细菌RNA聚合酶亚单位研究进展

细菌的转录过程是一个由多种分子共同调控的复杂过程,其中RNA聚合酶(RNA polymerase,RNAP)是催化转录合成RNA的重要酶.作为RNAP中一个独立的亚单位,σ因子(sigma factor)在转录起始过程中起着至关重要的作用.最近的研究表明σ因子参与了转录起始的各个过程,包括启动子的定位、启动子的解链、起始RNA合成、脱离启动子等过程.由于其在细菌转录过程中的重要作用,σ因子正在成为抗菌药物研究的新靶点.本文对σ因子的结构、分类、功能以及以它为中心的调控网络的研究进行综述.     

RNA聚合酶Ⅱ转录延伸因子

当RNA聚合酶Ⅱ(RNAPⅡ)离开启动子开始转录延伸时,会遇到包括紧密包装形成染色质的核小体在内的多种障碍,细胞内存在多种因子可协助RNAPⅡ克服这些障碍,保证转录的顺利进行。遗传和生化研究已经分离和鉴定了一些在此过程中起作用的延伸因子(elongation factor),现依据作用方式和效果对目前发现的主要延伸因子的研究进展进行了分类综述。     

依赖于DNA的RNA聚合酶与体外转录的研究——Ⅱ.酵母变异株20B-12 RNA聚合酶B的纯化及鉴定

从酵母变异株20B-12经过超声波处理、硫酸铵沉淀、DEAE纤维素、磷酸纤维素和DEAE-Sephadex层析等步骤,纯化依赖于DNA的RNA聚合酶B,在聚丙烯酰胺凝胶电泳中呈二条有聚合酶B活力的区带。其中不含有DNase、RNase和蛋白酶活力,无内源DNA。50μg/ml的α-鹅膏蕈碱抑制聚合酶活力达90％以上。最适(NH_4)_2SO_4浓度为40mM。最适Mn~(2 )浓度为2mM。Mg~(2 )对酶B无激活作用。变性DNA对酶B较天然DNA有更高的效率。     

RNA病毒RNA聚合酶的研究进展

自然界仅有ＲＮＡ病毒以ＲＮＡ作为基因载体。依赖于ＲＮＡ的ＲＮＡ聚合酶在这种病毒的增殖复制期起到了非常重要的作用。它一方面以病毒ＲＮＡ为模板复制子代病毒的基因,另一方面也将病毒增殖期间需要的蛋白质和酶类的基因转录成为ｍＲＮＡ,也就是说它担负了复制酶和转...     

线粒体电子传递系统的组装及其生物学意义

电子传递链亦称呼吸链,由位于线粒体内膜的I、II、III、IV 4种复合物组成,负责电子传递和产生质子梯度。电子主要从复合物I进入电子传递链,经复合物III传递至复合物IV。电子传递系统的组装是一个十分复杂的过程,目前已知主要有约69个结构亚基以及至少16个组装因子参与了人类复合物I、III、IV的组装,这些蛋白质由核基因组与线粒体基因组共同编码。对线粒体电子传递系统的蛋白质组成及其结构已研究得较为清楚,但对它们的组装了解得还比较初步。许多人类线粒体疾病是由于电子传递系统的功能障碍引起的,其中又有许多是由于该系统中一个或多个部件的错误组装引起的。研究这些缺陷不仅能够加深对线粒体疾病发病机理的了解,也有助于揭示线粒体功能的调控机制。将着重对电子传递系统复合物的组装及其与人类疾病关系的研究进展进行综述。     

依赖于DNA的RNA聚合酶与体外转录的研究 Ⅰ.酵母变异株20B-12 RNA聚合酶A和C的纯化及鉴定

从酵母变异株20B-12经过超声波处理、硫酸铵沉淀、DEAE纤维素和磷酸纤维素层析等步骤,纯化依赖于DNA的RNA聚合酶A和C,得到聚丙烯酰胺凝胶电泳均一的条带。其中不含DNase、RNase 和蛋白酶活力,无内源DNA。测定了 RNA 聚合酶A和C对α-鹅膏荤碱的敏感性。酶A在α-鹅膏荤碱为400μg/ml时,活性受到抑制,而酶C在该浓度时,几乎不受抑制。(NH_4)_2SO_4对酶A的最适浓度为20mM,对酶C有二个最适浓度,分别为40mM和240mM。无二价金属离子Mn~(2+)或Mg~(2+),酶A和C几乎无活力。两种酶最适Mn~(2+)浓度均为2.5mM,Mg~(2+)浓度均为5mM。两种酶以热变性小牛胸腺DNA为模板,测活性均较天然小牛胸腺DNA为模板时高。     

依赖于DNA的RNA聚合酶与体外转录的研究I．酵母变异株20B-12 RNA聚合酶A和C的纯化及鉴定

从酵母变异株20B一12经过超声波处理、硫酸铵沉淀、DEAE纤维素和磷酸纤维素层析等步骤,纯化依赖于DNA的RNA聚合酶A和C,得到聚丙烯酰胺凝胶电泳均一的条带。其中不含Dnase、Rnas：和蛋白酶活力,无内源．DNA。测定了RNA聚合酶A和c对弘鹅膏蕈碱的敏感性。酶A在a-鹅膏荤碱为400μg／ml时,活性受到抑制,而酶c在该浓度时,几乎不受抑制。(NH4)zSO4对酶A的最适浓度为20mM,对酶C有二个最适浓度,分别为40raM和240raM。无二价金属离子Mn+或Mg2+,酶A和c几乎无活力。两种酶最适Mn2+浓度均为2.5mM,Mg2+浓度均为5mM。两种酶以热变性小牛胸腺DNA为模板,测活性均较天然小牛胸腺DNA为模板时高。     

依赖于DNA的RNA聚合酶与体外转录的研究II．酵母变异株20B一12RNA聚合酶B的纯化及鉴定

从酵母变异株20B—12经过超声波处理,硫酸铵沉淀、DEAE纤维素、磷酸纤维素和DEAE-Sephadex 层析等步骤,纯化依赖于DNA的RNA聚合酶B,在聚丙烯酰胺凝胶电泳中呈二条有聚合酶B活力的区带。其中不合有Dnase、Rnasc和蛋白酶活力,无内源DNAo50μg/ml 的a-鹅膏华碱抑制聚合酶活力达90％以上。最适(NH4),SO4．浓度为40mM。最适 Mn2+浓度为2mM。 Mg2+对酶B无激活作用。变性DNA对酶B较天然DNA有更高的效率。     

丙型肝炎病毒依赖于RNA的RNA聚合酶(RdRp)研究进展

由于缺乏合适的HCV感染细胞模型,严重制约了HCV复制,特别是HCV复制的关键因子依赖于RNA的RNA聚合酶(RdRp)的研究.对HCV序列比较分析并通过异源表达证明NS5B是HCV复制的RdRp.NS5B C端疏水性氨基酸区域以及NS5B与细胞膜形成复合体等影响NS5B溶解性.在合适的反应条件下NS5B可以多种RNA分子为模板催化RNA复制,特别是能有效复制HCV全长(+)RNA.高浓度GTP激活HCV RdRp活性.NS5B N/C端缺失突变和保守性A、B、C区中的点突变影响RdRp活性,但D区345位精氨酸突变为赖氨酸时RdRp活性明显升高.HCV RdRp的发现及其功能研究为HCV药物研究提供了新型靶标.     

酵母RNA聚合酶Ⅱ转录活性的调控研究进展

真核生物基因转录活性的调控过程十分复杂,许多蛋白质在这一过程中发挥作用。酵母中对ＲＮＡ聚合酶Ⅱ转录活性的调控可分为以下４种类型：（１）阻遏物的直接抑制作用;（２）阻遏物的间接抑制作用;（３）激活物的直接活化作用;（４）激活物的亚细胞定位调节作用。本文拟就近来酵母中ＲＮＡ聚合酶Ⅱ转录活性的上述４种调控机制的研究进展作一综述。１　阻遏蛋白的直接抑制作用１．１半乳糖代谢作用的调控　目前对于酿酒酵母（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）利用半乳糖（包括摄取、转运、代谢等）的过程以及相关酶基…     

Interaction of Escherichia coli RNA Polymerase with the Eukaryotic TATA-Binding Protein

Interaction with eukaryotic TATA-binding protein (TBP) was analyzed for natural Escherichia coli RNA polymerase or the recombinant holoenzyme, minimal enzyme, or its subunit. Upon preincubation of full-sized RNA polymerase with TBP and further incubation with a constant amount of a ³²P-labeled phosph-amide derivative of a TATA-containing oligodeoxyribonucleotide, the yield of the holoenzyme–oligonucleotide covalent complex decreased with increasing TBP concentration. This was considered as indirect evidence for complexing of RNA polymerase with TBP. In gel retardation assays, the holoenzyme, but neither the minimal enzyme nor the subunit, interacted with TPB, since the labeled probe formed complexes with both proteins in the reaction mixture combining TBP with the minimal enzyme or the subunit. It was assumed that E. coli RNA polymerase is functionally similar to eukaryotic RNA polymerase II, and that the complete ensemble of all subunits is essential for the specific function of the holoenzyme.     

Effect of Ischemia on the Activity of DNA-Dependent RNA Polymerase and DNA Polymerase

Abstract: Ischemia, anoxia, and hypoxia of the brain have been shown to inhibit protein synthesis in the central nervous system. To obtain data on the changes in DNA-dependent RNA and DNA polymerases as they pertain specifically to neurons and glia, nuclear enriched neuronal and glial fractions were prepared, by sucrose-gradient centrifugation, from spinal cords of adult dogs that had been subjected to prolonged ischemia. The isolated fractions were assayed for enzyme activity by a radiochemical technique. RNA polymerase was affected more than DNA polymerase, activity being reduced considerably in both neurons and glia. Possible causes of the difference in sensitivity to ischemia are discussed.     

原核表达系统T7RNA聚合酶/启动子在真核细胞中表达目的基因的实验研究

将目前高表达水平强大的原核表达系统之一T7 RNA聚合酶/启动子表达系统通过一系列改进引入真核细胞.通过转染真核细胞实验表明,采用真核启动子CMV调控T7 RNA聚合酶的表达和在T7启动子下游插入EMCV IRES序列两种解决方案能使该原核表达系统在真核细胞高效表达目的基因,且能适应不同的真核细胞环境,是一良好的细胞类型非依赖的表达体系.     

RNA Polymerase As a Molecular Machine

Structure and function of DNA-dependent RNA polymerase is considered in terms of a conveying molecular machine. It is unlikely that mechanical energy and mechanical devices such as power-stroke motor are used in the conveying function of RNA polymerase, as well as other molecular machines. Brownian motion and thermal mobility of macromolecules and their parts are postulated as the only motive impulse at the molecular level. Binding of substrates and subsequent chemical reaction as the energy input may provide successive selection and fixation of alternative conformational states of the enzyme complex, thus providing the directionality of the conveyance (Brownian ratchet mechanism). The following sequence of events: substrate binding fixation of a certain conformational state chemical reaction fixation of an alternative conformational state translocation (dissociation and downstream reassociation) of the product–template duplex is proposed as the principal scheme of the forward movement of RNA polymerase along the DNA template.     

棉铃虫5型质型多角体病毒RNA聚合酶的确定与功能机制研究

棉铃虫5型质型多角体病毒属于呼肠孤病毒科质型多角体病毒属,以重要农业害虫棉铃虫为其天然宿主,对棉铃虫的生物控制具有重要意义.本文对棉铃虫5型质型多角体病毒第3片段编码的蛋白的功能进行了初步研究.首先通过同源性对比,推测其所编码的蛋白可能行使RNA依赖的RNA聚合酶(RdRP)的功能.通过体外活性研究确定了该蛋白的RdRP活性,并确定了其保守活性位点GDD.随后以病毒基因组RNA和3′-OH封闭的病毒基因组RNA为模板,利用Northern blot方法研究该蛋白起始病毒基因组RNA合成的分子机制.结果表明,该病毒的RdRP主要通过引物非依赖的方式起始病毒基因组RNA的合成,并且该RdRP蛋白并不具有末端转移酶活性.最后,对RdRP行使功能的生化条件进行探索,发现RdRP功能的发挥需要二价金属离子Mg2+的存在.     

RNA聚合酶维持转录忠实性的机制

RNA聚合酶(RNAP)在维持转录忠实性方面具有重要的作用,其忠实性机制可以分为特异性的底物选择和校对2种.RNAP高水平的底物选择忠实性主要基于碱基配对和诱导契合机制,而校对功能则通过焦磷酸解和RNAP内在的RNA剪切活性完成.现在,RNAP的研究已经超出了其在转录中的作用,延伸到了其他领域.本文主要论述了RNAP忠实性机制的研究进展,并将之与DNA聚合酶、氨酰-tRNA合成酶及核糖体的忠实性机制进行了比较.最后,论述了RNAP在新药或新药靶点开发中的作用,并对其应用前景进行了展望.