人线粒体RNA加工及调控

线粒体是细胞内氧化磷酸化(oxidative phosphorylation,OXPHOS)和合成三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)的细胞器,是细胞能量代谢的“动力工厂”。线粒体几乎存在于所有真核生物中,参与细胞凋亡、钙稳态以及先天免疫反应的调节等过程,对细胞行使正常的生理功能至关重要。线粒体是半自主细胞器,拥有自身的基因组DNA,编码37个基因,包括2个rRNA基因、13个m RNA基因和22个tRNA基因。线粒体的基因表达需要经过复杂的转录和转录后加工过程,包括多顺反子RNA的切割、RNA的修饰以及RNA的末端加工等过程。异常的线粒体RNA加工会导致线粒体RNA表达谱发生变化、线粒体翻译紊乱、线粒体功能失常等,从而造成多种线粒体相关疾病。本文综述了线粒体DNA的转录、RNA转录后加工以及影响RNA加工的因素方面的最新研究进展。

线粒体转移核糖核酸(mt-tRNA)的牛磺酸修饰——纪念邹承鲁先生百年诞辰

转移核糖核酸(tRNA)是转录后修饰种类最多和修饰最密集的RNA分子,特别是其反密码子环含有大量的修饰。线粒体具有相对独立的蛋白质合成系统,线粒体tRNA (mt-tRNA)全部由线粒体基因组编码。研究表明,5-牛磺酸甲基尿嘧啶核苷(5-taurinomethyluridine,τm5U)修饰只存在于高等真核生物mt-tRNA第34位,能够调节密码子和反密码子相互作用的精确性,控制翻译的速度和保真性。人类GTP结合蛋白质3(GTPBP3)和线粒体翻译优化蛋白1(MTO1)介导τm5U修饰,其缺陷可能引起线粒体脑肌病。本文综述了τm5U修饰及其修饰酶的生物学性质,为深入研究τm5U修饰的机制,及认识τm5U修饰缺陷导致线粒体疾病的致病机理提供一个新的视角。

哺乳动物氨基酰-tRNA合成酶的研究

1氨基酰-tRNA合成酶及哺乳动物细胞中氨基酰tRNA合成酶的特点 1.1氨基酰-tRNA合成酶催化的反应 氨基酰-tRNA合成酶家族（aaRS）参与生物体中的遗传解码过程.它们催化氨基酸与其对应的tRNA之间的酯化反应,生成氨基酰-tRNA参与蛋白质的生物合成,它反应的专一性确保了蛋白质生物合成的精确性.氨基酸与其对应的tRNA之间的反应发生在tRNA的3＇-末端腺苷酸核糖的2＇或3＇羟基上.根据aaRS一级序列中的特征结构花式（motifs）以及催化功能域拓扑结构,aaRS被分为两类.每类有10种aaRS.本文用氨基酸单字符或三字符后缀RS代表专一于某一氨基酸的氨基酰-tRNA合成酶.

大肠杆菌JM83精氨酰－tRNA合成酶基因的克隆、测序及表达

用聚合酶链反应（ＰＣＲ）以大肠杆菌ＪＭ８３基因组ＤＮＡ为模板，扩增了精氨酰－ｔＲＮＡ合成酶（ＡｒｇＲＳ）基因。将该基因重组到载体ｐＵＣ１８上转化到大肠杆菌ＴＧ１中，得到在转化子中ＡｒｇＲＳ的高表达。粗抽液中ＡｒｇＲＳ的氨酰化活力，ＴＧ１和ＴＧ１转化子分别为１．６５Ｕ／ｍｇ和２１０Ｕ／ｍｇ，后者为前者的１２７倍。ＤＮＡ顺序测定表明，与从大肠杆菌ＪＡ２００中克隆到的ＡｒｇＲＳ基因相比９１３位碱基为Ａ而不为Ｃ，这种变化使ＡｒｇＲＳ的３０５位氨基酸残基由Ｇｌｎ变为Ｌｙｓ，但这种改变不影响酶的活力。

邹承鲁先生320号大院的情结

1965年我考取中科院上海生物化学所的研究生．当我第一次踏进上海岳阳路320号的大门时．迎面大楼的建筑特色使人难忘．就像进入了一座科学殿堂。在这里集中了我国许多优秀的生物学家。他们作出了像人工合成结晶牛胰岛素这样的令世人瞩目的工作。在这个大院的原生理生化所大楼的三楼一间办公室．我第一次见到了我的第一位导师邹承鲁先生。邹承鲁先生已驾鹤西去．我失去了一位尊敬的老师．中国失去了一位杰出的爱国生物化学家。他的精神永存。

1997年度诺贝尔化学奖评介ATP合成酶和Na^+,K^+-ATP酶

瑞典皇家学会1997年10月15日在斯德哥尔摩宣布,将该年度的诺贝尔化学奖的一半,授予美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的博耶(Paul D.Boyer)和英国剑桥分子生物学医学研究委员会实验室的沃克(Jonh E.Walker),以表彰他们在阐明三磷酸腺苷(ATP)合成的酶学机制研究中所做的贡献;另一半则授予丹麦奥胡斯(Aarhus)大学的斯科(Jens C.Skou),因为他首先发现了输送离子的酶——Na^+,K^+—ATP酶。这三位诺贝尔化学奖得主共同完成了参与'高能'化合物腺苷三磷酸转化的有关酶的前期研究工作。

纤维素酶基因的克隆和表达

纤维素酶是可以分解纤维素的酶。纤维素的单体是葡萄糖,葡萄糖之间通过β-1、4糖苷键连接成纤维素的大分子。从理论上说纤维素水解后可以转变成葡萄糖。但由于天然纤维素为一不溶性聚合物,目前通过纤维素酶酶介途径利用纤维素废物与达到实用阶段还有一段距离。一般认为从纤维素到葡萄糖的转变需要β-1,4葡聚糖内切酶[E、C、3、2、1、4]、

酵母ENO2上游激活顺序对酵母LEU2表达的影响

本文将酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中编码烯醇化酶的基因之一ENO2的上游激活顺序嵌入穿梭质粒YEp13上酵母LEU2基因上游-405Hpa Ⅰ的酶切部位。LEU2为编码β-异丙基苹果酸脱氢酶基因。从而研究了酵母ENO2的上游激活顺序对酵母LEU2表达的影响。实验结果表明ENO2上游激活顺序不论正向或反向嵌入都激活LEU2的表达达四倍左右。有亮氨酸存在的条件下,LEU2的表达受到抑制。ENO2上游激活顺序在对LEU2表达的激活上并不受葡萄糖的诱导。提出了用ENO2上游激活顺序组建高表达系统的可能性。

单胺氧化酶

单胺氧化酶 (monoamineoxidase,MAO)是生物体内一种十分重要的酶 ,它在大脑和周围神经组织中催化一些生物体产生的胺 ,氧化脱氨产生过氧化氢 (H2 O2 ) .单胺氧化酶A和B基因的克隆清楚地证明了这些酶是由不同的多肽组成的 .单胺氧化酶A和B的基因定位于X染色体 (Xp11 2 3) ,都由 15个外显子组成 ,而且它们的内含子 外显子组织是完全一致的 .这些事实表明单胺氧化酶A和B的基因很可能从同一个祖先进化而来 .单胺氧化酶A和B具有不同的底物和抑制剂专一性 ,在生物神经递质代谢和行为方面具有不同的作用 .

绿色荧光蛋白

来源于水母Aequoreavictoria的绿色荧光蛋白 ( greenfluorescentprotein ,GFP)现已成为在生物化学和细胞生物学中研究和开发应用得最广泛的蛋白质之一 .其内源荧光基团在受到紫外光或蓝光激发时 (λmax=395nm ,小峰在 4 79nm )可高效发射清晰可见的绿光 .GFP的高分辨率晶体结构为了解和研究蛋白质结构和光谱学功能关系提供了一个极好的机会 .GFP已成为一个监测在完整细胞和组织内基因表达和蛋白质定位的理想标记 .通过突变和蛋白质工程构建的GFP嵌合蛋白在生理指示剂、生物传感器。

对青年科技“启明星”重在事业留人

今年市政府工作报告在谈到2012年主要任务时强调：要“激发全社会的创造活力，着力提升城市创新能力”，“努力让各类人才融入、喜爱、向往我们这座城市”，“青年是祖国的未来、民族的希望、决定着我们这座城市的前途命运”。

RNAi机器

小分子非编码RNA,以不同于蛋白质调控因子的全新方式,通过RNA干扰(RNAi),调控mRNA稳定性、蛋白质合成、染色质的组织和基因组的结构.由于可方便地施加和释放控制,RNAi已被广泛作为通过沉默作用研究基因功能的手段,并正在被应用于一些重大疾病的诊治.小分子RNA沉默作用的发挥依赖于一个由多种蛋白质因子组成的RNAi机器.在过去的几年中,对RNAi机器中重要蛋白质因子的结构功能,及它们在小向导RNA指导下沉默基因表达的分子机制等方面的研究都取得了诸多突破性的进展.

稀土离子对大肠杆菌亮氨酰-tRNA合成酶动力学性质的影响

采用含pTrc 99B/leuS2转化子的高表达菌株 ,简便快速地提取、纯化大肠杆菌亮氨酰 tRNA合成酶。对部分稀土离子参与下的氨酰化反应表观稳态动力学性质进行了研究。氨酰化反应所需的Mg2 + 有可能被稀土离子取代 ,脱镁tRNALeu1 与未脱镁tRNALeu1 对ATP和亮氨酸的表观Km 值明显不同。高浓度ATP对脱镁tRNA显示抑制作用 ,说明金属离子是氨酰化反应的底物之一。

稀土离子对tRNA熔融曲线和熔融温度的影响

采用光谱技术就稀土离子对大肠杆菌tRNALeu和酵母tRNAPhe的熔融曲线和熔融温度的影响进行了研究，结果表明：在低浓度（1-50μmol／L）条件，tRNAs在260nm的吸光度值随温度的升高而升高，稀土高于对tRNA分子结构起稳定作用；在较高稀土离子浓度，如在5mmol／RE3+或5mmol／LRE3+和2mm01／L精胺共同存在下，tRNAs在260nm的吸光度数值随温度的升高而降低，tRNA分子展现出的这种低色效应和反Tm现象说明结合到tRNA上的稀土离子对tRNA分子的二级结构起稳定作用。

大肠杆菌tRNA^(Leu)的提取、纯化及性质研究

采用高表达大肠杆菌ｔＲＮＡＬｅｕ菌株提取、纯化了亮氨酸等受体转移核糖核酸ｔＲＮＡＬｅｕ１和ｔＲＮＡＬｅｕ２．利用稳态动力学手段研究了ｔＲＮＡＬｅｕ１及脱镁ｔＲＮＡＬｅｕ１在不同稀土离子作用下与纯化亮氨酰－ｔＲＮＡ合成酶的氨酰化作用．ｔＲＮＡＬｅｕ１与亮氨酰－ｔＲＮＡ合成酶的结合及催化效率均受参与稀土离子的影响，表观Ｋｍ值有较明显的变化．结果表明，亮氨酰－ｔＲＮＡ合成酶催化的ｔＲＮＡＬｅｕ１氨酰化反应所需Ｍｇ２＋能够被稀土离子取代，但亲合性能不同．

氨酰-tRNA合成酶对tRNA的识别

氨酰 tRNA合成酶 (aaRS)与tRNA的相互作用保证了蛋白质生物合成的忠实性 .氨酰 tRNA合成酶对tRNA识别的专一性依赖于aaRS特定的催化结构域和tRNA分子特异的三级结构构象 .反密码子和接受茎 (包括 73位 )在大多数aaRS对tRNA分子的识别过程中起着关键作用 ,其他部位如可变口袋、可变 (茎 )环等 。

凝血因子Ⅷ

人凝血因子Ⅷ(抗血友病因子)是凝血内部级联途径(intrinsic clottingcascade)中起重要作用的血浆糖蛋白。A型血友病或称古典血友病是由于不正常的凝血因子Ⅷ引起的,10万名男性中发病率约为10—20人。近十年来,人们关于凝血因子Ⅷ,特别是它的基因和蛋白分子结构方面的知识日益增加。这篇综述总结了人凝血因子Ⅷ的结构和基因的分子克隆以及血友病的遗传诊断及治疗方面的新进展。

小RNA与蛋白质的相互作用

小分子调控RNA,包括siRNA(small interfering RNA)、miRNA(microRNA)和piRNA(piwi interacting RNA)、hsRNA(heterochromatin associated small RNA)等,是当前生命科学研究的前沿热点。越来越多的证据表明,这些小分子R N A存在于几乎所有较高等的真核生物细胞中,对生物体具有非常重要的调控功能。它们通过各种序列特异性的RNA基因沉默作用,包括RNA干扰(RNAi)、翻译抑制、异染色质形成等,调控诸如生长发育、应激反应、沉默转座子等各种各样的细胞进程。随着对这些小分子调控RNA的发现,一些RNase III酶家族成员、Argonaute蛋白质家族成员及RNA结合蛋白质等先后被鉴定为小RNA的胞内蛋白质合作者,参与小RNA的加工成熟和在细胞内行使功能。本综述简介一些RNA沉默作用途径中重要组分的结构和功能的研究进展。

头孢菌素酰化酶

氨基头孢烷酸（７ａｍｉｎｏｃｅｐｈａｌｏｓｐｏｒａｎｉｃａｃｉｄ，７ＡＣＡ）是医药工业合成大多数头孢菌素的重要原料．头孢菌素酰化酶（ｃｅｐｈａｌｏｓｐｏｒｉｎａｃｙｌａｓｅ，ＣＡ）催化头孢菌素Ｃ（ＣＰＣ）和戊二酰７氨基头孢烷酸（ＧＬ７ＡＣＡ）的水解反应，生成７ＡＣＡ．根据ＣＡ催化底物的不同，可将其划分为两类：ＣＰＣ酰化酶和ＧＬ７ＡＣＡ酰化酶．由ＣＡ的同源性、分子质量大小和基因结构，可以把头孢菌素酰化酶划分为五种；讨论了酶的基本性质．通过ＣＡ与Ｎ端亲核水解酶（Ｎｔｎ水解酶）的比较，推测ＣＡ属于Ｎｔｎ水解酶，并由此可以进一步理解它们的生理功能．

真核生物蛋白质翻译的内部起始机制

蛋白质翻译过程中，翻译的起始步骤是非常重要的．真核生物的翻译起始主要是通过依赖帽子结构的扫描机制进行的．近几年在翻译的研究工作中发现，在一些动物病毒中，蛋白质合成通过一种不同于扫描机制的内部起始机制起始翻译．用内部起始机制翻译的ｍＲＮＡ的５′端非翻译区有一个相对保守的结构，它在内部起始过程中具有重要作用，一些特异的蛋白质因子能够促进在特定位点起始翻译．