基于GST-pull down的小G蛋白Rac1活性检测体系的建立

目的:根据人PAK1基因的p21结合结构域(PBD)能够特异结合GTP-Rac1的特性,构建GST-PBD原核表达质粒,并利用GST-pull down方法检测真核细胞内小G蛋白Rac1的活性。方法:将人PAK1基因的PBD结构域克隆到pGEX原核表达载体上,经诱导纯化得到GST-PBD融合蛋白,并通过GST-pull down实验评估该方法的特异性和准确性。结果:pGEX-PBD质粒构建成功;纯化得到的GST-PBD融合蛋白能够特异性地与激活形式的Rac1(GTP-Rac1)结合,并且能够准确反映血小板衍生生长因子刺激下细胞内Rac1的激活过程。结论:GST-PBD融合蛋白及其整套GST-pull down检测体系能方便有效地检测细胞内Rac1的活性。

GST-pull down技术筛选毛白杨天冬氨酸蛋白酶PtoAED3互作蛋白

【目的】天冬氨酸蛋白酶属于蛋白水解酶家族,为了解析毛白杨天冬氨酸蛋白酶PtoAED3在植物生长发育中的分子调节机制,利用GST-pull down联合质谱技术,对PtoAED3的互作蛋白进行鉴定和分析。【方法】通过同源克隆获得了毛白杨PtoAED3的CDS序列,构建含GST标签的原核表达载体pGEX-4T-PtoAED3。使用IPTG诱导GST-PtoAED3融合蛋白表达后,利用GST标签对PtoAED3蛋白进行纯化,纯化后的PtoAED3蛋白与毛白杨植株总蛋白共孵育,应用GST-pull down技术获得毛白杨总蛋白中与PtoAED3蛋白相互作用的候选蛋白,随后通过质谱技术对筛选到的候选蛋白进行鉴定与分析。【结果】通过质谱技术鉴定这些蛋白的氨基酸序列,共筛选出128个与PtoAED3特异性结合的候选互作蛋白,这些互作蛋白涉及到细胞进程、代谢过程、应激反应、生物调节、发育过程等多个生物学过程。【结论】通过GSTpull down实验联合质谱技术,筛选出毛白杨中与PtoAED3互作的候选蛋白,为研究毛白杨PtoAED3与底物或复合物的互作及其影响毛白杨生长发育的分子调节机制提供了初步方向。

一种基于荧光检测的GST-pull down改进方法的建立及对Atsttrin-TNFR2相互作用的分析

创建一种基于荧光检测的GST-pull down改进方法,用于蛋白质间相互作用分析.利用已确定具有相互作用的Atsttrin和TNFR2蛋白对作为实验对象,分别构建GST-Atsttrin和TNFR2-EYFP融合蛋白的原核和真核表达体系.将纯化的GST-Atsttrin与TNFR2-EYFP蛋白孵育后,经离心收集复合物,通过酶标仪检测其荧光值,从而分析Atsttrin和TNFR2间的相互作用.通过荧光值的检测成功分析了Atsttrin和TNFR2间的相互作用,荧光值的检测可代替传统方法中的Western blot分析,从而简化GST-pull down分析步骤、降低操作难度、并可对缺乏特异性抗体的靶蛋白进行有效地分析.

GST-pulldown技术在蛋白质相互作用中的应用

蛋白间相互作用在细胞的生命活动中起着关键作用,GST-pull down技术被广泛用于体外验证蛋白间的直接相互作用。GST-pull down技术既可用来验证已知蛋白间的相互作用,也可用来寻找与已知蛋白相互作用的未知蛋白。虽然该技术在体外验证蛋白间的相互作用上有着较强的特异性,但下结论时仍需慎重。本文就GST-pull down技术的原理及其应用及该技术在应用中需要注意的部分问题进行综述。

GST-pull down技术检测R-Ras活化蛋白抑制MCF7细胞迁移

目的运用GST-pull down技术检测真核细胞中R-Ras活化蛋白的表达,用以分析R-Ras活化蛋白影响细胞迁移的体外实验。方法筛选稳定表达pcDNA3.1、pcDNA3.1R-Ras和pcDNA3.1R-Ras38V的MCF7细胞系;同时构建pGEX6p1的融合蛋白表达载体,并使其在大肠杆菌BL21中大量表达用于GST-pull down实验。进一步用Western Blot检测MCF7细胞中活化的R-Ras蛋白的表达;然后用基底膜侵袭实验进一步分析稳转后R-Ras活化蛋白对细胞迁移的影响。结果成功获得融合蛋白的表达,用GST-Pull down和Western Blot技术检测出MCF7细胞中过表达活化的R-Ras蛋白。Transwell实验显示pcDNA3.1R-Ras38V组穿膜细胞数减少,与pcDNA3.1组和pcDNA3.1R-Ras组比较差异有统计学意义(P=0.0007、0.0065)。结论过表达活化的R-Ras蛋白抑制细胞的迁移,GST-pull down技术可以检测R-Ras的蛋白活化形式,为进一步深入研究R-Ras在真核细胞中的体外功能实验提供了保障。

长足大竹象信息素结合蛋白CbuqPBP2互作蛋白的筛选与验证

【目的】筛选长足大竹象(Cyrtotrachelus buqueti)信息素结合蛋白CbuqPBP2的互作蛋白,为实现利用信息物质对长足大竹象种群持续控制提供参考。【方法】利用GST pull-down联合质谱技术,对长足大竹象信息素结合蛋白CbuqPBP2的互作蛋白进行筛选、鉴定和分析,并采用酵母双杂交试验验证了CbuqPBP2与信息素结合蛋白CbuqPBP1的特异性互作。【结果】GST pull-down共筛选出45个与长足大竹象信息素结合蛋白CbuqPBP2特异性结合的候选互作蛋白,包括CbuqPBP1、ND2、CYTB。这些互作蛋白主要参与细胞过程、定位、代谢过程、应激反应以及生物调控等多个生物学过程。使用酵母双杂交体系,构建了pGADT7-PBP1重组猎物质粒与pGBKT7-PBP2重组诱饵质粒,通过诱饵质粒毒性检测和自激活检测,表明重组诱饵质粒对Y2HGold酵母菌无毒性作用。共转化验证结果显示,诱饵质粒pGBKT7-PBP2共转化酵母菌株能够在TDO培养基上生长。【结论】CbuqPBP2和CbuqPBP1之间有相互作用,不同信息素结合蛋白间的互作对深入理解长足大竹象嗅觉感受机制提供了新的思路。

玉米大斑病菌细胞周期蛋白依赖性激酶结构亚基StCks1鉴定及其基因功能分析

【目的】Cks1(cyclin-dependent kinase subunit 1)是细胞周期蛋白依赖性激酶复合体CDK(cyclin-dependent kinase)的结构亚基,是细胞周期调控过程中的关键基因。论文旨在鉴定玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)StCks1,分析玉米大斑病菌附着胞发育过程中StCks1表达量差异及其互作蛋白,为进一步研究StCks1在附着胞发育中的作用打下基础。【方法】通过对玉米大斑病菌野生型菌株01-23全基因组数据分析,获取StCks1蛋白序列;利用软件MEGA 5.0和在线数据库Pfam、SMART对酿酒酵母、裂殖酵母和拟南芥等物种Cks1蛋白进行系统发育树构建和保守结构域分析;收集玉米大斑病菌附着胞发育不同时期样品进行转录组测序以及表达量分析。利用原核诱导表达系统,构建原核表达载体pGEX-6p-3-StCks1,并转化大肠杆菌表达菌株BL21,对重组蛋白GST-StCks1诱导表达纯化;通过GST pull-down、Western blot技术和酵母双杂交试验,鉴定StCks1的互作蛋白。【结果】玉米大斑病菌全基因组中鉴定到唯一StCks1蛋白编码基因,该蛋白由130个氨基酸组成;其三级结构主要由4股β折叠和3个α螺旋构成,含有HxPEPH(His-anyPro-Glu-Pro-His)保守位点和Cks保守结构域;通过转录组测序和表达量分析发现,StCks1在附着胞发育不同时期表达量显著上调;重组蛋白GST-StCks1在1 mmol·L^(-1) IPTG,30℃诱导2 h可获得大量可溶性蛋白;通过GST pull-down技术获取大量互作蛋白并进行质谱鉴定,通过Western blot和酵母双杂交试验,验证StCks1与细胞周期蛋白依赖性激酶CDK1存在互作。【结论】玉米大斑病菌中含有唯一的StCks1,通过与细胞周期蛋白依赖性激酶CDK1互作调控附着胞的发育。

GST-pull down方法鉴定Src激酶与PSD-95的直接结合

脚手架蛋白PSD-95通过募集多种蛋白质在包括缺血性脑中风在内的多种神经系统疾病中具有重要的作用。Src蛋白激酶家族是膜相关非受体酪氨酸蛋白激酶中最大的家族,该家族激酶含有与突触后致密蛋白PSD-95相结合的结构域。Src激酶是其家族中主要成员之一,在脑组织中表达丰富。脑缺血/再灌注引起缺血敏感区Src激酶活性的显著增强。之前的研究表明,Src激酶参与调节PSD-95酪氨酸磷酸化。本实验主要通过GST-pull down实验体外鉴定Src与PSD-95之间的直接结合。

酿酒酵母ARD1对低温胁迫的响应及其互作蛋白的筛选

目的:低温发酵(10~15℃)可以提高葡萄酒的感官品质,有利于保留葡萄酒的品种香气和发酵香气,对改善葡萄酒品质具有积极的影响。为提高酿酒酵母的低温耐受性,本研究鉴定并分析了与酿酒酵母低温耐受相关的基因。方法:本实验室研究人员前期筛选得到1株低温耐受的本土酵母(ZX11),通过基因敲除、基因回补等技术,构建ZX11△ard1和ARD1-ZX11△ard1突变体菌株,分析菌株在低温和正常温度下的生长状况。利用GST-Pull down联合质谱分析,酵母双杂交筛选并验证ARD1的靶标蛋白。结果:研究结果表明ARD1基因对ZX11的低温耐受性具有十分关键的作用。CBK1编码的Cbk1p蛋白是Ard1p的互作蛋白,并在体内和体外进一步验证Ard1p与Cbk1p存在互作。结论:本研究确定ARD1基因与ZX11酵母低温耐受的相关性,并证明Ard1p与Cbk1p蛋白之间存在互作,为深入研究ARD1基因的生物学功能及其对酿酒酵母低温耐受的分子调控机制奠定基础。

猪hnRNPK蛋白与酪氨酸蛋白激酶c-Src的互作分析

旨在探讨猪不均一核糖核蛋白K(hnRNPK)与含SH3结构域的非受体型酪氨酸激酶(c-Src)之间的互作关系。采用PCR和酶切连接的方法,构建pGBKT7-hnRNPK、pGADT7-c-Src、pGADT7-ΔSH3、pGADT7-ΔSH2、pGADT7-ΔPTKc和pGADT7-SH3酵母双杂交载体,用PEG-LiAc法转化到酵母菌株AH109中,鉴定其自激活活性,并通过酵母双杂交方法从体内验证猪hnRNPK蛋白与c-Src不同缺失体之间的相互作用;采用DNA重组技术构建pET28a-hnRNPK与pGEX-6p1-c-Src、pGEX-6p1-ΔSH3、pGEX-6p1-ΔSH2、pGEX-6p1-ΔPTKc和pGEX-6p1-SH3蛋白表达载体,转化E.coli BL21经IPTG诱导表达目的蛋白,利用亲和层析纯化法纯化融合蛋白,通过GST pull-down试验从体外验证猪hnRNPK蛋白与c-Src不同缺失体之间的相互作用。结果表明,成功构建了猪hnRNPK与c-Src不同缺失体的酵母双杂交重组质粒,转化酵母细胞发现各质粒均无自激活活性;在酵母中,与阴性对照相比,共转化pGBKT7-hnRNPK与pGADT7-c-Src或pGADT7-ΔPTKc或pGADT7-SH3的酵母菌落在SDTrp-Leu-His-Ade四缺培养基上生长良好,表明在酵母中hnRNPK与c-Src激酶N端的SH3结构域之间存在直接的相互作用;成功构建了猪hnRNPK与c-Src不同缺失体的融合表达质粒,经IPTG诱导表达及纯化获得了可溶性His-hnRNPK、GST-c-Src、GST-ΔSH3、GST-ΔSH2、GST-ΔPTKc和GST-SH3融合蛋白,GST pull-down试验表明,hnRNPK与c-Src N端存在较强的相互作用,与SH2和PTKc结构域相互作用则较弱。本研究揭示了猪hnRNPK蛋白可与c-Src蛋白的N-端的SH3结构域互作,有助于进一步研究它们的调节位点,为深入探讨hnRNPK与c-Src相互调控关系,进而阐明其生物学功能奠定了基础。

肝细胞生成素205与细胞色素C的相互作用

目的:应用酵母双杂交(yeast two hybrid,Y2H)和GST-Pull down技术鉴定肝细胞生成素205(hepatopoietin205,HPO205)与细胞色素C(cytochrome c,Cytc)间的相互作用.方法:采用PCR技术扩增HPO205和Cytc编码基因,分别将其构建Y2H质粒pDBLeu和pPC86的重组载体.应用Y2H技术将二者的重组质粒共转染酵母MaV203进行鉴定,同时用GST-Pulldown方法对其验证.结果:成功克隆HPO205和Cytc编码基因至Y2H载体和相应表达载体,包括pDBLeu-GRER、pDBLeu-CYCS、pPC86-GRER、pPC86-CYCS.经过Y2H鉴定发现,pDBLeu-GRER+pPC86-CYCS共转后能激活Ura和His两个报告基因,而pDBLeu-CYCS+pPC86-GRER共转则不能激活任何一个报告基因.GST-Pulldown实验显示,GST-CYCS能将HPO205沉淀下来,而GST空蛋白不能沉淀HPO205,证实HPO205与Cytc存在相互作用.结论:HPO205可能通过Cytc参与电子传递或/和细胞凋亡过程.

GST-G3BP Domain 1～5原核表达质粒的构建及其表达

目的:构建GST-G3BP Domain1～5的融合表达质粒,并在大肠杆菌中稳定表达。方法:PCR扩增G3BP Domain1～5片段,利用限制性内切酶EcoRI和NotI将其连接至载体pGEX-4T-1,将连接产物转化大肠杆菌,挑取单菌落,提取质粒,经PCR和双酶切鉴定后测序。将转化正确的大肠杆菌过夜培养,IPTG诱导融合蛋白表达,immobilized Glutathione beads钓取目的蛋白。结果:G3BP Domain1～5片段均成功连接至载体pGEX-4T-1,在大肠杆菌BL21中可得到稳定表达的融合蛋白。结论:GST-G3BP Domain1～5的融合表达质粒构建成功。

GJB6在hela细胞的互作蛋白的研究

目的为探讨GJB6的组装、运输、膜定位及间隙连接通道形成的可能机制，在hela细胞筛选GJB6的C-端功能域的互作蛋白。方法以正常人DNA为模板，PCR扩增GJB6（CX30）的211～261氨基酸编码区，即C-端功能域，构建pGEX-4T-2-GJB6（211～261）-GST原核融合表达载体，纯化融合蛋白和GST蛋白，以纯化的融合蛋白和GST蛋白分别与hela细胞的裂解蛋白进行孵育以沉降（pull down）互作蛋白，SDS-PAGE分离互作蛋白。结果构建了pGEX-4T-2-GJB6（211～261）-GST原核融合表达载体，纯化了融合蛋白及GST蛋白，但在对沉降所得蛋白进行SDS-PAGE分离、检测及比较，未发现明显差异蛋白条带。结论本实验虽未能在hela细胞筛选到GJB6的C-端功能域的互作蛋白，但构建了融合表达载体，纯化了融合蛋白及GST，为进一步GJB6的互作蛋白筛选打下了基础。

ICF45相互作用蛋白的筛选及鉴定

为了利用蛋白质组学技术,寻找可能与ICF45存在相互作用的蛋白,从而为探讨ICF45蛋白的生物学功能和作用机制提供依据,本文利用免疫共沉淀和GST-pull down技术对Hela细胞的ICF45蛋白进行富集,通过SDS-PAGE电泳寻找差异条带,并联用质谱进行蛋白鉴定。结果表明:2种实验方法共同筛选得到线粒体定位的分子伴侣HSPA9及Annexin A2与ICF45在体内可能存在相互作用。研究成果为进一步研究ICF45在细胞增殖和调控中的作用奠定了实验基础。

利用酵母双杂交筛选豌豆叶绿体镁离子螯合酶D亚基相互作用蛋白

植物叶绿体镁离子螯合酶是四吡咯化合物生物合成途径中合成叶绿素分支(镁分支)的第一个酶,它催化镁离子螯合到原卟啉IX中,形成镁原卟啉IX.镁离子螯合酶是1个由3个亚基H、D和I组成的多亚基酶,3个亚基均由细胞核编码,进入叶绿体发挥功能.该酶不仅控制着叶绿素的合成,其各个亚基还具有很多其它的功能:H亚基既是ABA受体,又参与叶绿体到细胞核的反向信号传导;D亚基也与叶绿体到细胞核的反向信号传导有关.本文利用酵母双杂交技术,将编码豌豆镁离子螯合酶D亚基的cDNA片段构建到诱饵载体pGBKT7中,分别用共转化的方法筛选豌豆叶片细胞核编码的均一化cDNA文库和用Mating的方法筛选豌豆叶片叶绿体编码的均一化cDNA文库,共得到121个候选克隆,其中有60个克隆共编码21个叶绿体蛋白质,19个来自于核基因编码,2个来自于叶绿体基因编码.这些候选蛋白参与叶绿素合成、卡尔文循环、叶绿体蛋白质翻译和叶绿体基因转录等多个代谢过程.酵母点对点和GST-pull down对其中的4个蛋白做了进一步的验证.这些结果将为D亚基的功能研究提供进一步的线索.

水稻镁离子螯合酶调控蛋白Gun4羧基末端的功能分析

植物叶绿素生物合成途径(镁分支)中的第一个酶是镁离子螯合酶,它由I(ChlI)、D(ChlD)和H(ChlH)三个亚基组成.各亚基不仅参与叶绿素的生物合成,而且还与叶绿体到细胞核的反向信号传导有关.Gun4是一个卟啉结合蛋白,它能提高植物镁离子螯合酶的活性,在缺乏Gun4的条件下,镁离子螯合酶整个复合物非常不稳定,不足以开始催化反应.我们以前的研究发现,Gun4的C末端几个氨基酸具有重要作用.在本文中,通过缺失突变,获得了C端缺失了8个氨基酸残基突变的Gun4(Gun4L).酵母双杂交与GST-pull down实验发现,Gun4L仍能与H亚基相互作用,原核表达和纯化Gun4L和镁离子螯合酶各亚基后,重组镁离子螯合酶的酶活分析证实,Gun4L对镁离子螯合酶的活性失去了激活作用.

拟南芥CARK3与RCAR12相互作用的研究

植物激素ABA是植物应对非生物胁迫的响应因子,广泛参与了植物生长发育的调控.ABA结合其受体后抑制PP2Cs的磷酸酶活性,释放SnRK2s,从而启动ABA信号转导途径.本文采用酵母双杂交系统,GST-pull down技术研究蛋白质激酶CARK3与ABA受体RCAR12在体外的相互作用,结果显示CARK3和RCAR12共转入酵母后,在三缺平板上能够正常生长;经His-Tag抗体检测,CARK3与RCAR12出现明显且单一的条带.同时,采用双分子荧光互补实验研究CARK3与RCAR12在体内的相互作用,结果显示CARK3与RCAR12共转化烟草后能观察到较强的荧光.体内外实验表明,CARK3与RCAR12存在明显的相互作用,CARK3可能通过直接磷酸化ABA受体RCAR12来调控ABA信号途径的生理应答.

Amer1/WTX与APC相互作用的新结合位点鉴定

Amer1(APC membrane recruitment protein 1)又称为WTX(Wilms’tumor X),是首个发现位于X染色体上的抑癌基因.由于其定位的特殊性,Amer1近年来成为研究的热点之一.研究表明,Amer1作为骨架蛋白在细胞内与多种蛋白(APC,β-catenin,Axin等)直接结合,在Wnt信号通路中发挥着重要功能.据报道Amer1/WTX含有3个肿瘤抑制蛋白质APC(adenomatous polyposis coli,APC)的结合位点,对于APC在细胞膜上的定位过程中发挥着重要的作用.但是,通过序列比对发现,Amer1可能存在第4个被忽略的APC的结合位点,定位于A1和A2之间.为了验证该片段能否与APC结合,分别构建了GST-Amer1(365-375)和His-APC(407-775)两种重组蛋白.通过GSTpull down,证明了这两个片段存在相互作用,并进一步通过ITC(isothermal titration calorimetry)实验测定了两者结合的亲和力.本研究结果不仅在体外证实了Amer1第4个APC结合位点的存在,也为APC和Amer1/WTX复合物的结构和功能的研究打下了良好的基础.

两种水稻GDP解离抑制蛋白基因的分离及特征分析

以Rho家族成员OsRacD为诱饵 ,采用酵母双杂交体系 ,分离到两种与OsRacD互作的水稻RhoGDP解离抑制蛋白的基因 ,分别命名为OsRhoGDI1和OsRhoGDI2 .酵母体内结合和GSTpulldown分析结果显示 ,OsRhoGDI1和OsRhoGDI2与野生型和组成型激活的OsRacD都能结合 ,且不依赖GDI的N端部分序列 ;GDI和Rho的结合具有一定的特异性 .两种GDI在水稻根、地上组织和幼穗等多种组织和器官都有表达 ,但在表达特征上存在明显差异 .研究证实 ,在水稻中存在着调控RhoGTPases的GDP解离抑制蛋白基因家族 。

NIRF对P53蛋白泛素化作用的研究

HEK293和HeLa细胞分别被Np95/ICBP90-likeRINGfingerprotein(NIRF)和P53转染后,细胞上清和免疫沉淀产物用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳免疫印迹法分析;细菌合成GST-P53后,用GSTpull-down技术检测NIRF与P53相互作用;在GST-P53、E1、E2和NIRF体外泛素化反应系统中,检测NIRF对P53的体外泛素化.结果表明:NIRF能与P53相互作用,NIRF不仅能与P53特异性结合,而且还会将P53泛素化,这种相互作用在细胞内和细胞外均能发生.推测NIRF可能是P53的一个新的负调节蛋白.