抗增殖蛋白的生物学作用及与线粒体氧化磷酸化的关系

抗增殖蛋白(又称Prohibitin,PHB)是一种在进化上高度保守的蛋白,广泛分布于细菌、酵母、果蝇、原虫及哺乳类动物的多种生物细胞中。抗增殖蛋白具有功能多样性,主要由核基因编码,定位于线粒体内膜、细胞核、细胞膜和基质中。由于其在线粒体上的特殊定位、结构和功能,近年来在与线粒体功能相关的研究中开始逐渐成为新的热点。针对抗增殖蛋白与线粒体的相关研究,系统阐述了抗增殖蛋白的生物学作用及其在线粒体氧化磷酸化过程中的重要作用。     

粗毛栓菌atp9基因的克隆、表达及序列分析

ATP合酶是生物体内能量代谢的关键酶,参与多种氧化磷酸化和光合磷酸化反应.atp9基因是ATP合酶的重要组成部分,其编码了ATP合酶A亚基上第9亚单位,与呼吸作用和光合作用密切相关.本研究利用atp9基因在进化过程中高度保守的特点,据已知近缘真菌基因序列,设计并合成了一对引物,以粗毛栓菌mRNA反转录得到的cDNA第一链为模板,PCR扩增得到atp9基因完整序列,并连接于原核表达载体pET32a(+)上.测序与序列分析表明:该克隆片段全长222 bp,共编码73个氨基酸,翻译的蛋白质分子量是7.35 kDa.转化大肠杆菌后经IPTG诱导,可高效表达外源融合蛋白,分子量大小与预测结果一致.经过同源比对和进化树分析,该克隆基因编码的氨基酸序列与可可丛枝病菌(Crinipellis perniciosa)和瓣环栓菌(Trametes cingulata strain ATCC 26747)中相对应的氨基酸序列相似度最高.本实验为未来进一步研究粗毛栓菌atp9基因和其蛋白功能,阐明其调控和作用机制奠定了基础.     

抗增殖蛋白在线粒体中生物学功能的研究进展

抗增殖蛋白(又称Prohibitin,PHB)是一种在进化上高度保守的蛋白,广泛分布于细菌、酵母、果蝇、原虫及哺乳类动物的多种生物细胞中,主要定位于细胞膜、线粒体内膜、细胞核中。由于其在线粒体上的特殊定位、结构和功能,近年来在线粒体中与功能相关的研究中逐渐成为热点,包括调控线粒体形态学变化、细胞能量代谢等。基于抗增殖蛋白在线粒体中的生物学意义,通过对基因结构、定位和功能的分析,系统阐述了其在线粒体中的重要作用,并对应用前景做出了展望。     

抗增殖蛋白与糖代谢和脂肪代谢关系的研究进展

抗增殖蛋白(又称Prohibitin,PHB)作为一种在进化上高度保守的蛋白,广泛分布于细菌、酵母、果蝇、原虫及哺乳类多种生物细胞中。抗增殖蛋白具有功能多样性,主要由核基因编码,定位于线粒体内膜、细胞核、细胞膜和基质中。由于其在线粒体上的特殊定位、结构和功能,已引起广泛关注。近年来,在与线粒体功能相关的研究中开始逐渐成为新的热点,包括维持线粒体形态功能,参与调解线粒体能量代谢等。针对抗增殖蛋白与线粒体的相关研究,阐述其在线粒体糖代谢和脂肪代谢中的重要作用,进一步说明抗增殖蛋白与能量代谢的关系。     

Calpain的激活与鱼藤酮导致的细胞凋亡

在缺氧或呼吸链抑制剂存在条件下,细胞的呼吸链受到抑制,线粒体的功能受到直接干扰,细胞色素C通过线粒体的外膜特异性通道进入细胞浆内,启动了procaspase-3等一系列凋亡因子,细胞发生与线粒体相关的凋亡。另一方面,因线粒体的功能被抑制,细胞内的钙离子浓度升高,calpain被激活并裂解细胞膜蛋白及细胞内的生物化学分子,促进了细胞凋亡的发生。鱼藤酮作为线粒体呼吸链complexI的抑制剂可导致细胞凋亡,其凋亡途径不仅与caspase介导的机制有关,还有可能与calpain有关。     

粟酒裂殖酵母SnoRNA snR90基因缺失株的筛选鉴定

snR90是在粟酒裂殖酵母中发现的一种单基因编码的box H/ACA类snoRNA.在利用遗传手段在粟酒裂殖酵母基因组中敲除了snR90基因后,通过选择性培养基、PCR、Northern杂交这一系列方法筛选鉴定出snR90基因缺失株.该基因缺失株ΔsnR90的成功构建对snR90功能的分析很有的意义.     

低氧对大鼠胃肠组织线粒体呼吸链复合物的抑制效应

为研究低氧环境对大鼠胃肠线粒体呼吸链复合物活性和自由基代谢的影响,将雄性Wister大鼠分别暴露于模拟5 000m海拔进行4,24,72h的低氧处理.取小肠和胃组织,采用分光光度法测定线粒体呼吸链酶复合物CⅠ~CⅣ活性,检测线粒体超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)的含量.结果表明,模拟高原低氧暴露4,24h可引起胃肠组织中线粒体呼吸链四种复合酶的活性明显降低(P0.01),而在72h后恢复为接近对照组水平(P0.05).低氧处理后胃肠组织的线粒体SOD活性明显低于对照组(P0.01),MDA含量高于对照组(P0.01).因此,高原低氧可抑制大鼠胃肠线粒体呼吸链组分的酶活性,该效应可能与低氧的直接作用和由此引起的氧化应激损伤有关.     

抗增殖蛋白的生物学功能及在线粒体疾病发病中的作用机制

抗增殖蛋白是一种在进化过程中高度保守的蛋白,其广泛分布于细菌、果蝇、酵母、原虫及哺乳类动物的多种生物细胞中,具有明显的抗增殖作用。抗增殖蛋白具有多种生物学功能,是细胞核内重要的转录调控因子,起到负调节细胞周期的作用,主要定位于细胞膜、线粒体内膜和细胞核中。鉴于抗增殖蛋白在线粒体中的特殊生物学功能研究,通过对线粒体疾病发病原理的科学分析,系统阐述了其生物学功能和在一些线粒体疾病中起到的重要作用。     

人线粒体蛋白编码基因C2ORF47在细胞增殖与凋亡中的作用初探

线粒体在真核细胞中扮演着重要的角色,其功能障碍与许多疾病的发生密切相关.在这项研究中,我们鉴定了一个有Tim44样结构域(Tim44-like domain)的人类线粒体蛋白编码基因C2ORF47(chromosome 2openreading frame 47).该基因是从人的睾丸组织中克隆出来的,在人体各种组织中广泛表达.序列比对和进化分析表明,该蛋白质和其同系物在脊椎动物中是保守的.采用免疫荧光技术,我们发现该基因产物定位于线粒体.过表达C2ORF47可以抑制细胞增殖.使用siRNA敲减内源的C2ORF47能促进细胞增殖.此外,敲减C2ORF47会导致糖和血清饥饿引发的细胞凋亡大幅减少.总之,在细胞增殖和由饥饿引发的细胞凋亡的调控中,该基因可能发挥重要作用.     

德汉劳绵蟹(Lauridromia dehaani)线粒体基因组测定及短尾下目系统发生分析

本研究使用高通量测序方法首次获得德汉劳绵蟹(Lauridromia dehaani)的线粒体基因组全序列,确定其线粒体基因组是一个环状DNA,全长15,755 bp,包含37条基因.通过分析比较德汉劳绵蟹线粒体基因组的tRNA二级结构、蛋白编码基因的碱基组成、起始/终止密码子和选择压力,发现trnS1缺失DHU臂,这种...     

胸膜肺炎放线杆菌Δlip40回复突变株的构建及鉴定

胸膜肺炎放线杆菌(APP)可引起猪胸膜肺炎,在一定程度上阻碍了养猪业的发展.目前,APP基因组中已得到有效鉴定的基因不足10%.为建立有效的APP功能基因研究体系,本文以前期构建的血清1型APP SLW01株外膜脂蛋白基因缺失突变株Δlip40为亲本,通过电转化法将携带有完整lip40基因的穿梭质粒pJFF-lip40导入Δlip40中,通过氯霉素抗性筛选获得回复突变株CΔlip40.对CΔlip40的生物学特性进行了初步分析发现,穿梭质粒可在APP中稳定遗传,并且APP生长能力未受穿梭质粒转入的影响.此外,SLW01和Δlip40对氯霉素高度敏感,但回复突变株CΔlip40较前两种菌株对氯霉素抗性明显增强,表明穿梭质粒pJFF224-XN抗性基因可在APP菌株中稳定表达.回复突变株CΔlip40的成功构建为分析脂蛋白Lip40致病机制提供了有效对照材料,本研究中建立的互补菌株构建系统以及APP抗性评价方法将有助于今后深入研究APP生物学特性及基因功能.     

生物信息方法分析灰霉菌衰退相关病毒蛋白的功能

利用Blast在GenBank数据库对BcDRV病毒相关基因进行简单定位和同源性检索分析,并对BcDRV病毒编码蛋白的结构进行分析和预测,同时在蛋白数据库中检索该蛋白所属家族蛋白线粒体病毒的RNA聚合酶信息,利用所得的结果以多序列比对的方式确立蛋白家族的进化关系, 建立进化树,并使用Interpro数据库详细的分析蛋白功能.     

alg3、vps1301、rad51基因缺失对粟酒裂殖酵母接合生殖的影响

为探寻alg3、vps1301、rad51基因缺失对粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)生长及接合生殖的影响,在25 ℃条件下,培养野生型和3种基因缺失的粟酒裂殖酵母,统计并分析其生长情况;将野生型和3种基因缺失菌株分别各自交配产孢,分析对比野生型和基因缺失菌株的接合生殖情况. 结果显示,生长实验中,25 ℃条件下,12 h内,野生型菌株、alg3Δ菌株、vps1301Δ菌株和rad51Δ菌株的平均生长速度分别为0.042 5 、0.009 8 、0.019 3 、0.036 9 OD₅₉₅/h. 结果提示,粟酒裂殖酵母缺失alg3基因后,其生长速度受影响最大.在细胞接合生殖实验中,3种基因缺失菌株产孢数目都出现异常,其中alg3Δ菌株产孢数与野生型表现出显著差异.同时,alg3基因和vps1301基因缺失后孢子长度与野生型存在极显著差异.结果表明,alg3基因缺失对粟酒裂殖酵母的接合生殖影响最大.综上所述,缺失上述3种基因都对粟酒裂殖酵母的生长和接合生殖有不同程度的影响,其中alg3基因缺失对其影响最严重,其次是vps1301基因,rad51基因对其影响最小.     

西瓜噬酸菌(Acidovorax citrulli)pilO基因的功能研究

细菌性果斑病是全世界范围内瓜类生产中的重要病害,其病原菌是西瓜噬酸菌(Acidovorax citrulli).细菌Tpye-IV菌毛的生物合成及功能由十几个基因参与调控,pilO是其中的一个基因.运用同源重组的方法,构建了西瓜噬酸菌AAC-3菌株Type IV菌毛结构蛋白编码基因pilO的功能缺失突变体菌株ΔpilO,对突变体的生长能力、运动能力、生物薄膜形成能力及致病力等进行了测定,同时对菌体形态进行观察.透射电镜观察结果显示突变体菌株不能形成菌毛.ΔpilO突变体菌株的生长基本不受影响,但是其运动能力显著下降,生物薄膜形成能力降低80%,致病力与野生型菌株相比下降了55%.本研究结果表明pilO基因在病原菌Type IV菌毛形成及其运动性和致病力等方面发挥重要作用.     

StyS激酶自磷酸化对Pseudomonas putida B3中靛蓝生物合成的调节作用

在恶臭假单胞菌Pseudomonas putida B3中,靛蓝生物合成关键酶基因styAB上游存在一个二元调控系统StyS-StyR。StyS蛋白属于激酶家族,是磷酸化信号转导的重要媒介,但激酶StyS的自磷酸化传导机制对靛蓝生物合成的调节作用尚未探明,因此,研究以Pseudomonas putida B3中激酶蛋白StyS作为研究对象,发现了两个磷酸化结合位点,构建了磷酸化位点突变株。通过分析野生菌株P. putida B3、styS基因缺失菌株P. putida B3-ΔstyS、styS基因回补菌株P. putida B3-ΔstyS-8和磷酸化位点突变株P. putida B3-ΔstyS-1之间的靛蓝产量及酶活发现,P. putida B3产量为10.14mg/L,P. putida B3-ΔstyS-8产量为3.63mg/L,磷酸化位点突变菌株无激酶活性且失去了产生靛蓝的能力。结果表明,StyS自磷酸化作用在靛蓝发酵体系中起重要作用。研究结果将为靛蓝生物合成途径的进一步研究提供参考。     

真核生物DNA连接酶Ⅲ的功能演化

DNA连接酶Ⅲ被认为只存在于脊椎动物,并在细胞核DNA的修复和线粒体DNA的复制和修复过程中发挥功能.虽然近来有关于无脊椎动物中存在着DNA连接酶Ⅲ的报道,但其功能演化及在无脊椎动物中的分布仍不清楚.为进一步探讨DNA连接酶Ⅲ的功能演化,进行了数据库搜索、线粒体定位信号(MLS)预测和功能位点保守性分析等.研究结果显示:DNA连接酶Ⅲ在变形虫、动物界和领鞭毛虫中广泛存在,但其在真菌界等发生整个蛋白或部分结构域的丢失;很多物种的DNA连接酶Ⅲ不含线粒体定位信号,因此,它们不太可能在线粒体中发挥作用,而参与细胞核DNA的修复是DNA连接酶Ⅲ较为古老和保守的功能.     

鲨鱼肝蛋白粗提物对大鼠肝线粒体抗氧化功能的影响

摘以400mg／kg2次腹腔注射硫代乙酰胺（TAA）建立大鼠急性肝损伤模型,并在注射TAA前1h以80mg／kg2次腹腔注射鲨鱼肝蛋白粗提物进行预防,研究了鲨鱼肝蛋白粗提物对大鼠肝线粒体抗氧化功能的影响。注射TAA后,大鼠肝脏线粒体腺苷二磷酸（ADP）诱导的氧消耗、呼吸控制率（RCR）、磷／氧比（P／O）、氧化磷酸化率均低于对照组,而预防组线粒体ADP诱导的氧消耗、呼吸控制率、P／O和氧化磷酸化效率均高于模型组;TAA降低了线粒体中谷胱甘肽、谷胱甘肽还原酶、谷胱甘肽过氧化物酶的水平,而鲨鱼肝蛋白粗提物则使线粒体中谷胱甘肽过氧化物酶和超氧化物歧化酶的水平明显升高,说明鲨鱼肝蛋白粗提物能部分修复线粒体受损的呼吸功能,增强线粒体抗氧化能力。     

线粒体呼吸链抑制剂对青蒿素代谢速率的影响

线粒体呼吸链在青蒿素抑制酵母的过程中起重要作用。为了研究线粒体呼吸链对青蒿素代谢的影响,利用不同的抑制剂抑制线粒体呼吸链,用薄层层析法检测青蒿素代谢速率。结果表明:还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)脱氢酶抑制剂(DPI)可以减缓酵母细胞和疟原虫细胞对青蒿素的代谢,而呼吸链复合物Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的抑制剂对青蒿素消耗没有明显影响。NADH脱氢酶在青蒿素代谢中起重要作用,NADH脱氢酶结构上存在巨大差异。这也为解释青蒿素的物种选择性毒性提供了线索。     

人类线粒体转录终止样因子融合蛋白的构建与表达研究

在前期工作中,采用EST介导的定位克隆策略,克隆了一个人类线粒体转录终止样因子,为进一步研究其结构与功能的关系,构建了含该基因全长编码区的pET-28b的表达载体,经大肠杆菌中诱导表达获得含该基因的融合蛋白.用此融合蛋白注入小鼠制备多抗血清,为深入研究该基因的功能奠定了基础.     

小鼠线粒体DNA中一个新的R-loop结构的发现

哺乳动物线粒体DNA的D-loop区是其复制和转录的起始区域,其中D-loop重链RNA(DH-RNA)与复制和转录功能密切相关.但轻链RNA(DL-RNA)被认为没有重要的功能,因此几乎没有有关D-loop区的轻链RNA的研究.文中研究发现一个DL-RNA存在于小鼠线粒体D-loop区.研究表明这个DL-RNA跨越了几乎整个D-loop区,并且能够耐受RNase A和RNase T1酶的切割,但对RNase H酶敏感.在这种RNA存在的情况下,D-loop的DNA不能被HaeⅢ酶切割.这些结果意味着新发现的DL-RNA能同D-loop区的DNA形成三链结构,并且能使其对应区域的DNA不被限制性内切酶消化.在以细胞色素b基因为对照的实验中没有发现类似的结构,证明这一结构不是RNA转录过程中形成的临时结构.考虑到D-loop区是线粒体DNA复制和转录的重要调控区,这个新奇的三链RNA-DNA复合物可能在线粒体DNA复制和转录中扮演了重要角色.