铜、锌、镉胁迫下玉米幼苗金属硫蛋白的响应

为研究Zn2+、Cu2+、Cd2+金属离子诱导玉米产生金属硫蛋白,采用实验室溶液培养的方式,通过不同浓度Zn2+、Cu2+、Cd2+(0.05、0.5、1.0、2.0、4.0、8.0、16.0 mmol/L)胁迫下,采用电感耦合等离子体(ICP-MS)测定玉米叶金属硫蛋白(MT)的诱导合成量。随着金属离子浓度的升高,MT的含量呈现先升高后下降的趋势。锌、铜、镉胁迫浓度分别为8.0、0.05和0.5 mmol/L时,玉米叶片中MT含量最高,当铜、镉离子浓度大于2 mmol/L浓度时,玉米出现了一定程度的死亡。研究结果表明玉米可作为锌、铜、镉污染的标志物。     

金藻富含半胱氨酸蛋白质CRP1的重组表达和功能分析

金属硫蛋白(Metallothionein,MT)是动物、植物和微生物中广泛存在的一种小分子蛋白,富含半胱氨酸,具有维持细胞代谢中金属离子稳态和应激条件下重金属离子解毒的功能。文章从金藻Poterioochromonas malhamensis中鉴定了一种新的PmCRP1基因。该基因全长396bp,无内含子,编码131个氨基酸,富含26个半胱氨酸。PmCRP1蛋白的半胱氨酸残基主要排列形式有CCC,CXCC,XCCX,CXC,XXCXX(C是Cys;X是Cys以外的任何氨基酸残基)。这种保守的半胱氨酸排列形式,与金属硫蛋白类似。实时荧光定量分析表明Cd2+,Cu2+,Zn2+,Pb2+,Hg2+离子未能诱导PmCRP1基因表达上调。构建重组质粒pSUMO-PmCRP1并转化大肠杆菌BL21,获得PmCRP1的重组表达。大肠杆菌BL21/pSUMO-PmCRP1对Cd2+,Cu2+,Zn2+耐受性提高。表明PmCRP1具有螯合重金属离子能力,可能是一种新的金属硫蛋白,可用于环境中重金属离子的生物去除。     

Hg2+、Cd2+及其联合胁迫对伊乐藻的生长及POD和SOD活性的影响

利用水族箱实验研究了伊乐藻的现存量以及POD和SOD活性在Hg2+、Cd2+及其联合胁迫下的响应特点.结果表明:Hg2+和Cd2+对伊乐藻的联合毒性大于单一的毒性;在Hg2+20μmol.L-1,或Cd2+80μmol.L-1,或Hg2++Cd2+50μmol.L-1([Hg2+]/[Cd2+]=1/4)时,植物现存量增加的百分比与金属离子浓度负相关;高于上述浓度时,植物现存量减少的速率明显降低.POD和SOD活性的变化趋势相似,在6 h时,其活性在低于40μmol.L-1的Hg2+、或160μmol.L-1的Cd2+、或50μmol.L-1的Hg2++Cd2+胁迫下逐步升高,而在72 h时,相应的胁迫浓度则降至10μmol.L-1、40~80μmol.L-1和25μmol.L-1.     

α-生育酚琥珀酸酯对乳腺癌细胞中IAPs家族蛋白表达的影响

目的检测α-生育酚琥珀酸酯(-αTOS)对MCF7和MDA-MB-453乳腺癌细胞增殖以及细胞中凋亡抑制蛋白家族(IAPs)表达的影响。方法采用四甲基偶氮唑蓝(MTT)法测定-αTOS对人乳腺癌细胞MCF7和MDA-MB-453增殖的抑制作用,细胞分别接种于96孔板后用浓度为51、0、255、0、75、1001、25和150μmol/L的-αTOS处理48 h后检测;细胞经50μmol/L、100μmol/L-αTOS处理122、4、48 h后,用RT-PCR的方法检测细胞内c-IAP1和c-IAP2 mRNA的转录水平;用Western Blot的方法检测c-IAP1和c-IAP2的蛋白质表达水平。结果-αTOS对人乳腺癌细胞MCF7和MDA-MB-453有显著的增殖抑制作用,并表现为剂量依赖性,-αTOS对MCF7和MDA-MB-453的IC50值(细胞半数死亡的药物浓度)分别为132μmol/L和74μmol/L;RT-PCR结果显示,-αTOS使两个细胞系的c-IAP1的转录水平显著下降,且呈时间依赖性;但对c-IAP2的转录水平没有明显影响;Western Blot的结果发现-αTOS使得这两种细胞系的c-IAP1蛋白质翻译水平也呈下降趋势,该结果与mRNA转录水平下降相一致,对c-IAP2蛋白质的表达几乎无影响。因此,α-TOS可能通过抑制c-IAP1蛋白的表达而抑制MCF7和MDA-MB-453乳腺癌细胞的生长增值,a-TOS有望开发成为新的预防和治疗乳腺癌的有效药物。     

GFP遗传改造四膜虫细胞的构建及其对重金属污染的荧光响应

为了获得可用于检测环境中多种重金属污染的遗传改造生物细胞,将具有重金属诱导特性的金属硫蛋白基因MTT1启动子和外源报告基因绿色荧光蛋白gfp的融合序列,通过基因枪法转染嗜热四膜虫细胞。经同源重组和巴龙霉素抗性筛选,获得稳定的GFP遗传改造四膜虫细胞株。该细胞株经Cd~(2+)诱导,MTT1启动子可启动外源基因gfp正确表达,在蓝光激发下可发绿色荧光。GFP遗传改造四膜虫细胞对重金属离子的荧光响应效应由大到小依次为Cd~(2+),Cr~(6+),Hg~(2+);响应浓度范围和具有剂量-效应关系的浓度范围由大到小依次为Cd~(2+),Hg~(2+),Cr~(6+);最低检测限由大到小依次为Cr~(6+),Hg~(2+),Cd~(2+),而对Cu~(2+)无荧光响应效应。因此,GFP遗传改造四膜虫可作为环境中Cd~(2+)、Hg~(2+)和Cr~(6+)污染的生物检测细胞。     

过氧化氢诱导前列腺癌PC3细胞HSP60表达和Akt蛋白磷酸化的研究

以不同浓度H_2O_2刺激PC3细胞24h,应用MTT法分析细胞活力变化,并采用蛋白印迹方法检测HSP60蛋白、Akt蛋白(总Akt蛋白)和磷酸化Akt蛋白的表达水平.结果表明,15.625μmol/L的H2O2可诱导PC3细胞内HSP60表达显著升高(p0.05),7.312μmol/L和15.625μmol/L的H_2O_2均会导致磷酸化Akt蛋白的量显著下降(p0.01),但该两种浓度的刺激对细胞内总Akt蛋白量并无显著影响(p0.05).     

毛葱的镉吸收积累及亚细胞分布特征

采用营养液培养法、亚细胞组分差速分离技术和电感耦合等离子体发射光谱技术(ICP-AES),研究不同浓度Cd2+(1、10、100μmol/L)胁迫下,毛葱幼苗不同部位Cd、Fe、Mn、Cu、Zn等金属元素吸收积累的特点,以及根和叶中Cd的亚细胞分布状况.结果表明:(1)随着营养液中Cd2+浓度的增加,毛葱根、茎、叶各器官中Cd的含量均显著增加,Cd主要集中在根部,向地上部分的运输量很少;(2)Cd的吸收积累改变了根、茎、叶中Fe、Mn、Cu、Zn等矿质元素的含量;(3)叶和根各亚细胞组分中Cd的含量为:细胞壁组分细胞质可溶性组分细胞核、叶绿体组分线粒体组分;(4)随着营养液中Cd2+浓度的增加,细胞壁和细胞质组分中Cd增加的幅度远远大于线粒体、细胞核和叶绿体组分,Cd在细胞壁和细胞质组分中的分配比例呈上升趋势,在线粒体、细胞核及叶绿体中的比例呈下降趋势.这说明植物吸收的Cd主要积累在根部,细胞水平上,多数的Cd被细胞壁沉淀螯合和液泡区室化,避免了Cd对新陈代谢旺盛的亚细胞组分的影响.     

柠檬醛诱导的拟南芥抗旱性及差异表达基因分析

本研究旨在探讨柠檬醛在植物抗旱方面的潜在应用价值.以不同浓度的柠檬醛处理拟南芥,我们发现200μmol/L柠檬醛处理的拟南芥在随后干旱胁迫下的存活率高达80%,而未经柠檬醛处理的对照组只有40%左右.转录组测序(RNA-seq)分析发现经200μmol/L柠檬醛处理后有230个差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),DEGs在GO功能注释和KEGG通路中分别显著富集为应激反应和内质网中的蛋白质加工,且上调表达的DEGs许多都与热激蛋白家族相关.从中挑选4个(AT1G07400,AT2G26150,AT4G25200,AT4G12400)进行RT-qPCR验证,发现其反映的表达水平和RNA-seq数据一致.本研究表明200μmol/L柠檬醛处理可以诱导拟南芥产生抗旱性,并可能通过热激蛋白使干旱胁迫后部分解折叠的功能蛋白恢复生理活性状态,从而使拟南芥显示出对干旱更强的耐受性和抵抗力.     

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.     

外源Ca对旱柳Cd毒害的缓解作用

为了探究Cd胁迫对旱柳的毒害以及外源Ca的缓解作用,以一年生旱柳枝条为水培材料,设置对照组、Ca处理组(Ca2+浓度为5 mmol/L)、Cd处理组(Cd2+浓度为50μmol/L)和Ca+Cd处理组(Ca2+和Cd2+浓度分别为5μmol/L和50 mmol/L)4个处理组,研究Cd胁迫环境中的旱柳在添加了外源Ca后光合色素含量、光合生理、保护酶系统和丙二醛含量等的变化.结果表明:①Cd胁迫作用下,旱柳叶片的光合色素含量明显减少,在添加外源Ca后光合色素含量显著增加;②Cd处理会降低旱柳光合作用参数进而影响旱柳的光合作用进程,而Ca+Cd处理组中各项光合作用参数有明显恢复;③Cd处理会诱导保护酶活性的升高并增加MDA含量,外源Ca的添加则会降低保护酶活性和MDA的含量.因此认为,外源Ca的添加可以有效缓解Cd胁迫对旱柳的毒害作用.     

茶树早期光诱导蛋白1基因的克隆和表达分析

报道了茶树早期光诱导蛋白1基因(CsELIP1)的cDNA和DNA序列的克隆.该基因编码蛋白含190个氨基酸残基,其基因组序列含有两个内含子(长度分别为129和855 bp).表达分析显示,CsELIP1的mR-NA水平在常温加较强光照(200μmol.m-2.s-1)和低温(5℃)弱光时上调都较少,但在5℃加200μmol.m-2.s-1时被强烈上调,表明CsELIP1的表达可能有一种在其他植物ELIP基因表达中存在的PSⅡ光合效率介导的调节方式.也暗示CsELIP1基因的生理作用可能涉及到茶叶细胞的光保护作用.     

酵母细胞表达金属硫蛋白对铅离子的吸附研究

根据人肝金属硫蛋白的基因序列,结合酿酒酵母菌密码子使用规律,改造并合成了可在酵母细胞内高效表达的金属硫蛋白基因,并将该基因转入酵母细胞内进行了表达.以野生型菌株为对照,初步测定了酿酒酵母INVSC1-mt菌株对pb2+的吸附作用.研究结果表明,金属硫蛋白基因的表达有助于提高酿酒酵母细胞对pb2的吸附作用,其最大吸附量比野生型菌株提高了11％.同时,酿酒酵母INVSC1-mt菌株吸附pb2+的速度较快,在30 min时,其吸附率就达到了96.03％,吸附量为5.76 mg/g湿重细胞.而野生型菌株至120 min时,其吸附率才达到90.44％.     

海洋灰绿曲霉AgveA基因响应盐度胁迫的功能分析

通过染色体步移方法克隆了基因AgveA、AgfphA、AglreA和AglreB的上下游侧翼序列,并通过逆转录确定了各个基因的内含子序列。通过实时荧光定量PCR发现,基因AgveA转录受盐度胁迫的作用下调较明显,而AgfphA、AglreA和AglreB上调较明显。通过构建打靶质粒以敲除AgveA,最终成功构建了基因缺失株ΔAgveA,并从菌丝形态、菌落形态、菌丝生长速率和细胞发育表型4个方面进行了基因功能分析。结果表明,菌株ΔAgveA的菌丝形态并未产生明显变化,而菌落的边缘存在残缺,菌丝生长速率在生长后期加快;细胞发育模式产生明显改变,AgveA基因的缺失导致海洋灰绿曲霉在高盐度胁迫条件下子囊果的合成完全受阻,而在低盐度胁迫条件下产生分生孢子的同时也形成了极少量的子囊果。     

四膜虫金属硫蛋白MTT2在大肠杆菌中的表达与纯化

金属硫蛋白是一种在多种生物中存在的多功能蛋白,纤毛虫金属硫蛋白在结构和功能上具有物种特殊性。从四膜虫Tetrahymena elliotti中鉴定到一种新的金属硫蛋白基因Te-MTT2,该基因全长273bp,无内含子,编码90个氨基酸。为了分析Te-MTT2的功能,分别构建了重组质粒pGST-Te-MTT2和pSUMO-Te-MTT2并转化大肠杆菌BL21.0.05mmol/L IPTG诱导大肠杆菌BL21/pGST-Te-MTT2和BL21/pSUMO-Te-MTT2表达融合蛋白GST-Te-MTT2和SUMO-Te-MTT2.GST-Te-MTT2的表达量占到总蛋白的16.7%,其中29.9%可溶;SUMOTe-MTT2的表达量占到总蛋白的14.2%,其中76.2%可溶。SUMO-Te-MTT2经Ni柱亲和纯化获得电泳纯的蛋白。85℃,15min温浴后,SUMO-Te-MTT2蛋白在10mmol/L PBS溶液中稳定存在。结果表明SUMO表达系统提高了Te-MTT2的可溶性表达,Te-MTT2的表达纯化为进一步分析其生物学功能奠定了基础。     

高迁移率蛋白HmgB3和组蛋白Mlh1维持了四膜虫小核稳定性

高迁移率族蛋白(High Mobility Group protein,HMG)和组蛋白H1结合染色质DNA,在维持染色质的高级结构、基因组基因表达调控以及DNA修复等方面发挥重要作用。嗜热四膜虫细胞含有一个体细胞系的大核和一个生殖系的小核,小核特异定位的高迁移率蛋白HmgB3或组蛋白Mlh1的缺失并未引起生长期细胞的异常表型。本研究通过同源重组的方法构建了HMGB3和MLH1的双敲除细胞突变株ΔHMGB3ΔMLH1。突变细胞在营养生长期能够正常增殖,但对甲基磺酸甲酯较为敏感。缺对PCR检测发现突变株中小核染色体有缺失现象,并且不能完成有性生殖。有性生殖过程中,减数分裂后的小核异常降解。结果表明高迁移率蛋白HmgB3和小核组蛋白Mlh1共同维持了四膜虫小核的稳定性,并可能具有功能上的冗余性。     

拟南芥SnRK2.2/2.3激酶参与调节镉胁迫响应的机制探究

为探究拟南芥SnRK2.2和SnRK2.3基因对Cd胁迫响应的分子机制. 以野生型（WT）、双突变体SnRK2.2/2.3、过表达SnRK2.2和过表达SnRK2.3的转基因植物为材料,研究SnRK2.2和SnRK2.3基因与Cd胁迫响应的关系.发现过表达两个基因可以提高拟南芥对Cd的耐受性,表现为可以减少Cd、丙二醛（MDA）及活性氧（ROS）的累积量,增加抗氧化酶CAT、POD和SOD的活性. qRT PCR结果显示在Cd胁迫下,两种过表达植株中铁转运蛋白IRT1和转录因子FIT、bHLH038和bHLH039表达水平受到明显抑制,ABA合成相关基因AAO3和NCED3的表达量显著上调.在Cd胁迫下,两种过表达植株中ABA含量显著高于WT和双突变体. 以上结果表明：拟南芥遭受Cd胁迫时,SnRK2.2和SnRK2.3基因通过下调IRT1基因表达从而减少植物对Cd的吸收,同时通过增加内源ABA含量来缓解Cd对植物的毒害.     

黄连素联合塔斯品碱衍生物对肝癌细胞迁移及凋亡的影响

应用MTT法检测黄连素联合Ta1722对SMMC-7721细胞活力的影响,以金正均法计算q值判断两药相互作用。根据细胞划痕实验与Hoechst染色实验,研究黄连素联合Ta1722对SMMC-7721的迁移及凋亡的影响。使用western blot检测迁移和凋亡相关蛋白表达。黄连素浓度在3.125~25μmol/L范围内、Ta1722浓度在20μmol/L时,两者为协同作用,黄连素联合Ta1722对SMMC-7721细胞的迁移无明显作用,迁移相关蛋白NF-κB,CXCR4,MMP2,MMP9表达无明显变化。黄连素联合Ta1722可诱导SMMC-7721细胞凋亡,上调P53,上调促凋亡蛋白Bax,下调抑凋亡蛋白Bcl-2。黄连素联合Ta1722对SMMC-7721细胞的迁移无明显作用,但可诱导SMMC-7721细胞凋亡,其机制可能是其上调抑癌基因P53的表达,从而导致促凋亡Bax上调,抑凋亡蛋白Bcl-2下调有关。     

利用寡核苷酸芯片进行拟南芥SO2胁迫基因表达谱分析

运用拟南芥寡核苷酸芯片ATH1,分析SO2胁迫对拟南芥基因表达谱的影响.在22 810个探针中共检出30 mg*m-3SO2胁迫组与对照组间表达改变1倍以上的基因494个,其中上调220个,下调表达274个,主要涉及与细胞代谢(189个)、结合(177个)、转录调控(74个)、结构分子(55个)、信号转导(53个)、物质运输(39个)等功能相关的基因.胁迫组中与细胞防御相关的基因,包括防御酶基因、病程相关蛋白PRs和细胞壁防御相关基因等表达上调.结果表明,SO2胁迫时植物细胞能够通过对基因转录的调控,从分子水平上改变细胞的生理过程,提高植株对逆境的适应性.     

双金属Hg2+和Cu2+对木瓜蛋白酶活性与构象的影响

研究双金属Hg2+和Cu2+对木瓜蛋白酶活性与构象的影响.利用FT-IR、荧光发射以及紫外吸收光谱探讨Hg2+和Cu2+处理与木瓜蛋白酶二级结构变化的关系.研究结果表明:金属离子与木瓜蛋白酶活性之间存在剂量-效应关系,表现出低剂量促进,高剂量抑制的Hormesis现象.低浓度下,双金属Hg2+和Cu2+表现出协同激活效应;高浓度下,Cu2+的添加屏蔽了Hg2+的抑制作用.双金属离子浓度为10-6 mol/L Hg2+和10-8 mol/L Cu2+时,对酶的激活效应最大,其处理的木瓜蛋白酶的有序结构(α-螺旋和β-折叠)含量最高,二级结构最稳定,酶与底物亲和力最强,活性最高.当双金属离子浓度为10-4 mol/L Hg2+和10-4 mol/L Cu2+时,其抑制力最强,处理的木瓜蛋白酶有序结构含量最低,二级结构破坏,活性最低.木瓜蛋白酶分子构象的有序度与其活性呈正相关.     

基于Schiff碱结构的高效识别Cu~(2+)的比色化学传感分子

使用一个含Schiff碱结构的萘胺类衍生物作为比色传感分子L,通过紫外可见分光光度计进行金属离子的识别性研究.研究表明:L在乙醇与水(体积比1∶1)的溶液中能对Cu2+实现专一的选择性识别,溶液的颜色由黄色变为无色,可进行裸眼识别,L对Cu2+的最低检测限达到0.224μmol/L.通过Job’s曲线测试表明:L与Cu2+形成摩尔比1∶1的稳定配合物,且络合常数为1.483×105L·mol-1.