋白家族标签:YQGSlFHRIIPDFMCQGG。构建了真核表达载体pIZT/V5-His-ppie,结果证明,构建的真核表达载体能在昆虫细胞中表达,融合蛋白大小为36 kDa左右,与预测大小一致。还通过免疫荧光实验确定,PPIE定位于细胞核中,与前人研究报道一致。本文研究内容将为进一步研究斜纹夜蛾PPIE功能奠定基础。     

RNA结合基序蛋白3的生物学功能

RNA结合基序蛋白3(RNA binding motif protein 3,RBM3)是在哺乳动物细胞中发现的重要冷应激蛋白,伴随冷应激过程其表达量上调。研究发现RBM3与冷诱导RNA结合蛋白(cold inducible RNA binding protein,CIRP)在核酸结构和氨基酸结构上高度保守,具有较高的同源性,且发挥作用的方式也有很多相似之处。RBM3不仅具有介导冷诱导下细胞抗凋亡的保护作用,还能参与人和动物的缺氧应激、缺血应激、紫外照射应激、细胞增殖、骨骼肌调节、生殖发育,疾病的治疗等多种生理过程,而且它还能够作为原癌基因以及参与小RNA(microRNA,简称miRNA)生物学过程的调控作用。因此,深入开展RBM3功能性研究和应用性研究具有重要的基础研究价值和临床研究意义。     

血管生成素样蛋白1的研究进展

血管生成素样蛋白1(ANGPTL1)是血管生成素样蛋白(angiopoietin like protein)家族的成员。ANGPTL家族目前已发现八个成员,ANGPTL与血管生成素的结构相似,共享两个基本结构基序。但是ANGPTL1不能与血管紧张素家族的受体(Tie1和Tie2)结合,所以不属于血管紧张素。尽管已发现ANGPTL1影响内皮细胞生长或凋亡,但ANGPTL1的特异性功能和潜在机制大多尚未确定。目前已知研究表明,ANGPTL1不仅靶向血管内皮细胞,还影响肿瘤的行为。ANGPTL1可能作为抑制癌转移的新靶点而受到关注,本文对ANGPTL1的结构特性及其已知的生物学作用作一总结,以期对ANGPTL1体内的功能有更全面和深入的理解。