牛金属硫蛋白基因序列测定及结构分析

金属硫蛋白(Metallothionein,简称MT)是一类能特异性地结合重金属,并富含半胱氨酸的低分子量蛋白质,它们广泛地存在于从酵母到人类的真核细胞生物体中。MT基因是动物细胞基因表达调控中一直受人重视的实验模型。为了在转基因家畜的研究中提供可诱导的调控元件,我们克隆了牛金属硫蛋白基因(bMT),并发现牛的MT基因家族至少含有4个成员。本文对其中一个具有功能的基因(bMTc)进行了序列测定,在此基础上对该基因的结构特性作了分析。     

大鼠脾淋巴细胞金属硫蛋白基因的诱导表达及其与核骨架的关系

金属硫蛋白(metallothionein,MT)是一类低分子量(约6.5kD)富含半胱氨酸的金属结合蛋白。虽然现已发现MT广泛存在于哺乳动物多种组织中,但目前多采用组织匀浆提取MT后借助有关生化手段进行检测。潘爱华和陈吉龙对MT在大鼠几种组织细胞中的确切定位进行了研究。Onosaka等测定表明人脾脏中含有MT,对于MT在脾中的确切定位仍不清楚。此外,引人注目的是MT基因的诱导性,即在重金属或糖皮质激素等因素的诱导     

耐辐射球菌抗氧化系统中的一个新成员dr1127

构建了一个耐辐射球菌(Deinococcus radioduran)未知基因dr1127的功能缺陷株MT1127. γ射线和H₂O₂处理R1和 MT1127的结果表明, dr1127基因的缺失影响了耐辐射球菌的辐射抗性和氧化抗性. 测试了指数生长期和稳定期的R1株和 MT1127株的细胞提取物活性氧自由基清除能力, 结果发现, 无论是超氧阴离子、H2O2还是羟自由基, MT1127株均表现为更弱的自由基清除能力, 这些结果与前面的生存率实验结果相吻合, 也在一定程度上帮助我们理解dr1127基因的功能. 同时, 在大肠杆菌BL21 (DE3)系统中成功表达了dr1127基因产物, 纯化得到46 kD的蛋白产物, 利用Fe²⁺-H₂O₂氧化损伤系统, 检测到DR1127蛋白在体外保护DNA免受氧化损伤的功能, 并测到该蛋白能通过结合双链DNA的方式来实现保护DNA的功能. 本研究揭示了dr1127基因在氧化损伤胁迫中的功能, 为耐辐射球菌庞大而又复杂的抗氧化系统增添了新的成员, 也为深入研究耐辐射球菌的超强辐射抗性开辟了一个新的研究思路.     

大蒜金属硫蛋白家族新成员AsMT2b在镉离子胁迫下的功能分析

利用RACE方法, 从大蒜(Allium sativum)幼苗中克隆到一个MT基因家族的新成员, 命名为AsMT2b. AsMT2b全长520 bp, 编码80个氨基酸, 具有type 2 MT蛋白的结构特征, 但其Cys的位置和排列方式与其他type 2 MT蛋白具有明显差异. RT-PCR结果表明, 该基因与其他 type 2 MT的表达模式不同, 只有在CdCl₂的胁迫强度增加到一定程度时才增强表达. 将AsMT2b在酵母细胞中表达后可以提高转化子对Cd的抗性. 同时AsMT2b在拟南芥中过表达后, 转基因植株对Cd抗性显著增强, 同时Cd的积累量也增加. AsMT2b在镉离子胁迫下的特性表明, 其在Cd污染土壤的植物修复中具有应用前景.     

MT在金属离子运输中的作用

金属硫蛋白(Metallothionein,简称MT)是一类低分子量(～6500D)、富含半胱氨酸(哺乳动物MT由61个氨基酸组成,其中20个为半胱氨酸)的金属结合蛋白.自从Margoshes首次从蓄积Cd的马肾中分离出该物质,已对其在Cd,Hg等重金属解毒中的重要性进行了大量的研究.最近的研究表明,除了肝、肾等实质性组织外,MT还广泛存在于血液、尿液和胆汁等细胞间液中.Nordberg最先通过色谱分离方法在载镉动物的血浆中监测到MT,后又被放射免疫法所证实,同时发现正常动物的血液中也含有MT.但是,关于血液MT的来源、     

拟南芥SRO1调节植物重金属汞胁迫应答

环境中重金属过量会限制植物的正常生长发育.本研究分离鉴定了一个拟南芥T-DNA插入突变体,其幼苗表现出对HgCl2高度敏感.分子遗传学分析发现该突变表型是SRO1基因突变所致;蛋白序列分析展示SRO1含有介导蛋白与蛋白互作的WWE结构域.进一步研究表明,sro1-1植株在HgCl2处理下,生长受到严重抑制,突变株表现出黄化、真叶减少等生长缺陷特征.电导率检测表明,突变体的细胞膜破坏比野生型更严重.利用DAB染色和激光共聚焦显微镜成像技术研究证明,突变体在重金属胁迫下积累更多的H2O2.定量RT-PCR证实在氧化和重金属胁迫下,sro1-1中一些与非生物胁迫相关的基因如APX1的表达明显受到抑制.GFP::SRO1转基因植物证明SRO1蛋白定位于细胞核中.另外,SRO1基因在植物多种组织中均有表达,且生长比较旺盛的组织表达水平更高.以上结果表明,SRO1基因在拟南芥响应重金属汞胁迫中发挥重要作用.     

铂(Ⅱ)化硫蛋白稳定常数的测定

金属硫蛋白(Metallothionein,MT)富含半胱氨酸,对 Zn~(2+),Cd~(2+),Hg~(2+)和Pt~(2+)等重金属离子具有很强的亲和力.研究发现,预先诱导体内合成金属硫蛋白,可以大大地降低顺铂的毒性.在注射顺铂后的大鼠的正常细胞和癌细胞中都监测到以铂化硫蛋白形式存在的Pt(Ⅱ).显然,深入研究铂配合物与MT的相互作用,对于阐明顺铂等的体内代谢,弄清其肾毒     

金属硫蛋白清除氧自由基的机理

金属硫蛋白(Metallothionein,简称MT)是一类低分子量(哺乳动物为6500),富含半胱氨酸(约占氨基酸残基的30％)的金属结合蛋白。大量研究表明,MTs广泛存在于各种生物体内,且具有高度的可诱导性。在重金属解毒、微量元素的代谢等方面发挥着重要作用。近年来,随着MT清除·OH和O_2~-等自由基的功能以及在多种疾病的发生与治疗中的作用的发现,越来越受到人们的重视。目前,关于MTs的结构与功能的研究已成为化学、生物学和临床医学等领域的重要研究课题之一。     

一种胡萝卜蔗糖转运蛋白基因家族新成员的分离及功能鉴定

培养基中蔗糖浓度的变化可以调控胡萝卜体细胞胚根的发育进程。为了分析在此过程中蔗糖的转运与体细胞胚根发育的相关性。利用RT－PCR获得胡萝卜蔗糖转运蛋白基因的探针,筛选蔗糖调控状态下的胡萝卜体细胞胚的cDNA文库,分离到蔗糖转运蛋白基因家族的一个新成员的全长cDNA,命名cSUT基因(GenBank注册号为AB036758）。对该基因的编码蛋白进行结构分析表明,其具有典型的12个跨膜结构域。在酵母中的表达分析证明,cSUT基因的编码蛋白有转运蔗糖的功能,转运活性受pH值影响较大,Km为9mmol/L,且对蔗糖的运输具有专一性,Northern杂交结果显示其主要在根部表达,且在蔗糖调控与解调控的胡卜体细胞胚发育的不同时相存在显著表达差异,推测cSUT基因与蔗糖的信号转导以及胚根的发育密切相关。     

海灰翅夜蛾核型多角体病毒P49蛋白的表达及其抑制细胞凋亡的机制

一个新克隆的海灰翅夜蛾核型多角体病毒（SINPV）的p49基因可抑制病毒感染引起的昆虫细胞Sf9的凋亡。用杆状病毒表达系统表达的P49蛋白的氨基酸序列与推导的氨基酸序列致,证明p49基因编码序列经克隆后能够正确表达。体内标记显示,p49基因在感染早期及晚期均可表达,以多角体基因启动子驱动p49基因的表达只是在晚期,但表达量明显高于wtSINPV合成的P49蛋白。研究结果证实,SINPV的p49基因像其他杆状病毒的凋亡抑制基因（p35)一样也是一个早期基因,但在晚期也可表达,与多角体基因启动子比较,p49基因的启动子是一个较弱的启动子。P49蛋白在体外可被人Caspase及家蚕Caspase所切割,切割后均产生约10和40ku的2个片段。P49蛋白又可明显抑制人Caspase-及家蚕Caspase对其特异底物的切割,证明P49的凋亡抑制与下游Caspase有关。     

导入玉米10 ku醇溶蛋白基因提高马铃薯块茎中含硫氨基酸的含量

通过ＰＣＲ技术扩增玉米１０ｋｕ醇溶蛋白基因编码序列和马铃薯Ｐａｔａｔｉｎ ｃｌａｓｓⅠ启动子。构建了Ｐａｔａｔｉｎ ｃｌａｓｓⅠ启动子驱动此醇溶蛋白基因的表达载体,经农杆菌介导的叶盘法转化马铃薯。ＰＣＲ和ＮＰＴⅡ活性分析证明,１０ｋｕ醇溶蛋白基因已整合到马铃薯基因组中。ＲＴ－ＰＣＲ分析表明,１０ｋｕ醇溶蛋白基因在转基因马铃薯块茎中得到表达。气生块茎和大田块茎的氨基酸分析发现,转基因马铃薯块茎中含硫     

利用土壤农杆菌将天花粉蛋白基因转入水稻植株并检测抗稻瘟病活性

通过土壤农杆菌方法将天花粉蛋白基因转化到水稻中,获得了具有单拷贝外源基因插入和表达的水稻再生植株,抗稻瘟病（Ｐｙｒｉｃｕｌａｒｉａ ｏｒｙｚａｅ）检测发现,接病菌后１个月内转天花粉蛋白基因植株在发病时间、发病植株数、发病叶片、发病后的植株生长状况等各项指标上与对照的转ＧＵＳ基因植株比较均有较大差异。在去除高温湿度的发病环境后,转天花粉蛋白基因植株的生长情况也明显优于对照植株,表明转基因水稻对稻温病     

水稻bZIP蛋白REB与水稻中sbe1和waxy基因5''''上游区的相互作用

水稻淀粉分支酶（SBE1）和结合淀粉粒的淀粉合成酶（GBSS）分别负责水稻胚乳中支链淀粉与直链淀粉的合成,编码这两个酶的sbel和waxy基因主要都在胚乳中表达.在水稻sbel基因5＇上游区中找到了一个能与水稻胚乳核蛋白结合的53bp片段C53,而且这种结合受到水稻waxy基因5＇上游区的Ha-2片段竞争.进一步的实验证明水稻bZIP蛋白REB可以结合sbel基因中C53片段中的2个ACGT元件G-box和Hex,并且REB也能结合waxy基因中Ha-2片段的3个ACGT元件:WG1,WG2和 WG3,其中WG1元件能强烈地竞争Hex元件与REB蛋白的结合.这提示水稻sbel基因与waxy基因在胚乳中的表达受到像REB这样的bZIP类转录因子的协同调控.     

抗小麦黄花叶病毒转基因小麦的获得及病毒诱导的基因沉默

利用Act1启动子和除草剂选择标记bar基因，构建了含有小麦黄花叶病毒外壳蛋白基因的植物表达载体，采用基因枪法导和小麦品系，经PCR和PCR－RFLP对转基因小麦T0代及T1代进行检测后，对阳性植株的后代株系（T2代）进行田间抗病性检测。结果表明，外源基因可以在后代中遗传，并且其中一个转基因株系的后代(P8-T2)对小麦黄花叶病毒呈现高度抗性，经Westernblot和RT－PCR检测发现，抗病转基因小麦体内外壳蛋白基因在病毒感染后的表达水平出现明显下降，认为所获得转基因小麦的抗性是由病毒诱导的基因沉默引起的。     

水稻金属硫蛋白基因家族成员对铅胁迫的应答及其在铅敏感酵母中的功能互补

金属硫蛋白(metallothionein, MT)是一类低分子量、富含半胱氨酸(Cys)、具有金属结合能力的蛋白质. 采用Northern杂交分析了水稻幼苗中重金属铅离子对10个水稻MT基因表达的影响. 结果显示, 在根中, 除了OsMT-Ⅰ-3b不表达外, 其他9个基因的表达均不同程度地受到Pb²⁺的影响, 其中OsMT-Ⅰ-1a, OsMT-Ⅰ-1b, OsMT-Ⅰ-2c, OsMT-Ⅰ-4a, OsMT-Ⅰ-4b和OsMT-Ⅰ-4c的表达大幅度增加, OsMT-Ⅰ- 2a和OsMT-Ⅰ-3a的表达有所增加, 而OsMT-Ⅰ-2b的表达则受到了抑制. 相比之下, 地上部分Pb²⁺只对其中的6个基因的表达有一定的诱导效应, 对OsMT-Ⅰ-1a, OsMT-Ⅰ-1b, OsMT-Ⅰ-4a及OsMT-Ⅰ-4b的表达没有明显作用. 分别把这10个基因在Pb²⁺敏感的酵母突变体中异源表达, 结果表明, 表达OsMT-Ⅰ基因的酵母细胞都在一定程度上提高了对Pb²⁺的耐受性. 上述结果揭示了Pb²⁺影响OsMT基因家族各成员在水稻幼苗中表达的特征, 以及OsMT-Ⅰs可以增强酵母突变体铅耐受性的描述, 同时也为进一步研究水稻MT基因家族应答Pb²⁺的分子机制奠定了基础.     

黄瓜花叶病毒复制酶基因的克隆及其植物表达载体的构建

黄瓜花叶病毒(CMV)是一种正链RNA病毒,在全世界分布很广,至少可侵染85科365属中的757种植物.将经过改造的CMV复制酶基因导入植物,可获得比导入外壳蛋白基因等抗性水平高、时间长的工程植株.本文首次报道了中国株系CMV复制酶基因的克隆及其核苷酸序列,构建了3’末端不同长度缺失的植物表达载体.     

外源基因在鱼类胚胎中表达与整合的时序

采用细胞核移植技术,以绿色荧光蛋白基因为报告基因,泥鳅为试验材料,研究了外源基因在鱼类胚胎发育过程中的表达与整合。结果表明,外源基因在鱼类胚胎中,从原肠胚期开始表达,与鱼类胚胎分化时期相吻合。转移的外源基因的表达时间与启动调控顺序有关;表达效率与基因构型有关,受体胚胎早期中未整合的环形质粒的表达效率高于线性质粒。外源基因的整合最早从囊胚期开始,并持续相当长的时间,两种不同结构的基因共转移时,其整合     

水稻紫黄质脱环氧化酶基因的克隆、体外表达及酶促反应

从水稻中克隆了紫黄质脱环氧化酶（VDE）基因，其全长cDNA序列为1887bp，编码446个氨基酸，其中转运肽长98个氨基酸，构建了该基因的原核表达载体pET-Rvde，在0.4mmol/L IPTG的诱导下，外源蛋白大量表达，其分子量与天然的VDE蛋白一致，表达量随诱导时间而增加。Western杂交表明表达蛋白与VDE的多克隆抗体有免疫反应，将表达蛋白用于紫黄质的脱环氧化反应，吸收光谱及HPLC分析结果表明，表达蛋白能在体外催化紫黄质转变成为玉米黄质和环氧玉米黄质。     

水稻bZIP蛋白REB与水稻中sbe1和waxy基因5′上游区的相互作用

水稻淀粉分支酶(SBE1)和结合淀粉粒的淀粉合成酶(GBSS)分别负责水稻胚乳中支链淀粉与直链淀粉的合成, 编码这两个酶的sbe1和waxy基因主要都在胚乳中表达. 在水稻sbe1基因5′上游区中找到了一个能与水稻胚乳核蛋白结合的53 bp片段C53, 而且这种结合受到水稻waxy基因5′上游区的Ha-2片段竞争. 进一步的实验证明水稻bZIP蛋白REB可以结合sbe1基因中C53片段中的2个ACGT元件G-box和Hex, 并且REB也能结合waxy基因中Ha-2片段的3个ACGT元件: WG1, WG2和WG3, 其中WG1元件能强烈地竞争Hex元件与REB蛋白的结合. 这提示水稻sbe1基因与waxy基因在胚乳中的表达受到像REB这样的bZIP类转录因子的协同调控.     

拟南芥根特异表达转录因子AtMYB305的鉴定及功能研究

AtMYB305是拟南芥MYB基因家族的成员之一,对其蛋白结构和DNA结合活性进行了分析鉴定,并对其表达特征和细胞内功能作了初步分析。AtMYB305含R2和R3的两个重复序列及MYB蛋白特有的其他氨基酸组成,凝胶阻滞实验证明,GST－AtMYB305融合蛋白能与含有MYB识别位点（TAACTG）的DNA片段发生特异结合。在裂殖酵母中过量表达AtMYB305蛋白产生单核长细胞,其染色体异常凝缩,半定量RT－PCR分析表明AtMYB305基因在拟南芥的根器官中特异表达。