五肽重复蛋白的结构和功能研究进展

五肽重复蛋白(pentapeptide repeat proteins,PRPs)是一类超家族蛋白,在近3500个物种中有超过38000个序列,大多数属于蓝藻,但在生命的所有分支中都有分布,PRPs在不同物种中功能各异,在生物体内涉及到多个生物学过程。本文主要对PRPs的五肽重复序列、三维结构以及相关功能的特点进行总结,旨在阐述PRPs的蛋白结构特征以及在不同物种中相关的生理功能,为后续PRPs的深入研究提供重要的理论依据。

三角形五肽重复蛋白研究进展

三角形五肽重复(PPR)蛋白是植物中一个庞大的蛋白家族,能够从RNA剪切、编辑、降解和翻译等多个方面影响细胞器中RNA的新陈代谢,PPR蛋白由连续的PPR基序构成,蛋白呈右手螺旋结构,具有与RNA单链结合的能力。随着研究的深入,人工设计合成PPR蛋白技术已经成熟,PPR蛋白与RNA结合的规律已较为清晰,人工PPR蛋白有望被开发成为细胞器中介导RNA调控的新型生物技术。

哺乳动物三角状五肽重复蛋白家族在线粒体基因表达调控中的研究进展

三角状五肽重复(pentatricopeptide repeat,PPR)蛋白通常包含2~27个串联重复的结构域,每个结构域含有35个氨基酸残基。PPR蛋白是一类广泛存在于真核生物体内的RNA结合蛋白,对单链RNA具有序列特异性识别模式,与RNA的转录、剪切、编辑、稳定性及翻译等过程密切相关。迄今为止,在哺乳动物中仅发现7个PPR蛋白,它们均存在于线粒体中,包括线粒体RNA聚合酶(mitochondrial RNA polymerase,POLRMT)、富含亮氨酸的三角状五肽重复结构蛋白(leucinerich pentatricopeptide repeat-containing protein,LRPPRC)蛋白、线粒体核糖体小亚基蛋白27(mitochondrial ribosomal protein of the small subunit 27,MRPS27)、线粒体核糖核酸酶P蛋白3(mitochondrial RNase P protein 3,MRPP3)以及五肽重复结构域蛋白(pentaricopeptide repeat domain protein,PTCD)1~3。哺乳动物PPR蛋白家族的成员在线粒体转录、RNA代谢和翻译中具有多种调控作用,对于线粒体功能和细胞健康至关重要。本文简要概述了哺乳动物细胞中PPR蛋白家族7个成员的结构和亚细胞定位,探讨了PPR蛋白在线粒体基因表达调控中的作用,并展望了PPR蛋白对人类线粒体相关疾病的应用前景。

假禾谷镰孢中三角状五肽重复蛋白的全基因组鉴定与表达分析

假禾谷镰孢(Fusarium pseudograminearum,Fp)是引起小麦茎基腐病的优势病原菌,但关于该病原菌致病机理的研究报道很少。三角状五肽重复蛋白(Pentatricopeptide repeat protein,Ppr)为一类核编码的RNA结合蛋白,通过结合特定的RNA序列调控靶标基因RNA的成熟过程,参与线粒体基因组转录和翻译。Ppr蛋白在植物、动物(包括人)及酵母中有一些研究报道,但在丝状真菌特别是植物病原真菌中鲜见报道。为了明确假禾谷镰孢中PPR基因家族的特征,本研究通过全基因组Blastp分析,共鉴定出8个PPR候选基因序列FpPPR1~FpPPR8,主要分布在1号、3号、4号染色体上,基本不含有内含子。理化性质与功能预测显示,Ppr为亲水性蛋白,氨基酸长度510~1353 aa,分子量59.09~152.23 kDa,等电点为5.23~9.69,其中FpPpr3和FpPpr7为稳定蛋白,其他6个蛋白为不稳定蛋白。亚细胞定位预测显示,Ppr蛋白主要位于线粒体。FpPpr1、FpPpr3、FpPpr5、FpPpr6和FpPpr7的3D结构预测形成明显的超螺旋结构。在假禾谷镰孢营养阶段和侵染过程的转录组数据中分析了8个基因表达模式,通过qRT-PCR进行验证,FpPPR1、FpPPR3、FpPPR5在菌丝阶段高表达,FpPPR1、FpPPR5在侵染后期显著下调。本研究结果为进一步研究假禾谷镰孢中PPRs基因的生物学功能奠定基础。

敲低富含亮氨酸的三角状五肽重复结构蛋白(LRPPRC)促进激素抵抗性前列腺癌细胞凋亡

目的研究富含亮氨酸的三角状五肽重复结构蛋白(LRPPRC)对激素抵抗性前列腺癌细胞凋亡的影响。方法Western blot法检测前列腺癌DU145细胞和LNCaP细胞LRPPRC和雄激素受体(AR)蛋白水平;在DU145细胞中瞬转LRPPRC小干涉RNA(siLRPPRC);反转录PCR检测转染细胞LRPPRC mRNA水平;Western blot法检测LRPPRC蛋白水平;噻唑蓝(MTT)法检测细胞存活率;Hoechst33258法和流式细胞术检测细胞凋亡率;荧光素酶法检测细胞ATP水平;Western blot法检测Bcl2、BAX和胱天蛋白酶3(caspase-3)蛋白水平。结果 LRPPRC在DU145细胞和LNCaP细胞均高表达,但DU145细胞不表达AR。敲低DU145细胞LRPPRC水平后,细胞存活率显著降低、细胞凋亡增加、 ATP水平下降、活化的caspase-3蛋白水平增高、Bcl2蛋白水平降低。结论敲低激素抵抗性前列腺癌DU145细胞LRPPRC促进细胞凋亡。