拟南芥多聚ADP-核糖化修饰蛋白的富集和鉴定

多聚ADP-核糖化修饰[poly(ADP-ribosyl)ation,PARylation]是一种可逆的蛋白质翻译后修饰,该修饰由多聚ADP-核糖聚合酶[poly(ADP-ribose)polymerase,PARP]催化.多聚ADP-核糖化修饰蛋白主要在动物中发现,在植物中少有报道.微生物来源的蛋白质AF1521具有一个能结合多聚ADP-核糖[poly(ADP-ribose),PAR]的macro结构域(macro domain),其突变蛋白AF1521-G42E失去了结合PAR的活性.我们利用AF1521蛋白对PAR的亲和作用来富集拟南芥中的PARylation蛋白质底物并进行质谱分析,同时用AF1521-G42E作为富集过程的负对照.通过这种方法,我们得到多个ADP-核糖化修饰相关蛋白,并对其中一个蛋白GRP7进行了验证.     

甲基化CpG结合结构域蛋白的原核表达及应用

本文构建了甲基化CpG结合结构域(MBD)蛋白的原核表达质粒,并表达了GSTMBD融合蛋白,采用GST柱对该融合蛋白进行纯化.体外pull-down实验发现,GST-MBD融合蛋白能够与小鼠胚胎成纤维细胞MEF中oct4基因的启动子DNA结合,验证了该蛋白的体外生物活性.利用相同的实验方法,发现GST-MBD融合蛋白能够与MEF细胞中inhbb基因的启动子区结合,而不能与小鼠胚胎干细胞R1中的inhbb基因的启动子区DNA结合,同时采用半定量PCR方法检测到inhbb基因在R1细胞中高表达,而在MEF细胞中不表达,表明inhbb基因受到DNA甲基化的调控.     

乙酰基转移酶TIP60蛋白乙酰化位点定位的研究

乙酰基转移酶TIP60(tat-interaction protein,60ku)介导众多蛋白的乙酰化修饰,如核心组蛋白、p53、ATM、H2AX、RB和E2F1等,参与调控细胞凋亡、周期阻滞、DNA损伤修复和细胞衰老等多种重要细胞生理活动,并且与肿瘤发生密切相关.与另外2种乙酰基转移酶p300和PCAF相似,TIP60也可以介导自乙酰化.目前,TIP60自乙酰化修饰的精确位点和细胞功能并不清楚,因此在体外条件下,对TIP60蛋白的乙酰化位点进行了初步定位.构建了4种GST-TIP60原核表达质粒,利用大肠杆菌(Escherichia coli)表达型菌株BL21系统,诱导表达并纯化含有TIP60全长和不同片段的GST融合蛋白,通过体外乙酰化实验证实TIP60蛋白的乙酰化位点集中在N端,而不是含有保守的MYST结构域的中间段.这些实验结果为进一步研究TIP60自乙酰化调控方式及其对TIP60蛋白细胞功能的影响提供了必要条件.     

大豆ASR蛋白富含组氨酸结构域在结合金属离子中的作用

利用固相亲和层析实验结果表明,GmASR蛋白及其含组氨酸结构域A1~A5短肽可与金属离子Cu2+和Cd2+结合；采用Cu-抗坏血酸体系检测了GmASR蛋白及A1~A5清除羟基自由基的能力，证明GmASR蛋白及A1~A5短肽中组氨酸数目与清除羟基自由基能力呈正相关；GmASR蛋白及A1~A5可保护DNA分子免受Cu2+造成的氧化损伤.CD实验和SDS-PAGE实验结果发现，GmASR蛋白及A1~A5短肽与Cu2+结合后将引起可逆性聚集及沉淀.可见GmASR蛋白通过组氨酸结合过多的金属离子，维持细胞内离子平衡，是保护植物免受重金属毒害的重要机制之一.     

基于原子力显微镜研究p53蛋白与PBR322 DNA的相互作用

肿瘤(癌症)是由于细胞在复制过程中,DNA损伤不能修复导致细胞凋亡或者细胞无限增殖而形成的。DNA在细胞中转录和翻译都会涉及蛋白与DNA的结合,肿瘤抑制蛋白也是参与这一过程的关键蛋白之一。然而,众多研究发现,肿瘤抑制蛋白p53具有识别和修复损伤DNA的效果,对于细胞的凋亡、基因的保护和避免癌症发生有着重要的意义。有研究表明,金属镁离子和锌离子可以增强p53蛋白的结构稳定性和p53-DNA的亲和力。因此,我们基于原子力显微镜(AFM),直观地呈现出p53蛋白与PBR322环状DNA相互作用的图像,同时发现p53蛋白可以使环状DNA自身形成聚集或者相交。但是,对于长度相当的5 000bp的线状DNA几乎没有这样的效果,而对于20 000bp DNA不会出现这样的现象。然而,在高浓度镁离子环境下,环状DNA会扭转成为麻花状,即形成超螺旋结构。这一现象,可为p53蛋白功能和作用机理研究提供指导,也为癌症治疗、癌症药物开发以及癌症检测方法提供启发。     

蛋白翻译后SUMO化修饰在动脉粥样硬化中的作用与机制

动脉粥样硬化是过程复杂的慢性炎症性疾病,涉及内皮激活、内皮功能障碍和局部炎症反应等多个关键病理步骤.小分子类泛素修饰因子(small ubiquitin-like modifier,SUMO)化修饰是真核细胞中常见的较新发现的蛋白翻译后修饰,参与多种细胞进程生物学事件,如DNA的转录活性细胞增殖分化、蛋白质的稳定性和定位细胞凋亡以及细胞信号转导等.近期研究发现, SUMO化在动脉粥样硬化发生发展的多个环节中起到重要的调控作用.针对动脉粥样硬化上述几个过程中涉及的蛋白翻译后SUMO化修饰对病程发展的调控作用及其机制的研究现状作一综述.     

人源锌指蛋白ZNF24及其锌指结构域的表达、纯化及DNA结合性质的研究

转录因子是调控基因表达的关键蛋白，能够以序列特异性方式结合DNA。ZNF24是Krüppel-like锌指转录因子家族成员之一，在细胞增殖和分化中起重要作用，能促进肝癌细胞的增殖，抑制神经元细胞的分化。ZNF24蛋白N端包含一个SCAN结构域，C端为锌指区，由4个串联的C2H2型锌指结构组成。ZNF24能特异性识别和结合基因的启动子，参与基因的表达调控，但其发挥功能的具体分子机制并不清楚。本文我们在大肠杆菌中成功表达了人源锌指蛋白ZNF24全长和其锌指结构域ZNF24(243～368),ZNF24全长蛋白在溶液中以三聚体形式存在，而锌指结构域在溶液中为单体，表明ZNF24蛋白N端的SCAN结构域能够促进全长蛋白的寡聚化。凝胶迁移实验验证ZNF24全长蛋白和锌指结构域与双链DNA底物结合能力，为进一步研究锌指蛋白ZNF24调控基因表达提供理论基础，相关结果表明SCAN结构域介导的蛋白寡聚可能代表了一种新的转录活性调节机制。     

腺苷化酶的研究进展

腺苷化修饰(AMPylation)是一种由腺苷化酶(AMPylators)催化的翻译后修饰.腺苷化酶是一类催化底物蛋白的某些残基侧链共价结合(或去除)一磷酸腺苷(adenosine 5'-monophosphate,AMP)的酶.腺苷化酶主要属于Fido结构域超家族和类DNA聚合酶家族(DNA-polymerase-β-like family).致病菌表达腺苷化酶调控宿主细胞的信号机制,达到利于致病菌繁殖和生存的目的.真核生物中也存在一些腺苷化酶参与感知和调控细胞应激.从腺苷化酶的分类、催化机理、调控方式和去腺苷化修饰活性等方面综述了腺苷化酶的研究进展.     

细胞自噬与高迁移率族蛋白B-1(HMGB1)介导肿瘤耐药的研究进展

恶性肿瘤可通过多种细胞机制,产生对抗癌药物和放疗的抗性,即所谓耐药现象.细胞自噬是肿瘤细胞耐药的一个重要原因.高迁移率族蛋白B-1(HMGB1)是高度保守的非组蛋白DNA结合蛋白,在DNA结构、基因转录、基因重组、DNA损伤修复以及细胞存活等方面发挥重要的调控作用;HMGB1在细胞内的功能,与其氧化还原状态和细胞定位息...     

烟草拟核小体组装蛋白cDNA的克隆、表达及其蛋白产物的纯化

从烟草BY2细胞cDNA文库中筛选到核小体组装蛋白1(Nucleosome assembly protein1,NAP1)的cDNA，序列分析发现该NAPI的cDNA编码374个氨基酸，与巳知植物来源的NAP1同源蛋白相比具有80%，以上的同源性，而且一些具有重要功能的结构域是相当保守的，如核定位信号，核输出信号，酸性结构域及异戊烯化修饰位点，重要功能结构域的存在预示了NAP1蛋白潜在多种功能，为了深入研究MAP1的功能，应用大肠杆菌表达体系高效表达了烟草NAP1蛋白，并以表达产物进行了分离纯化。     

赭纤虫第一类肽链释放因子C端结构域的磷酸化修饰

真核生物中第一类肽链释放因子(eukaryotic polypeptide release factor,eRF1)的C端结构域对终止密码子的识别有重要的作用。为了探讨日本赭纤虫(Blepharisma japonicum)eRF1的C端结构域的磷酸化修饰,本实验将构建好的含有赭纤虫C端基因的重组质粒,在大肠杆菌中可溶性表达,该蛋白用碱性磷酸化酶处理。通过非变性PAGE电泳和Western blotting,实验发现C端蛋白由二条带(低的是磷酸化形式)变成了一条带(去磷酸化形式)。表明该结构域在大肠杆菌细胞中被磷酸化。     

p53信号网络的非线性动力学研究

p53蛋白作为细胞内重要的肿瘤抑制因子,通过复杂的信号转导网络调节细胞生理活动,维护基因组的稳定性与完整性.p53网络能对细胞遭遇的一系列应激信号(如DNA损伤、致癌基因激活和端粒受损等)做出响应,启动DNA修复、细胞周期阻滞、细胞衰老或凋亡等来避免基因组缺陷的复制和遗传.p53蛋白浓度在细胞应激响应过程中呈现脉冲、开关等动力学行为,具有丰富的非线性特征.本文旨在综述p53网络动力学领域的最新进展,揭示细胞DNA损伤响应过程中p53动力学与功能之间的潜在联系.     

基质金属蛋白酶-14和Bst-2通过蛋白质结构域相互作用而抑制Bst-2的生物活性

Bst-2(骨髓基质细胞抗原-2)是一种II型膜蛋白,其主要功能是抑制病毒从感染细胞释放;基质金属蛋白酶-14(MT1-MMP)是一种膜蛋白酶,其主要功能是通过激活pro MMP2在细胞生长和迁移中扮演重要角色.本研究主要探讨了MT1-MMP抑制Bst-2生物活性的分子机制.实验结果表明,MT1-MMP通过与Bst-2相互作用进而抑制Bst-2的活性和功能;并且,在此相互作用中,这两种膜蛋白的细胞质结构域(Bst-2的N-末端结构域和MT1-MMP的C-末端结构域)起到了极为关键的作用.此外,还发现Bst-2的N-末端结构域在Bst-2抑制MT1-MMP活性的过程中也不可或缺.这些结果为临床上探索抑制病毒感染和肿瘤转移的新方法和新药物研制开发提供了理论依据.     

铜转运蛋白hCtr1结合Cu(I)并转运至铜伴侣蛋白Atox1

铜转运蛋白hCtr1细胞膜内的C端区域对于细胞的铜转运过程具有重要作用,然而这一结构域对铜离子的捕获和胞内蛋白的铜分布机理尚不清楚.为了研究hCtr1蛋白的C端结构域与铜的结合方式,通过紫外-可见吸收光谱、核磁共振谱和质谱等方法,对C端8肽(C8)与铜离子的结合进行了分析.结果表明,一价铜离子对C8有很高的亲和力(log K=16.6).C8能够结合多个铜离子,其HCH基序中的组氨酸和半胱氨酸残基是铜结合位点,而另一个天冬氨酸残基也可能参与铜结合.进一步研究发现,铜离子能够从C8转移到Atox1.实验数据揭示了铜与hCtr1结合的详情,也有助于理解铜在细胞中的分布.     

PDLIM2的PDZ结构域晶体结构及其与2-吗啉乙磺酸的相互作用研究

在之前的研究中曾发现PDLIM2 蛋白能够通过其N 端的PDZ 结构域,与H5N1 亚型流感病毒NS1 蛋白的ESEV 序列相互作用. 解析了分辨率0.173 nm 的PDLIM2 的PDZ 结构域晶体结构,发现2-吗啉乙磺酸(MES)分子能够与该PDZ 结构域结合,并且占据PDZ 结构域中与流感病毒NS1 的ESEV 序列相互作用的位点.进一步利用体外GST-pulldown 实验证明,MES 对于NS1 与PDLIM2 之间的相互作用具有一定的抑制效果. 这一发现可能为开发与抗流感病毒相关的药物提供线索.     

纳米谷氨酸壳聚糖制备及其体外质粒转染研究

采用表面修饰方法制备出谷氨酸修饰的壳聚糖纳米基因载体。对样品进行红外分析、粒度分析、zeta电位分析、生物相容性、凝胶阻滞分析、DNA保护性试验、体外细胞转染研究。结果显示所制得的谷氨酸修饰的壳聚糖纳米颗粒平均粒径为170nm,其zeta电位为 4.7mV。红外分析显示谷氨酸已通过酰胺键结合在壳聚糖上。MTT实验结果显示纳米颗粒与细胞有良好的生物相容性。凝胶阻滞分析和DNA保护试验结果表明纳米载体可与DNA通过电性结合作用而结合,并可以有效保护DNA,防止核酸酶对其的降解作用。而体外细胞转染的结果表明,谷氨酸修饰的纳米粒能介导pEGFP-N1质粒转染HepG2细胞并在细胞中表达绿色荧光蛋白。因此,谷氨酸修饰的壳聚糖纳米颗粒可作为一种新型非病毒基因载体介导核酸类生物大分子进入细胞内。     

氨甲环酸与Wnt信号通路中含kringle结构域蛋白的结合对新生小鼠骨密度的影响

最近研究发现Wnt信号通路在骨形成过程中发挥重要作用Wnt受体如脂蛋白相关蛋白5（lrp5）和孤独受体（Ror2）的缺失或突变导致骨的不正常发育．Dkk是一个分泌型规范Wnt信号系统的抑制剂，通过与脂蛋白相关蛋白5和最近新发现的一种含kringle结构域的蛋白kremen形成三聚体复合物．这种复合物随即被细胞内吞，从而导致细胞表面Wnt受体脂蛋白相关蛋白5水平迅速下降，从而达到抑制Wnt信号通路的日地．通过对kremen和Ror2蛋白序列分析发现kremen和Ror2的胞外部分均含有一个结构上能与赖氨酸结合的kringle结构域．通过给怀孕母鼠注射一种赖氨酸类似物——氨甲环酸来研究kremen和Ror2的kringle结构域上的赖氨酸结合位点被占据对小鼠骨发育的作用．但是，研究结果表明AMCA组和对照组之间的骨密度并没有显著差异，揭示赖氨酸结合位点不参与骨的发育调控．     

MdmX在Axin-p53信号通路中的调控机制

鼠双微体基因X(MdmX)是肿瘤抑制因子p53信号通路中重要的负调控蛋白,它能与p53直接结合,抑制p53的转录活性.体轴发育抑制因子Axin作为构架蛋白与p53及同源结构域互作蛋白激酶2(HIPK2)等相互作用形成复合物,诱导p53的转录活化,共同促进细胞的凋亡.本研究将MdmX引入Axin-p53信号通路的调控中,发现MdmX通过竞争Axin与p53的结合,抑制Axin诱导p53的转录激活.p53结合区域缺失的MdmX突变体MdmXΔp53则不能抑制Axin对p53的激活.这些实验结果为进一步深入研究Axin-p53信号通路在细胞凋亡及肿瘤发生发展中的作用提供了重要的理论依据.     

CRISPR/Cas9敲低环氧合酶2表达对黄曲霉毒素B1诱导肝细胞核DNA损伤与脂质蓄积的影响

为探讨黄曲霉毒素B1(AFB1)诱导的肝细胞核DNA损伤与脂质蓄积的关系,以慢病毒质粒为载体,采用CRISPR/Cas9技术构建含靶向环氧合酶2(COX-2)编码基因(PTGS2)小向导RNA(sgRNA)的重组质粒,经测序验证成功后,制备假病毒感染HepG2细胞,构建稳定敲低COX-2表达的细胞.通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)和蛋白免疫印迹(WB)检测mRNA和蛋白水平,结果显示与HepG2-Cas9-NC对照细胞相比,HepG2-Cas9-PTGS2敲低细胞中PTGS2 mRNA与COX-2蛋白表达水平分别减少至(49.1±1.8)%和(48.1±0.7)%.给予细胞AFB1处理,通过WB和免疫荧光(IF)法检测DNA损伤标志物γH2AX的表达水平,结果显示处理组敲低细胞中,γH2AX蛋白水平和荧光焦点形成数目显著低于对照细胞(p0.05);进一步检测脂质合成相关指标,发现敲低细胞中PPARγ蛋白、总胆固醇(TC)、总甘油三脂(TG)水平以及油红O染色阳性脂滴的分布密度,均显著低于对照细胞中(p0.05).在敲低细胞中回补COX-2后给予AFB1处理,γH2AX蛋白水平和脂质分布密度均显著升高(p0.05).综上,成功构建了HepG2-Cas9-PTGS2敲低细胞,并发现敲低COX-2表达对AFB1诱导的肝细胞核DNA损伤和脂质蓄积有显著抑制作用,为进一步研究靶向干预COX-2在外源化学物诱导肝细胞毒性中的作用机制提供了细胞模型和依据.     

ADAMs的结构和功能

ADAMs是近几年发现的一类锚定于细胞膜的跨膜糖蛋白,含多个结构域并具有多种功能.它们的结构域包括信号肽区、前调控区、金属蛋白水解酶区、解联蛋白区、富半胱氨酸区、上皮生长因子区、跨膜区和胞内区等;它们的功能包括蛋白水解、分子修饰、分子释放、细胞与细胞和细胞与基质相互作用、细胞识别、细胞内信号传导、细胞间通讯等.简要总结了ADAMs一级结构、高级结构、理化性质、结构区组成、各结构区功能以及ADAMs在肝再生过程中的变化等方面的研究进展.