荧光素酶与金丝桃素-镁离子配合物的相互作用

采用紫外-可见光谱法、荧光光谱法、圆二色谱法等研究了荧光素酶(Luc)与金丝桃素-镁离子配合物(Hyp-Mg~(2+))的相互作用,包括结合位点、结合常数、结合力强弱、生物大分子构象变化等因素的影响.紫外-可见光谱表明,Hyp-Mg~(2+)与荧光素酶发生反应且改变了荧光素酶的分子结构.荧光数据表明Hyp-Mg~(2+)与荧光素酶通过生成非荧光复合物的静态猝灭而有效地猝灭了荧光素酶的荧光.对荧光光谱数据处理得到298 K下Hyp-Mg~(2+)与荧光素酶的结合常数为3.13×10~5L/mol.CD光谱表明,Hyp-Mg~(2+)可改变荧光素酶的分子构象.     

利用GBSSI和SBD作为“锚”将荧光素酶定位到淀粉粒中效果的比较

利用马铃薯淀粉粒结合型淀粉合成酶 I （GBSSI） 作为“锚”，在马铃薯淀粉粒形成时将荧光素酶 （LUC）定位到淀粉粒中. 并对GBSSI/LUC重组蛋白质在转基因淀粉粒中的定位与积累、重组蛋白质中GBSSI与淀粉粒的亲和性以及荧光素酶的活性等进行了分析. 结果表明，GBSSI/LUC重组蛋白质在马铃薯淀粉粒中获得了特异性表达，但与以微生物的淀粉粒结合结构域 （SBD） 作为“锚”的SBD/LUC重组蛋白质相比较， 它与淀粉粒的亲和性以及荧光素酶的活性均下降. 由此认为，在淀粉粒形成过程中，利用SBD作为 “锚”将荧光素酶蛋白质定位到淀粉粒中的效果要优于GBSSI.     

运用荧光素酶报告基因建立PPARγ1的转录激活系统

核转录因子PPARγ与多种重大的疾病有密切关系 ,是近年来基础研究的热点及重要药物筛选靶点 .作者将一个表达PPARγ1全蛋白的重组质粒转染人Jarket细胞 ,通过RT PCR确定其表达后 ,与另一个含有PPRE元件和荧光素酶报告基因的质粒 pTK PPRE瞬时共转染细胞 ,检测到较高水平表达的荧光素酶 .将共转染的细胞以PPARγ的强激活物 15d PGJ2刺激后 ,荧光素酶的表达水平大幅度上升 .实验结果表明 ,已成功地建立了PPARγ转录激活系统 .这对于PPARγ激活剂的研究开发及相关基础研究具有重要作用 .     

双荧光素酶报告基因系统的应用研究进展

双报告基因即在一个信号系统内同时表达,但独立测量的两个荧光酶的报告基因。在双报告基因系统中,一个报告基因活性的改变,与基因表达的特定实验条件相关,而另个报告基因的组成型活性则提供内对照,使实验值正态化。目前很多实验都采用了荧光素酶报告基因(Luc),但从检测速度、灵敏度和线性范围来考虑,双荧光素酶即萤火虫荧光素酶(firefly luciferase)和海肾荧光素酶(Renilla luciferase)的组合,可以较好地体现检测结果的精确性。本文以萤火虫双荧光素酶报告基因系统为重点,综述了该报告系统的特点、应用和近年来的研究进展。     

丙型肝炎病毒5＇NCR转基因细胞模型及在反义核酸药物筛选和评价中的应用

为了进行以基因为靶的抗丙型肝炎病毒(HCV)药物的筛选及评价,将HCV5＇NCR-C基因与荧光素酶基因的融合基因片段插入pCI-neo表达载体,通过PCR扩增、酶切反应及荧光素酶瞬间表达活性鉴定,获得HCV5＇NCR调控荧光素酶的稳定表达质粒pHCV-ne04,将其转染HepG2细胞,经GA18筛选,从150个克隆中获得一个高荧光素酶活性表达的细胞株HepG2.9706.该株细胞内HCV片段的DNA及mRNA检测均呈阳性,转基因拷贝数为140.利用该细胞株,通过脂质体介导,对3条针对HCV调控基因的反义寡核苷酸(ASODNs)即HCV363,HCV349,HCV279进行了活性评价,结果显示,三种ASODNs均具有特异性的剂量依赖性抑制活性,浓度在0.5μmol/L时,三者对HCV5＇NCR调控荧光素酶表达抑制率分别为61%,55%及48%.该研究提示反义寡核苷酸有可能成为治疗HCV的新途径.     

G1期细胞周期相关蛋白对POLD1基因启动子活性的调控

POLD1基因编码DNA聚合酶δ的催化亚基.然而作为最重要的复制蛋白,目前并不清楚其表达的细胞周期调控机制.研究中运用细胞周期同步化及荧光素酶报告基因测定了POLD1启动子在细胞周期不同时相的活性,结果显示启动子活性随着细胞周期进程而变化,在早S期最高.为进一步确定调控POLD1表达的细胞周期相关因子,应用不同质粒转染MCF7细胞,分别筛选得到稳定细胞系.荧光素酶实验表明增强p53或p21的表达,抑制CyclinE或CDK2的表达都能抑制POLD1启动子活性;而抑制CDK4或Cyclin D1的表达对启动子活性没有明显影响.瞬时共转染实验进一步验证Cyclin E或CDK2受到抑制后能够降低POLD1启动子活性.研究初步探讨了POLD1基因表达的细胞周期调控通路,进一步了解细胞周期因子对DNA复制体调控的复杂机制.     

调节circRNA内的miRNA结合位点以提高其翻译效率（英文）

环状RNA(circRNA)是具有共价闭合的环状结构的RNA，其中有些circRNA具有翻译能力。然而，调节circRNA翻译效率的方法及其应用仍需我们进一步探索。本文利用T7 RNA聚合酶和优化的PIE方法，转录形成含有CVB3 IRES翻译起始元件和荧光素酶蛋白编码序列的RNA，并在体外环化形成环状RNA。我们将环状RNA转染到细胞中，并成功翻译成具有活性的荧光素酶。在荧光素酶编码序列两侧插入miRNA结合位点显著降低了circRNA的翻译效率。随后萤火虫荧光素酶编码序列中的miRNA结合位点的同义突变导致体外合成的circRNA翻译效率增加。我们还证明了特定miRNA结合位点的突变也可以增强合成circRNA的翻译效率。进一步的体内实验通过生物发光成像表明，miRNA结合位点的同义突变促进了体外合成circRNA在体内的翻译。本研究表明，调节circRNA内的miRNA结合位点影响了circRNA的翻译效率，这有望作为未来临床成像应用的多功能工具。     

发光杆菌荧光素酶的提取

建立荧光素酶的提取方法。方法 饱和硫酸铵分步提取；亲和层析和离子交换层析纯化；聚丙烯酰胺凝胶电泳测分子量。结果 得到分子量为79ku的荧光素酶。结论 建立了稳定、可靠的荧光素酶提取方法。     

野生型及突变型HIV-1 LTR驱动的荧光素酶稳定表达细胞株的建立

HIV潜伏感染是造成抗病毒疗法无法根除病人体内病毒的主要原因.建立有效的药物筛选模型,是成功筛选高效、低毒性HIV潜伏激活剂的关键.本研究中,我们构建了野生型及κB和TAR顺式元件突变型HIV-1LTR驱动的荧光素酶表达载体,并通过质粒转染人胚肾293细胞,通过G418筛选,获得了稳定表达的细胞克隆.从每个克隆中抽提基因组DNA,进行PCR扩增和序列分析,结果显示:报告载体稳定整合在细胞基因组中.进一步通过TNF-α去处理这些细胞模型,结果显示:10ng/mL TNF-α可以有效地激活野生型LTR和ΔTARLTR细胞,对ΔκB LTR细胞中荧光素酶表达水平没有影响.激活效果还在同一细胞的不同细胞克隆中得到了重复验证.     

人NLK上游启动子区的克隆与鉴定

初步鉴定并分析NLK上游启动子,为研究其转录调控打下基础。对NLK基因翻译起始位点上游约1 958 bp的序列分别进行生物信息学分析,以PCR技术扩增以上序列并测序。将PCR所得到的NLK上游片段进一步克隆到PGL-3basic载体中,构建荧光素酶报告基因质粒PGL-3basic-luc。通过荧光素酶报告基因实验检测上述启动子的活性。成功构建了包含NLK基因上游启动子序列的荧光报告系统,经荧光素酶报告基因实验证明该重组质粒体具有转录活性。构建的NLK基因上游启动子报告基因载体为进一步研究NLK基因的转录调控机制奠定了基础。     

自发光转录激活子样效应因子的功能分析

目的:对转录激活子样效应因子(TALE)蛋白进行特异性标记.方法:通过分子生物学技术,在TALE蛋白的C-端融合了一种具有优异光学性能的萤光素酶.结果:融合蛋白不仅可对目的 DNA进行特异性识别,还可产生萤光素酶的特征光谱.结论:萤光素酶的融合不影响TALE蛋白的正常功能,其光谱信息有望成为分析TALE蛋白与DNA相互作用的特异性检测信号.     

不同亚型人SMYD3启动子转录活性比较

利用PCR方法克隆SMYD3两个亚型的启动子区域,并构建其荧光素酶报告质粒.转染COS-7细胞后,利用荧光素酶报告分析技术,对二者启动子的转录活性进行了检测和比较.结果显示:SMYD3亚型1启动子的转录活性要显著高于亚型2启动子,生物信息学分析提示其原因可能与含有转录因子E2F-1结合位点的串联重复序列有关.     

Cloning of aminopeptidase N promoter and its activity in hematopoietic cell and different tumor cell lines

Aminopeptidase N (APN) promoter region was cloned and sequenced from peripheral blood mononuclear cells. The recombinant reporter construct containing the promoter and luciferase gene, designated pXP1-APNLuc, was introduced into myeloblastic cell line, T lymphocyte cell line and various tumor cell lines. Luciferase assay showed that APN upstream promoter is myeloid-specific for high expression in myeloblastic cell line and much lower expression in T lymphocyte cell line. The promoter activity was relatively high in lung adenoma cell line compared with other tumor cell lines including hepatoma cell line, tong cancer cell line and esophageal cancer cell line in which the promoter activity significantly diminished or was almost undetectable. The characteristics of APN promoter may provide a new strategy for specific myeloprotection while tumor patients are being treated with chemotherapy and/or radiotherapy.     

建立利用萤光素酶快速检测细胞活性的方法

运用PCR的方法,从萤火虫萤光素酶基因载体 pGL4.26 扩增萤火虫萤光素酶基因片段,将其插入连接于原核表达载体pET24a 中,构建重组表达载体pET24a-Luc.经酶切鉴定及序列分析后,将重组载体转化到表达菌株大肠杆菌BL21（DE3） 中,获得阳性重组菌BL21/pET24a-Luc.IPTG诱导蛋白高效表达并通过镍柱亲和层析纯化萤火虫萤光素酶.该目的蛋白活性用Bright-GloTM试剂进行验证并用于建立一种基于测量ATP含量的检测细胞生物活性的方法.与传统的细胞生物活性检测试剂盒MTT,CCK-8以及Alamar Blue比较,该方法具有反应迅速、活力高、灵敏度好、生产方便的优点,具有实际应用的潜力.     

MEK5$\alpha $ 和 MEK5$\beta $ 调控 ${\bf Beclin}$ 1 启动子

Beclin 1是哺乳动物自噬相关基因, 调控自噬起始和自噬体成熟. 在肌肉分化过程中, Beclin 1 基因表达上调, 自噬增加; 此外 MEK5-ERK5 信号活化并调控成肌细胞分化. 因此, 在肌肉分化过程中, MEK5-ERK5 信号通路可能调控 Beclin 1 基因表达. 目的是阐明 MEK5 对成肌细胞 Beclin 1 基因启动子活性的调控. 将不同长度 Beclin 1 启动子片段克隆至荧光素酶报告基因载体pGL3-Basic并转染成肌细胞C2C12. 双荧光素酶报告基因检测实验结果显示, 含 Beclin 1 基因起始密码子上游 586 碱基对 DNA 片段的载体(p-354)具有强荧光素酶活性. MEK5$\alpha $显著增加 p-354 荧光素酶活性, 并有剂量依赖性; 而 MEK5$\beta $ 显著降低 p-354 荧光素酶活性. MEK5$\beta $能够拮抗 MEK5$\alpha $对 p-354 荧光素酶活性的调控. 与 MEK5 对 Beclin 1 基因启动子调控结果一致, MEK5$\alpha $CA 上调细胞Beclin 1 mRNA 表达, MEK5$\beta $DD 下调 Beclin 1 mRNA 表达, 并且 MEK5$\beta $DD 抑制 MEK5$\alpha $CA 对 Beclin 1 mRNA 表达的促进作用. 此外, 转录因子 CREB 家族成员 CREB3, CREBP 和 CREBL1 能够显著上调 p-354 荧光素酶活性. CREB3 呈剂量依赖性显著上调 p-354 荧光素酶活性, 并与 MEK5$\alpha $ 具有协同效应. MEK5$\alpha $ 和 MEK5$\beta $ 对 Beclin 1 启动子具有不同调控作用, CREB 可能是其下游效应因子.     

Microbial starch-binding domains are superior to granule-bound starch synthase I for anchoring luciferase to potato starch granules

Microbial starch-binding domains (SBD) and granule-bound starch synthase I (GBSSI) are proteins which are accumulated in potato starch granules. The efficiency of SBD and GBSSI for targeting active luciferase reporter proteins to granules during starch biosynthesis was compared. GBSSI or SBD sequences were fused to the N- or C-terminus of the luciferase (LUC) gene, via an artificial Pro-Thr encoding linker sequence. The genes were introduced into an amylose-free (amf) potato mutant. It appeared that SBD was superior to GBSSI as a targeting sequence, mainly because the luciferase retained higher activity in the SBD-containing fusion proteins than in the GBSSI-containing ones.     

Structural basis for the spectral difference in luciferase bioluminescence

Fireflies communicate with each other by emitting yellow-green to yellow-orange brilliant light. The bioluminescence reaction, which uses luciferin, Mg-ATP and molecular oxygen to yield an electronically excited oxyluciferin species, is carried out by the enzyme luciferase. Visible light is emitted during relaxation of excited oxyluciferin to its ground state. The high quantum yield of the luciferin/luciferase reaction and the change in bioluminescence colour caused by subtle structural differences in luciferase have attracted much research interest. In fact, a single amino acid substitution in luciferase changes the emission colour from yellow-green to red. Although the crystal structure of luciferase from the North American firefly (Photinus pyralis) has been described, the detailed mechanism for the bioluminescence colour change is still unclear. Here we report the crystal structures of wild-type and red mutant (S286N) luciferases from the Japanese Genji-botaru (Luciola cruciata) in complex with a high-energy intermediate analogue, 5'-O-[N-(dehydroluciferyl)-sulfamoyl]adenosine (DLSA). Comparing these structures to those of the wild-type luciferase complexed with AMP plus oxyluciferin (products) reveals a significant conformational change in the wild-type enzyme but not in the red mutant. This conformational change involves movement of the hydrophobic side chain of Ile 288 towards the benzothiazole ring of DLSA. Our results indicate that the degree of molecular rigidity of the excited state of oxyluciferin, which is controlled by a transient movement of Ile 288, determines the colour of bioluminescence during the emission reaction.     

细胞ATP检测试剂的优化及其灵敏度的测定

为配制细胞ATP检测试剂并检测其灵敏度,按照常规报告基因分析试剂配制方法,将其中主要成分Luciferase(荧光素酶)和Luciferin(荧光素)及ATP浓度进行倍比稀释后找到最适合反应的最佳浓度值;按照最佳浓度配制反应液,将ATP浓度倍比稀释测定报告基因数值并绘制标准曲线,分析检测灵敏度;另外选取肿瘤细胞株H1299,倍比稀释后裂解细胞应用配制好的反应液进行ATP检测,分析最低检测细胞数。结果:Luciferase和Luciferin最佳反应浓度分别为1.25μg/mL和87.5μmol;按照最佳浓度配制反应液后,绘制ATP浓度标准曲线,找到ATP检测最低线为10-12mol/L,可以检测到H1299细胞最低值为100个。说明本实验配制的细胞ATP检测试剂灵敏度高具有良好的应用价值。