分枝杆菌RpsI序列差异对核糖体结构与功能的影响

核糖体结构存在动态调控,其变化与细菌发育、环境适应等过程密切相关。使用NCBI BLAST比对结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)核糖体蛋白RpsI、RpmI和RpmJ与耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis)相应蛋白的氨基酸序列,发现RpsI N端氨基酸序列存在较大差异。为了探究该N端序列差异对核糖体结构与功能的影响,将表达有结核分枝杆菌rpsI基因(rpsI_Rv)的质粒整合至耻垢分枝杆菌基因组中,并利用同源重组的方法敲除耻垢分枝杆菌rpsI基因,以此构建重组菌株。聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)结果表明该重组菌株构建成功。十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)显示0.5 mmol/L异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)于16 ℃可诱导表达RpsI_Rv。用纯化的RpsI_Rv制备特异性多克隆抗体,其效价为 1 600 000。反转录PCR 和蛋白质印迹法(Western blot)显示rpsI_Rv在重组菌株中成功表达。测定重组菌株与空载对照菌株在不同温度下的生长曲线,该重组菌株在不同温度下的生长速率未发生改变。采用通用液体倍比稀释法测定作用于核糖体不同位点的5种抗生素最小抑菌浓度(MIC₉₀),重组菌株对阿米卡星(作用于核糖体小亚基A位点的抗生素)的敏感性升高,提示分枝杆菌RpsI序列差异导致核糖体小亚基A位点附近的结构发生改变,这为分枝杆菌核糖体结构与功能的机制研究提供了数据。     

肽基载体蛋白结构功能的研究进展

肽基载体蛋白(peptidyl carrier protein,PCP)是非核糖体肽合成酶(non-ribosomal peptide synthetase,NRPS)的核心结构域。根据NRPS的装配机制,每个模块都至少包含一个PCP,PCP对于非核糖体肽合成中氨基酸残基及多肽在不同催化结构域中的传递起着重要作用,并为氨基酸残基和多肽向模块内其他修饰酶的转移提供一个平台。本文主要对PCP的结构功能、与其他催化结构域的相互作用及重组模块活性降低的问题等方面进行了综述,期望为重组NRPS模块的构建提供理论依据。     

滨藜（Atriplex patens）核糖体失活蛋白基因的克隆和分析

为开发利用新疆野生植物滨藜,采用反转录-多聚酶链式反应(RT-PCR),从滨藜（Atriplex patens）叶中克隆核糖体失活蛋白（ribosome inactivating proteins ,RIPs）基因的完整读码框ORF片段.序列分析表明,该片段大小为843 bp,编码1 条长280个氨基酸肽链, 其中N 端的26个氨基酸是信号肽.滨藜核糖体失活蛋白（ApRIP）属Ⅰ型核糖体失活蛋白.同源性比较分析显示,滨藜RIP与藜科植物藜的核糖体失活蛋白,天花粉蛋白（TCS）和美洲商陆蛋白（PAP）基因序列的同源性分别为82%,41%和55%.氨基酸序列比对和SWISS-MODEL同源模建分析表明,滨藜RIP的3′端氨基酸肽链具有与其它RIP相同的活性中心位点"EAARXKXI".     

黑木耳核糖体失活蛋白的质谱分析

目的：对悬浮培养黑木耳菌丝体中分离纯化得到的核糖体失活蛋白进行质谱分析,测定其肽的指纹图谱。为用5′-RACE与3′-RACE方法,克隆和表达核糖体失活蛋白的基因,设计5′和3′末端的PCR引物。方法：使用HPLC和MALDI-TOF-MS（基质辅助激光解吸附电离飞行时间质谱）分析方法。结果：测定出肽的指纹图谱及三个随机肽段的氨基酸序列。结论：可根据所测肽段氨基酸序列设计5’-和3’-RACE的引物。     

基于单体氨基酸氮同位素的鄱阳湖水生生态系统食物网结构

过去的数十年内,利用单体化合物(尤其是氨基酸)氮同位素分析技术追踪氮的来源、转化和归宿,已经成为生态学和生物地球化学研究中的重要手段.在氨基酸代谢过程中,以苯丙氨酸为代表的"源"氨基酸分馏极小(0.5‰),而以谷氨酸为代表的"营养"氨基酸极度偏正(+6‰～+8‰),因此比较不同氨基酸氮同位素差异可以用来高精度定量生物营养级位置.本研究应用成熟可靠的氨基酸氮同位素测定方法,解析了鄱阳湖水生生态系统中主要生物的营养级位置,结合不同食物来源的相对贡献,建立了从初级生产者到顶级捕食者的水生生物网营养结构图.作为一种前沿的手段,单体氨基酸氮同位素方法建立在氨基酸代谢的生物化学理论基础上,因此能够可靠地确定生物体营养级位置.     

终止密码的多种解读方式——延伸还是终止?

在大多数生物体中,核遗传密码是通用的。真核生物核基因组中已发现的非标准遗传密码的使用非常少。大多数非标准遗传密码通常是将1种或者2种终止密码子重新分配为有义密码子,至少保留1种密码子作为翻译终止信号。然而,近期有研究发现,在2种纤毛虫中,所有3种终止密码子既可编码氨基酸,又可作为翻译终止信号;此外,基于转录组的分析表明,在游仆虫的读码框内终止密码子处存在广泛的编程性核糖体移码现象。这些发现提示,终止密码子具有多种解读方式,其翻译终止过程可能依赖某些未知的调控元件。本文基于近期发现的纤毛虫中终止密码子模糊使用的现象,重点讨论了这些生物区分有义"终止"密码子和真正终止密码子的分子机制。对于这些生物体中终止密码子使用的特殊性及翻译终止的研究,将有助于深入理解真核生物中的翻译终止及基因表达调控的分子机制。     

细菌核糖体的拯救机制

蛋白质翻译过程中,很多因素可能导致核糖体在mRNA上熄火,这对细胞的危害很大,因为这不仅占用了核糖体、氨基酸和tRNA,而且还可能产生有害的蛋白质.细菌进化出了多种核糖体拯救机制,释放熄火的核糖体,清除异常的mRNA,以规避毒害,如：① tmRNA·SmpB介导的拯救机制,又称为反式翻译介导的拯救机制|② ArfA(YhdL)介导的拯救机制|③ YaeJ(ArfB)介导的拯救机制.这些机制对于细菌的生理和繁殖都非常重要,但却在真核生物进化过程中消失了,使这些机制有可能成为抗菌药物靶点.本文主要就细菌核糖体的拯救机制做一概述,并对这些机制的应用前景进行了展望.     

酵母的分子生物学鉴定

酵母种类繁多,与人类的关系极其密切,但目前由于研究方法的不同,对于酵母的分类还存在着不同的分类体系。而准确快速的对酵母进行鉴定,既可以有效防止食品腐化变质,又可以增加经济效益,同时也为酵母的分类鉴定奠定一定的理论基础。对常用的核糖体DNA鉴定法、DNA指纹图谱鉴定、脉冲场电泳鉴定、实时PCR和基因芯片等分子生物学鉴定方法在酵母鉴定工作中的研究情况进行了比较。     

活性氧在抗癌策略中的研究进展

对肿瘤发展和抗癌策略而言,氧化压力的调控起着关键作用。许多与肿瘤发生相关的信号通路可以通过直接或者间接的机制来调控活性氧(ROS)。通常情况下,高水平的活性氧对细胞是有害的,而癌细胞的氧化还原态不同于正常细胞,且由于癌细胞的代谢和信号通路出现了畸变,因此癌细胞往往呈现高水平的活性氧。研究发现,高水平的活性氧在不同情况下对肿瘤发生可能起促进作用,同时也可能起到抑制肿瘤的作用。研究者可以利用这些看起来"矛盾"的效应来制定一些抗癌策略。     

甜菜夜蛾三个60S核糖体蛋白基因的获得与序列分析

核糖体是生物细胞内的蛋白质合成场所,核糖体蛋白除了参与组装核糖体的大小亚基之外,在生物体内还行使其它功能。本研究以甜菜夜蛾Spodoptera exigua幼虫整体的cDNA为模板,扩增得到了甜菜夜蛾60S核糖体蛋白L6、L7和L10的cDNA序列SeRPL6、SeRPL7和SeRPL10。SeRPL6、SeRPL7和SeRPL10的开放读码框分别为819bp、807bp和660bp,分别编码272、268和219个氨基酸。其中SeRPL7中包含一段由27个氨基酸构成的信号肽序列,SeRPL10中有一个预测的抗生素结合位点。通过NJ进化树构建及与其它昆虫相应的核糖体蛋白比较,发现这三个基因都具有高度的保守性,SeRPL7和SeRPL10氨基酸序列与许多昆虫相应蛋白的同源性都超过了70％。     

利用基因组学和MALDI-TOF MS技术鉴定放线菌纲细菌的核糖体蛋白质标志物

【目的】基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)法基于微生物的特征蛋白指纹图谱鉴定菌种,本研究利用基因组学和MALDI-TOFMS技术鉴定放线菌纲细菌的核糖体蛋白质标志物。【方法】从MALDI-TOF MS图谱数据库选取放线菌纲代表菌种,在基因组数据库检索目标菌种,获取目标菌株或其参比菌株的核糖体蛋白质序列,计算获得分子质量理论值,用于注释目标菌株MALDI-TOFMS指纹图谱中的核糖体蛋白质信号。【结果】从8目,24科,53属,114种,142株放线菌的MALDI-TOFMS图谱中总共注释出31种核糖体蛋白质。各菌株的指纹图谱中核糖体蛋白质信号数量差异显著。各种核糖体蛋白质信号的注释次数差异显著。总共15种核糖体蛋白质在超过半数图谱中得到注释,注释次数最高的是核糖体大亚基蛋白质L36。【结论】本研究找到了放线菌纲细菌MALDI-TOF MS图谱中常见的15种核糖体蛋白质信号,可为通过识别核糖体蛋白质的质谱特征峰鉴定放线菌的方法建立提供依据。     

眼镜王蛇泛素融合蛋白基因和核糖体蛋白L30基因的克隆及分析

从广西产眼镜王蛇（Ophiophagus hannah）毒腺中抽提总RNA,经mRNA纯化后构建眼镜王蛇毒腺cDNA文库。从所构建的cDNA文库中,随机筛选200个克隆测序,得到两个在进化上高度保守的基因：泛素融合蛋白基因（GenBank登录号为AF297036）和核糖体蛋白L30基因（GenBank登录号是AF297033）。前者cDNA的开放阅读框为387bp,后者为348bp。前者编码128个氨基酸残基组成的泛素融合蛋白前体;后者编码115个氨基酸残基组成的核糖体蛋白L30前体。由cDNA序列推导出的氨基酸序列分析表明,泛素融合蛋白前体包括N-末端的泛素结构域（76个氨基酸残基）和C-末端的核糖体蛋白L40结构域（52个氨基酸残基）。该蛋白为一高碱性蛋白,C末端含有一个“锌指”模式结构。与16个物种比较的结果表明,眼镜王蛇与脊椎动物的泛素融合蛋白氨基酸序列相似度较高,具有高度的保守性。     

合成生物学中的正交遗传系统

并行、独立的正交系统是合成生物学的重要研究基础之一,这个系统与自然界的生物系统及其组成交叉很少或没有交叉。它的组成包括非天然碱基对、移位密码子、非天然氨基酸、正交的氨酰tRNA合成酶、RNA聚合酶和启动子、正交核糖体等。这些正交系统的组成部分可以一起组成系统发挥作用,也可以各自单独在生物体系中应用,它们给生物带来新的特性,也为研究人员提供了新的生物学研究方法。     

枯草杆菌核糖体基因突变体的翻译产物分析

运用放射性同位素氨基酸,对枯草杆菌核糖体蛋白质基因突变株作体内蛋白质合成脉冲标记,随后用等电点聚焦-SDS聚丙烯酰胺双向凝胶电泳以及荧光自显影等技术,分析和比较了野生型和突变株的翻译产物。发现各菌株的电泳图谱有不同程度的差别,某些蛋白质种类增加,某些种类减少,另外有某些蛋白质的相对浓度有所增减。同是核糖体蛋白质S4突变株,在相同时间脉冲标记的电泳图谱也有不同程度的差别。以上结果反映了核糖体蛋白质基因突变对体内蛋白质合成的影响。     

非核糖体肽合成酶(NRPSs)作用机理与应用的研究进展

许多微生物能利用非核糖体肽合成酶(NRPSs)合成结构复杂、种类繁多的的生物活性肽。非核糖体肽因其独特的理化特性和药理学特性已被广泛关注,极具商业开发潜力。NRPSs由多个模块组成,模块的不同空间排列顺序决定其多肽产物的氨基酸序列特异性。NRPSs以多载体巯基化模板机理进行多肽合成,其底物特异性由腺苷酰化结构域和缩合结构域共同实现。目前,人们已经利用天然的NRPSs、某些特定结构域、将已知NRPSs的模块或特定结构域进行组合甚至杂合组合而构建成的新的NRPSs来合成目的多肽。     

核糖体展示研究进展

核糖体展示是一种无细胞系统,可以从文库中筛选蛋白质和多肽。翻译的蛋白质及其mRNA同时结合在核糖体上形成mRNA-核糖体-蛋白质三聚体,通过配体亲和分离得到功能性蛋白及其编码的mRNA,转换成对应的DNA后进行相关蛋白的表达,可用于抗体及蛋白质文库选择、蛋白质体外改造等,而且其可以展示较大的文库而不受细菌转化的限制,可对毒蛋白、蛋白酶敏感和不稳定的蛋白质进行筛选,也可在特定位点进行氨基酸修饰。就核糖体展示技术的研究进展及其在蛋白质进化和筛选方面的应用进行综述。     

基于古菌酪氨酰tRNA合成酶非天然氨基酸插入的研究进展

构筑蛋白质的编码信息存在于高度保守的密码子表中,而生物体仅利用20种天然氨基酸,就能排列组合出不同的蛋白质来行使多种生物学功能。通过合成生物学的飞速发展,使得在蛋白质合成中可控地引入非天然氨基酸成为可能。这极大地拓展了蛋白质的结构和功能,并为生物学工具的开发和生物生理过程的研究提供了便利。具有活性基团的非天然氨基酸可以广泛地应用于蛋白质结构研究、蛋白质功能调控以及新型生物材料构建和医药研发等诸多领域。基因密码子拓展技术利用正交翻译系统,通过重新分配密码子改造中心法则,可以在蛋白质的指定位点引入非天然氨基酸。系统地介绍了目前提升密码子拓展技术插入非天然氨基酸效率的方法,包括tRNA以及氨酰tRNA合成酶的各种突变方法和翻译辅助因子的改造。汇总了利用古细菌酪氨酰tRNA合成酶插入的非天然氨基酸和突变位点并总结了密码子拓展技术在生物医药领域的前沿进展。最后讨论了该项技术目前所面临的挑战,如可利用的密码子数量不多、正交翻译系统的种类有限和非天然氨基酸多插效率低下。希望能够帮助研究者建立适合的非天然氨基酸插入方法并推动密码子拓展技术进一步发展。     

海鲈核糖体蛋白L8cDNA的克隆与进化分析

本文构建了海鲈(Lateolabrax japonicus)头肾全长eDNA文库.PCR方法扩增得到海鲈的核糖体蛋白L8基因,全长848bp,编码257个氨基酸,含有L2及L2-C两个保守区.进化分析结果表明,以L8为参照的进化鉴定结果同经典的分子生物学标准18s鉴定结果十分相似,因此核糖体蛋白L8基因L8可以作为鉴定物种进化程度的新标准.     

核糖体基因表达的调节

核糖体是细胞制造蛋白质的场所。我们不难概括这些微小颗粒的功能,一方面它接受遗传指令,结合mRNA分子处理信息,另一方面它把氨基酸连接成链,合成一个蛋白质分子。有关核糖体的现代知识,主要来自于对E.coli核糖体的详细研究。近年来发现了某些意想不到的核糖体遗传学问题,进一步了解了调节核糖体合成的复杂性。本文着力叙述新近进展,早期工作请详见有关评论。 原核细胞核糖体由3种RNA和50多种蛋白质装配而成。当细菌生长在丰富培养基里时,细胞将以较     

同义密码子使用模式对多肽链共翻译折叠的影响研究进展

同义密码子使用模式作为核苷酸与氨基酸的纽带,其多样性介导了核糖体扫描速率,同时扩充了基因的遗传信息存储量。随着新型技术的应用,发现特异性密码子和密码子结合力可调节核糖体扫描速率并影响蛋白质构象。同义密码子使用模式通过多种方式在不同环节影响着核糖体扫描速率,同时还影响着自身mRNA的稳定性。本文简述了密码子使用模式如何在核糖体扫描翻译mRNA的过程中实现对多肽链翻译延伸的调控,为今后生物工程学领域如何优化蛋白高效表达提供可参考的思路与理念。