植物iPGAM的研究进展

辅因子非依赖型磷酸甘油酸变位酶(Cofactor-independent phosphoglycerate mutase,iPGAM)是在真菌和高等植物中发现的金属酶,是糖酵解和糖异生过程中的一个关键酶。随着原核生物、无脊椎动物等物种中iPGAM基因被克隆、蛋白晶体结构的解析及其生物学功能的陆续报道,近些年,植物iPGAM的功能开始受到关注。阐述了植物iPGAM蛋白的结构特点及作用机制,着重对已报道的拟南芥、水稻和玉米中iPGAMs的系统进化关系以及生物学功能进行了概述。     

酵母ENO2上游激活顺序对酵母 LEU2表达的影响

本文将酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中编码烯醇化酶的基因之—ENO2的上游墩活顺序嵌入穿梭质粒YEpl3上酵母LEU2基因上游—405Hpa I的酶切部位。LEU2为编码β-异丙基苹果酸脱氢酶基因。从而研究了酵母ENO2的上游激活顺序对酵母LEU2表达的影响。实验结果表明ENO2上游激活顺序不论正向或反向嵌八都激活LEU2的表达达四倍左右。有亮氨酸存在的条件下,LEU2的表达受到抑制。ENO2上游激活顺序在对LEU2表达的激活上并不受葡萄糖的诱导。提出了用ENO2上游激活顺序组建高表达系统的可能性。     

拟南芥转录激活因子AtWRI1研究进展

油脂具有较高的经济价值,研究植物油脂合成的调控过程具有重要意义。转录激活因子WRI1在油脂合成调控中起关键作用。综述了At WRI1的发现及其结构特征、表达模式、功能和调控机制。At WRI属于AP2/EREPB家族中的AP2亚族,具有7个外显子,在植物各器官的不同发育时期均有表达,但在种子的油脂合成时期表达量最高。它与相应的顺式作用元件结合,能够转录激活糖酵解和脂肪酸合成相关基因的表达,从而促进油脂的合成。At WRI1是At LEC1和At LEC2的下游基因;在CRL3-BPM复合体介导下,At WRI1通过泛素-26S蛋白酶体途径降解。     

HCMV感染单核细胞对细胞能量代谢的影响

该文旨在探讨人巨细胞病毒(human cytomegalovirus,HCMV)感染人单核白血病细胞(THP-1)后对其能量代谢的影响。采用流式细胞仪、海马生物能量测定仪分别检测HCMV感染THP-1后细胞的存活率、有氧呼吸率(oxygen consumption rate,OCR)和细胞外酸化率(extracellular acidification rate,ECAR);Western blot检测线粒体动力学相关蛋白;采用RNA-seq和质谱技术检测细胞代谢相关基因及蛋白表达水平。结果显示,HCMV感染24 h、48 h及72 h后,线粒体氧化磷酸化水平上升,糖酵解水平下降(P0.05);感染组线粒体融合相关蛋白MFN1、OPA1及OMA1表达量较对照组升高(P0.05);感染组ATP8A1、ATP6AP1L及ATP6V1C2等氧化磷酸化相关基因表达显著上调(P0.001),LDHA、ENO3及ENO1等糖酵解相关基因表达显著下调(P0.001);感染组ATP6V1A、ATP5O及PGP等细胞代谢相关蛋白表达显著上调(P0.01)。研究表明,HCMV感染THP-1细胞可能通过诱导线粒体融合及调控细胞能量代谢相关基因和蛋白的表达,促进细胞氧化磷酸化并抑制糖酵解水平。     

芪类化合物及其合成酶的研究进展

芪类化合物,是一种抗菌的植物抗毒素,因其具有抑菌、抗氧化、抗肿瘤等多种生物活性,越来越受到人们的重视。近年来与合成芪类化合物直接相关的芪合酶功能基因也相继在不同植物中被发现,以芪合酶为基础的转基因研究范围也不断扩大。对芪类化合物的生物合成途径、生物活性,芪合酶的结构、功能,以及芪合酶基因和转芪合酶基因的最新研究进展情况进行综述,以期为进一步的研究该类成分及获取相关功能基因而提供科学依据。     

6-磷酸果糖激酶-2/果糖双磷酸酶-2是一种重要的代谢信号酶

6-磷酸果糖激酶-2/果糖双磷酸酶-2(PFK-2/FBPase-2)是糖代谢的一种重要的信号酶。此酶是一种双功能酶,在酶蛋白中具有两个独立的催化中心。PFK-2/FBPase-2通过影响2,6-双磷酸果糖水平实现对糖酵解通路的调节。该文主要介绍PFK-2/FBPase-2的基因结构特点、同工酶,以及在肿瘤中的表达、调控等。     

类泛素蛋白FAT10对人肾上皮细胞α-烯醇酶共价修饰的初步研究

目的:构建带Flag标签的α-烯醇酶(ENO1)基因以及带Myc标签的人白细胞抗原F相关转录物10(FAT10)基因的真核表达质粒载体,鉴定ENO1和FAT10在人肾上皮细胞株HEK293中的表达,检测类泛素蛋白FAT10是否共价修饰ENO1。方法:以人宫颈癌细胞系He La的c DNA为模板进行PCR,得到eno1目的片段,与分别经EcoRⅤ和SalⅠ酶切的pFlag-CMV载体连接得到重组质粒pFlag-CMV-eno1并进行鉴定测序;以人脑组织c DNA文库为模板进行PCR,得到fat10目的片段,与分别经Eco RⅠ和XhoⅠ酶切的p CMV-Myc载体连接得到重组质粒p CMV-Myc-fat10并进行鉴定并测序。将重组质粒用脂质体法转染HEK293细胞,用Western印迹检测ENO1和FAT10蛋白的表达。将重组质粒共转染HEK293细胞,用免疫共沉淀检测FAT10对ENO1的修饰情况。结果:重组克隆载体内的eno1和fat10序列与Gen Bank报告的序列完全一致;转染HEK293细胞后,ENO1和FAT10蛋白过表达;FAT10能够共价修饰ENO1。结论:类泛素蛋白FAT10共价修饰ENO1,为肿瘤的发生、发展及迁移的研究提供了新的研究思路。     

油菜烯醇酶基因的克隆与分析

烯醇酶(enolase)是糖酵解途径中的一个重要酶类,它能够催化磷酸甘油酸酯(2-PGA)生成磷酸烯醇丙酮酸酯(PEP).我们通过RACE-PCR方法从油菜(Brassica napus L.)中克隆到了编码烯醇酶的全长基因.序列分析表明该基因全长cDNA为1 624bp,拥有一个由444个氨基酸组成的开放读码框,所编码的蛋白质分子量为47.38 kD,等电点为5.78.比较发现,油菜烯醇酶与已分离出的其他烯醇酶氨基酸序列有较高的同源性.Southern杂交结果显示烯醇酶以低拷贝形式在油菜基因组中存在.RT-PCR和Northern分析表明烯醇酶基因在100 mmol/L盐浓度胁迫条件下表达量上升,而在低温诱导时表达量下降.该研究表明所克隆基因是植物烯醇酶基因家族的新成员.     

动物细胞凋亡相关基因在植物中的同源笥研究进展

细胞凋亡是由基因调节的主动过程。对动物细胞凋亡相关基因在植物中的同源性的研究发现,dad—1基因的结构和功能在动物和植物中均具有保守性。动物中的其他细胞凋亡相关基因,如ras、myc、Rb、p53、bcl-2 等基因,在植物中均有其同源序列,有的在植物中找到了功能相似的基因。细胞凋亡的调控机制在生物进化过程中,不但具有一定程度的保守性,而且在调控机制上具有多样性。     

动物细胞凋亡相关基因在植物中的同源性研究进展

细胞凋亡是由基因调节的主动过程.对动物细胞凋亡相关基因在植物中的同源性的研究发现,dad-1基因的结构和功能在动物和植物中均具有保守性.动物中的其他细胞凋亡相关基因,如ras、myc、Rb、p53、bcl-2 等基因,在植物中均有其同源序列,有的在植物中找到了功能相似的基因.细胞凋亡的调控机制在生物进化过程中,不但具有一定程度的保守性,而且在调控机制上具有多样性.     

植物3-磷酸甘油醛脱氢酶的多维本质

3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)作为一种糖酵解蛋白在糖酵解的能量产生中发挥着重要作用。它通常作为一种模式蛋白用于蛋白和酶的分析,也可以用作研究基因表达量的内在对照。然而,最近的相关研究表明,真核及原核生物的3-磷酸甘油醛脱氢酶实际上存在着一种多维本质,研究证明它在DNA修复、细胞凋亡、核RNA输出、及其在细胞周期中都发挥着重要的作用。尽管该酶在植物中的研究不如在哺乳动物中的深入,但研究已经陆续证明,3-磷酸甘油醛脱氢酶在植物中同样具有许多未被发现的功能,目前已经报道该酶在厌氧、热激、伤害以及能量供应中可能发挥着重要作用。本文旨在就国内外对于该酶在植物中的研究作一总结论述,以期推进科学界对它的更深入认识和研究。     

油菜烯醇酶基因的克隆与分析(英文)

烯醇酶(enolase)是糖酵解途径中的一个重要酶类,它能够催化磷酸甘油酸酯(2-PGA)生成磷酸烯醇丙酮酸酯(PEP)。我们通过RACE-PCR方法从油菜(Brassica napus L. )中克隆到了编码烯醇酶的全长基因。序列分析表明该基因全长cDNA为1624bp,拥有一个由444个氨基酸组成的开放读码框,所编码的蛋白质分子量为47.38kD,等电点为5.78。比较发现,油菜烯醇酶与已分离出的其他烯醇酶氨基酸序列有较高的同源性。Southern杂交结果显示烯醇酶以低拷贝形式在油菜基因组中存在。RT-PCR和Northern分析表明烯醇酶基因在100mmol/L盐浓度胁迫条件下表达量上升,而在低温诱导时表达量下降。该研究表明所克隆基因是植物烯醇酶基因家族的新成员。     

siRNA沉默Myh3基因抑制C2C12细胞糖酵解

肌球蛋白重链3(myosin heavy chain 3,Myh3)基因为肌肉细胞分化的标志基因,调节肌肉细胞能量的利用,但其是否会影响肌肉细胞不同状态下的糖酵解过程尚鲜有报道。本文以成肌和成脂分化不同阶段的小鼠C2C12细胞为模型,利用qRT-PCR方法研究Myh3与糖酵解相关基因Pkm(M-type pyruvate kinse)、Prkag3(protein kinase adenosine monophosphate-activated γ3-subunit)和Gsk3β(glycogen synthase kinase-3β)的表达模式。发现在C2C12细胞成肌分化过程中,Myh3与糖酵解基因Prkag3和Pkm的相对表达趋势基本一致,都呈现相对表达水平先上升,分化第2 d达到峰值,之后下降的趋势;糖原合酶抑制基因Gsk3β的表达趋势相对平稳。而在C2C12细胞成脂分化过程中,Myh3依然与糖酵解基因Prkag3和Pkm的相对表达趋势基本一致,相对表达量逐渐上升,在分化第8 d达到最高值;糖原合酶抑制基因Gsk3β的表达保持稳定状态。在C2C12细胞成肌分化状态下,qRT-PCR和Western 印迹检测干扰Myh3对细胞糖酵解相关基因Pkm、Prkag3和Gsk3β mRNA和蛋白质表达的影响。结果显示,干扰Myh3后,糖酵解基因Pkm和Prkag3的mRNA表达量极显著降低(P<0.01),糖原合酶抑制基因Gsk3β的mRNA表达无明显变化(P>0.05);Myh3干扰组中Myh3和Pkm的蛋白质水平显著低于空白组和NC组细胞。在C2C12细胞成脂分化状态下,干扰Myh3,糖原合酶抑制基因Gsk3β和糖酵解基因Prkag3的mRNA表达量极显著升高(P<0.01),糖酵解基因Pkm的mRNA表达下降;Myh3干扰组中Myh3和Pkm的蛋白质水平也低于空白组和NC组细胞。综合以上研究,C2C12细胞成肌和成脂状态下糖酵解水平存在明显差异,Myh3与酵解基因的表达模式相似,进一步研究发现,干扰Myh3可以抑制C2C12细胞成肌状态下的糖酵解,不影响糖原合成。与成肌状态不同,在C2C12细胞成脂状态下干扰Myh3,抑制了糖原合成和糖酵解。     

3-磷酸甘油醛脱氢酶的分子遗传

3-磷酸甘油醛脱氢酶(D-glyceraldehyde-3-pho-sphate dehydrogenase,GAPDH)是糖酵解、糖异生及光合作用碳固定循环过程中的关键酶,充当蛋白质结构与功能研究的重要材料,其基因也越来越多地应用于分子遗传学的研究领域中。由于糖酵解和光合作用是细胞古老的能量代谢形式,GAPDH的基因也在进化的早期出现。在漫长的     

植物维生素E合成及其生物技术改良

维生素E是一种抗氧化剂 ,对植物、动物和人类自身都具有十分重要的作用 ,而植物则是人类维生素E的主要来源 ,因此克隆植物中维生素E合成的相关酶基因 ,对维生素E含量进行改良 ,具有重要意义。对植物中维生素E的合成途径 ,相关酶基因的克隆以及用生物技术的方法对维生素E含量进行遗传改良进行了综述。     

核糖体蛋白SA介导猪链球菌2型毒力因子烯醇化酶损伤宿主细胞线粒体

【背景】正常生理状况下核糖体蛋白SA (ribosomal protein SA, RPSA)主要在细胞内表达,参与多种细胞功能。在发生感染性疾病时,RPSA往往会异位于胞膜,介导微生物的感染。【目的】全面揭示RPSA在猪链球菌2型(Streptococcus suis serotype 2, SS2)感染宿主过程中的作用。【方法】首先利用本课题组已有的脑脊液和血清蛋白组学数据库(SS2脑膜炎感染模型的仔猪和健康仔猪),借助生物信息学手段分别筛选脑脊液和血清中的差异表达蛋白(differentially expressed proteins, DEPs),并对其涉及的信号通路进行分析。通过体外烯醇化酶(enolase, ENO)刺激宿主细胞,检测宿主细胞线粒体膜电位、钙离子含量和活性氧(reactive oxygen species, ROS)等指标变化,揭示RPSA介导SS2-ENO对宿主细胞主要能量细胞器——线粒体功能的影响。【结果】生物信息学揭示SS2感染宿主后,RPSA和相关蛋白显著富集在代谢和糖酵解/糖异生等能量有关通路。SS2-ENO刺激导致宿主细胞线粒体膜电位下降、钙离子和ROS水平升高。封闭RPSA后缓解了ENO对线粒体膜电位、细胞活性氧和细胞内钙离子含量的影响。【结论】RPSA介导SS2毒力因子ENO损伤宿主细胞线粒体功能。本研究丰富了SS2感染时RPSA的作用机制,为SS2脑膜炎疾病的防治提供了理论基础。     

植物耐盐基因工程研究进展

盐害是影响植物生长和作物产量的主要因素之一。用于提高植物耐盐性的基因工程方法很多,最常见的就是在植物中过量表达抗盐相关的功能基因,包括植物信号传导蛋白基因、植物离子通道蛋白基因和合成小分子渗透剂的酶基因等。归纳了近年来植物耐盐基因工程的研究进展,并展望了植物耐盐基因工程的研究前景。     

一种新型几丁质酶基因LcChi2在转基因水稻中的功能分析

LcChi2是从羊草中克隆获得的一种新型几丁质酶基因,生物信息学分析表明该基因表达一个Ⅱ类几丁质酶,属于19家族。在双子叶模式植物烟草中过表达该基因表现为抗真菌病害的生物学功能提高,然而在单子叶植物中是否具有抗病功能至今未知。以吉林省主栽水稻品种吉粳88为供试材料,构建了含LcChi2基因和除草剂筛选标记Bar基因的双价植物表达载体,利用农杆菌介导的遗传转化方法成功获得LcChi2和Bar基因过表达的转基因水稻。T_1代转基因水稻的PCR、RT-PCR和几丁质酶活性检测结果表明LcChi2基因已成功整合到水稻基因组中,并且表达产物表现出较高的外源几丁质酶活性;稻瘟病活体接种实验结果证明该基因显著提高了水稻的抗病性;抗除草剂鉴定结果表明获得的转基因水稻新材料同时具有除草剂抗性。研究结果证明LcChi2基因可有效提高单子叶植物的抗病性,该基因在利用现代生物技术开展抗病作物遗传改良方面具有重要的应用价值。     

植物芪类合成途径相关酶、基因和调控机制研究进展

植物芪类化合物,是一类具有抗菌植保作用的次生代谢产物,因具有抑菌、抗氧化、抗肿瘤等多种生物活性而越来越受到重视。本文对植物芪类生物合成途径中涉及到的相关酶、基因和代谢调控机制的研究现状和应用系统生物学研究芪类生物合成途径的相关酶、基因的方法进行综述,并讨论了芪类生物合成相关酶、基因研究的重要意义和应用,以期为调节芪类产量、满足药用保健需求及植物防御、作物品质改良提供帮助。     

高等植物叶绿素生物合成的研究进展

叶绿素是植物叶绿体内参与光合作用的重要色素,其功能是捕获光能并驱动电子转移到反应中心.整个叶绿素生物合成过程(L-谷氨酰-tRNA→叶绿素a→叶绿素b)需要15步反应,涉及15种酶,迄今在模式植物拟南芥中已分离到27个编码这些酶的基因,完成了以拟南芥为代表的被子植物叶绿素生物合成全部基因的克隆.本文主要对近年来国内外有关植物叶绿素的生物合成过程及相关酶基因的克隆、生物合成途径中2个关键步骤(σ-氨基酮戊酸(ALA)合成和Mg离子插入原卟啉Ⅸ的调节)、影响叶绿素生物合成的主要因素(光、温度、营养元素等),以及叶绿素生物合成相关酶的其他生物学功能等的研究进展进行综述.