去泛素化酶OTUB1肝脏特异性基因敲除小鼠模型的构建与表型分析

目的:建立OTUB1肝脏特异性基因敲除小鼠模型,初步分析其表型并研究OTUB1基因与肝脏代谢的关系。方法:利用Cre/Loxp系统构建条件性基因敲除小鼠模型,即将OTUB1~(fl/fl)转基因小鼠与Alb-Cre小鼠杂交,子代自交,得到OTUB1肝特异性基因敲除小鼠并进行鉴定。取同窝对照小鼠(control,NC)和肝特异型基因敲除(hepatic-specific OTUB1 knockout,HCKO)小鼠,通过PCR和免疫印迹(Western blot),确证OTUB1肝脏特异性基因敲除小鼠模型是否成功构建。通过组织病理学方法,分析主要组织器官的形态以及是否存在自发的病变;通过血清生化指标检测肝脏脂代谢水平;通过血糖耐受实验(GTT)分析HCKO小鼠对血糖的控制。结果:基因组测序和Western blot检测结果显示HCKO小鼠肝脏中OTUB1被敲除,其他组织中OTUB1表达水平无变化,证明OTUB1肝脏特异性基因敲除小鼠模型构建成功。HCKO小鼠出生正常,各组织器官无异常,生化指标中总胆固醇水平明显降低,表明OTUB1影响肝脏脂代谢水平。糖耐受实验中HCKO小鼠血糖回落迅速,表明敲除OTUB1影响肝脏血糖调节稳态。结论:应用Cre/Loxp技术成功建立OTUB1肝脏特异性基因敲除小鼠模型,为研究OTUB1在肝脏的生理功能和调控机制提供了重要的动物模型。     

ARIH2抑制LUBAC的线性泛素化连接酶活性

线性泛素化修饰在肿瘤及免疫系统中均发挥着重要作用。线性泛素链组装复合体(linear ubiquitin chain assembly complex, LUBAC)是目前已知的唯一能够催化合成线性泛素链的泛素连接酶。本研究发现,泛素连接酶2(ariadne homolog 2,ARIH2)作为LUBAC新的相互作用蛋白质,能够抑制LUBAC对底物的线性泛素化修饰水平。通过免疫共沉淀实验发现,ARIH2与HOIP存在相互作用,且GST pull-down结果说明,HOIP通过ZF-NZF结构域与ARIH2发生相互作用。进一步的免疫沉淀结果证明,LUBAC并不能线性泛素化修饰ARIH2。反之,ARIH2能够抑制LUBAC对底物的线性泛素化修饰水平,其机制可能是ARIH2影响了SHARPIN的泛素化水平,从而影响LUBAC酶活性,进而导致LUBAC对底物的线性泛素化水平减弱。     

杜氏高生熊虫HdNINJ1基因的克隆鉴定及抗辐射功能研究

缓步动物(Tardigrades),俗称“熊虫”,是一类可以耐受超强辐射的小型无脊椎动物,但是目前对其抗辐射机制的认识仍十分匮乏。本研究旨在寻找潜在抗辐射基因,为研究缓步动物耐辐射提供新的认识。本研究在杜氏高生熊虫(Hypsibius dujardini)中发现了人类神经损伤诱导蛋白(nerve injury-induced protein,Ninjurin)同源的新基因,命名为HdNINJ1。本研究以杜氏高生熊虫cDNA为模板,采用PCR技术克隆得到HdNINJ1基因的编码区(coding sequence, CDS)序列,利用生物信息学方法分析其序列特征,并通过克隆形成实验、碱性彗星试验以及免疫荧光实验鉴定了该蛋白的抗辐射功能。结果显示,HdNINJ1基因CDS全长675 bp,编码224个氨基酸,包含1个Ninjurin结构域。细胞增殖实验结果表明,表达HdNINJ1基因的人U2OS细胞受4 Gy X射线辐照后其细胞存活率与对照组相比增加了50.9%;彗星试验和免疫荧光实验结果表明表达HdNINJ1基因的人U2OS细胞在分别受10 Gy和2 Gy X射线辐照后其DNA损伤分别减少...     

泛素链修饰类型研究进展

泛素化修饰的蛋白质底物广泛参与蛋白质降解、胞内蛋白质转运、细胞信号转导、自噬和DNA损伤修复等重要的生物学过程。泛素化修饰包括单泛素化修饰和多泛素化修饰。因泛素分子含有7个赖氨酸残基和1个N端甲硫氨酸残基,多泛素化修饰又可分为同型或异型的多聚泛素化修饰。此外,泛素分子的乙酰化修饰和磷酸化修饰大大增加了泛素链的复杂性。不同泛素链的形成往往依赖泛素连接酶或者去泛素化酶。现综述不同类型的泛素链修饰类型的编辑、识别、去除机制及其生物学功能,并讨论泛素分子自身的乙酰化和磷酸化修饰。     

26S蛋白酶体组装的分子机制研究

26S蛋白酶体广泛分布于真核细胞中的胞质和胞核,主要是由20S核心复合物(coreparticle,CP)和19S调节复合物(regulatory particle,RP)组成,它负责细胞大多数蛋白质的降解,在几乎所有生命活动中具有关键的调控作用。26S蛋白酶体的组装是一个非常复杂且高度条理的过程,不同的分子伴侣,如PAC1-4、Ump1、p27、p28和s5b等,参与其中发挥识别及调节作用,以确保高效准确地完成蛋白酶体的组装。本文系统总结分析了20S核心复合物和19S调节复合物的组装过程及调控机制的最近研究进展。     

泛素连接酶Smurf1不同亚型的功能研究

Smad泛素调节因子1(Smad ubiquitination regulatory factor 1,Smurf1)是一种HECT类的泛素连接酶,它参与许多生命活动的调节,如神经发育、细胞极性、骨的重塑和肿瘤形成等.虽然目前对Smurf1的了解较为深入,但在研究过程中并未对它的两种亚型Smurf1 L和Smurf1 S(两者在一级结构上仅相差26个氨基酸残基)进行详细区分,且偏重于对Smurf1 S的研究.因此本文对Smurf1上述两种亚型的功能(特别是Smurf1 L)进行了更加深入的探索.利用RT-PCR、免疫荧光和蛋白质印迹(Western blot)等实验技术,我们从组织表达、亚细胞定位和对底物的降解能力这三个方面深入研究了Smurf1 S和Smurf1 L的不同之处.实验结果表明:一方面,Smurf1 S的组织分布比Smurf1 L更加广泛,表达量更高;另一方面,两者的亚细胞定位也有所不同,Smurf1 L在有丝分裂期定位于纺锤体,而Smurf1 S则可能主要分布于胞质中.此外,Smurf1 S对底物的降解比Smurf1 L更彻底,且前者的降解效应有剂量依赖性.上述成果对今后更为精确地研究Smurf1的功能具有重要意义.     

RNAi技术在转基因动物中的应用

RNAi可以作为一种有效的工具用来产生转录后沉默的效果,从而抑制特定基因的表达,已经在线虫、果蝇、小鼠、大鼠等模式生物中得到成功应用。RNAi转基因小鼠的出现,使得在哺乳动物整体水平研究靶基因的敲低成为可能。文章以RNAi转基因小鼠为代表,就转基因载体的设计策略、基因敲除与基因敲低的比较、RNAi转基因动物的优势以及目前存在的缺陷等作一总结,并展望了RNAi转基因动物对功能基因组研究的贡献以及应用前景。

     

肝癌细胞系Hep3B的泛素化蛋白质组学

泛素化修饰是细胞内最重要的翻译后修饰形式之一,对细胞内蛋白质的稳定、降解、定位以及生物活性的调节起到重要作用。但因其在细胞内丰度低、降解周期短等特点而很难被检测。本研究中,制备的泛素结合结构域蛋白(Ubiquitin-binding domains,UBDs)用于富集肝癌细胞系Hep3B中的泛素化蛋白,并通过液相色谱-串联质谱联用的方法对富集的泛素化蛋白进行鉴定。实验共鉴定到1 900个潜在的泛素化蛋白和158个泛素化位点,这些被鉴定到的泛素化位点分属于102个蛋白。生物信息学分析发现泛素化蛋白显著富集的相关通路与肿瘤的发生发展密切相关,此结果暗示肿瘤细胞内泛素化-蛋白酶体的失调与肿瘤细胞的信号传导及细胞外基质的变化等具有较高的关联性。     

c-Jun/激活蛋白-1活性调节研究进展

转录因子激活蛋白-1(AP-1)对细胞增殖、细胞存活与细胞凋亡等重要生理过程具有调控作用,其核心组成成分是c-Jun.c-Jun活性从转录调控、翻译后调控（主要是磷酸化调节）和相互作用蛋白质调节等三个水平受到正负向调控.其分子内8个位点可被JNK1、GSK3、CKII、Abl等激酶磷酸化.通过N端的转录激活结构域和C端的碱性亮氨酸拉链区,c-Jun可与bZIP类转录因子、辅助激活因子和其他一些蛋白质直接相互作用而被调控.另外一些分子可通过CBP、JAB1等重要辅助激活因子的介导间接调控AP-1的活性,共同构成AP-1活性调节的复杂网络.     

基于Nanoluc技术和荧光分析技术建立蛋白质水解靶向嵌合体筛选方法及评价

目的 为了从一系列旨在降解靶蛋白的化合物中筛选出高效的蛋白质水解靶向嵌合体（PROTAC），本文建立了一个稳定的高通量PROTAC筛选方法。方法 Nanoluc荧光素酶有LgBiT和HiBiT两个亚基组成，通过将HiBiT标签与mCherry（红色荧光蛋白）、目的蛋白、Halo标签融合表达，LgBiT与GFP （绿色荧光蛋白）融合表达，利用GFP与mCherry的共定位情况可直观评价Nanoluc荧光素酶的组装情况，而通过监测Nanoluc的活性可以指示目的蛋白的含量。利用慢病毒包装系统构建稳定过表达GFP-LgBiT和HiBiT-mCherry-Target-Halo的细胞系，使用可募集Halo标签融合蛋白被Cul2-Rbx1-Elo BCVHL复合体降解的Halo PROTAC3诱导HiBiT-mCherry-Target-Halo降解，进一步利用蛋白质免疫印迹（Westernblot）、Nanoluc荧光素酶活性分析系统和流式细胞术分别评价Halo PROTAC3诱导底物降解的效率。结果 Halo PROTAC3高效降解HiBiT-mCherry-Target-Halo，并呈现浓...