通过增强机体大脑中冷休克蛋白的水平或有望治疗一系列人类神经退行性疾病

近日,一篇发表在国际期刊《EMBO Molecular Medicine》上的研究显示,该研究通过利用一种新型的基因疗法成功增加了小鼠大脑中所谓的“冷休克蛋白”(cold shock protein,CSP)--RNA结合基元蛋白3(RNA-binding motif protein 3,RBM3)的水平,并能保护其抵御朊病毒病所带来的潜在破坏性影响。研究人员分析了能编码CSP产生的特殊基因,结果发现,其包含了一种在正常情况下能阻断其表达的关键元素,利用反义寡核苷酸(antisense oligonucleotides,ASO)移除或调低该元件就会使得RBM3的产生得到持久性的提升。这一研究发现或许是为未来人们利用冷却大脑的保护性效应来治疗急性大脑损伤甚至是预防诸如阿尔茨海默病等人类痴呆症迈出的重要一步。

虹鳟冷休克蛋白Y-box基因的cDNA全长克隆与序列分析

采用逆转录PCR(RT-PCR)及cDNA末端快速扩增(RACE)技术从虹鳟(Oncorhynchus mykiss)脑组织中克隆了Y-box基因cDNA全长序列(GenBank登录号:FJ492962)。该基因cDNA全长为1 452 bp,其中5'端非翻译区(5'UTR)长137 bp,3'端非翻译区(3'UTR)长409 bp,开放阅读框(ORF)长906 bp,编码301个氨基酸。蛋白质相对分子质量为33.1×103。PSORTⅡ亚细胞定位显示该蛋白位于细胞核,富含两类核定位信号,分别为pat4与pat7。虹鳟的Y-box蛋白序列与大西洋鲑、斑马鱼和大菱鲆的同源性分别为99%、80%和79%。同源建模显示虹鳟与人的Y-box蛋白具有十分相似的三级结构。系统发育树显示不同物种的Y-box蛋白分为3个亚群:亚群Ⅰ为鱼类;亚群Ⅱ为两栖类、鸟类及哺乳类;亚群Ⅲ为节肢动物类,这与物种间的进化历程基本一致。

乳酸乳球菌中冷休克蛋白基因的高效表达及其抗冻保护作用

【目的】微生物在适应外界环境急剧降温的条件下都会发生应激反应,产生一系列蛋白质被称为冷休克蛋白。冷休克蛋白对乳酸菌适应低温环境和增强抗冻能力方面发挥着重要作用。本文目的是为了研究乳酸乳球菌中冷休克蛋白CspC、CspD的作用。【方法】将冷休克蛋白CspC、CspD基因分别重组到质粒pNZ8148,转化乳酸乳球菌NZ9000后,加入Nisin诱导,对表达产物进行SDS-PAGE电泳分析,比较重组菌与空白菌在30℃条件下菌体生长差异及反复冻融活菌数的差异。【结果】得出CspC、CspD的相对分子量分别为7.0、6.2kDa。【结论】CspC使菌体更加迅速的恢复了生长;冷休克蛋白CspD增强了菌体的抗冻存活率(增加了30～40倍)。

青虾冷休克蛋白Y-box编码基因的cDNA全长克隆与表达分析

为研究冷休克蛋白Y-box基因在青虾应答环境胁迫过程中所起的调控作用,实验应用RACE PCR技术首次克隆了青虾的冷休克蛋白Y-box基因全长c DNA序列,并利用在线软件对其序列特征进行生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR技术对其在青虾不同组织及环境胁迫过程中的表达变化特征进行分析。青虾冷休克蛋白Y-box基因c DNA全长1501 bp,包括84 bp的5′末端非翻译区(UTR),876 bp的开放阅读框(ORF),541 bp的3′UTR,开放阅读框编码291个氨基酸。氨基酸相似度比对显示,青虾冷休克蛋白Y-box基因富含高度保守的冷休克结构域。系统进化树分析显示,青虾冷休克蛋白Y-box基因与水蚤等节肢动物冷休克Y-box聚类一支,具有最近的亲缘关系。荧光定量PCR检测显示,冷休克蛋白Y-box基因在青虾不同组织中均有表达,其表达量在肝胰腺组织中最高,使用荧光定量PCR检测青虾冷休克蛋白Y-box基因在低温胁迫和恢复条件下在肝胰腺中的m RNA时空表达情况,结果显示,与对照组相比冷休克蛋白Y-box在肝胰腺中的表达量分别在低温和低氧胁迫3,6和12 h出现了显著上调,而在恢复刺激后其表达量与对照组差异不显著。此外,本实验对Y-box进行了原核表达,为进一步研究Y-box基因的功能奠定了基础。

细菌中小分子冷休克蛋白的研究现状

小分子冷休克蛋白(cold shock protein,Csps)是微生物在适应低温生长条件下,细胞诱导合成的一系列分子量为7ku左右的蛋白质。它们绑定单链RNA和DNA并且在细胞数个生理过程中起着重要作用。冷休克蛋白首先在大肠杆菌中被发现,它与微生物对冷环境的适应及多种细胞功能有关。小分子冷休克蛋白一般由68到74个氨基酸构成,都存在5个反平行β折叠的β桶状片层结构。它们的主要功能是作为RNA分子伴侣(RNA chaperone)与mRNA结合,阻止mRNA二级结构形成,促进翻译。本文主要介绍了小分子冷休克蛋的结构、功能及其表达的调节机制。

微生物冷休克蛋白的生理功能及其潜在应用

冷休克反应是普遍存在于微生物体内的一种适应环境温度骤降的应答机制,而氨基酸序列高度保守的冷休克蛋白则是调控冷休克反应的重要因子。越来越多的研究表明,冷休克蛋白除了调控冷休克反应外,还参与调控了生物体多个性状,如宿主正常生长和分化、病原菌的侵袭力和致病性以及宿主对多种逆境(高渗透压、抗生素)的应答。综述了冷休克蛋白及其来源、其参与调控的生理性状和基于冷休克反应及冷休克蛋白的应用,以期为发酵条件优化、食品储藏、致病菌抑制以及作物性状改良等方面提供有益参考。

微生物产生的冷休克蛋白研究进展

冷休克蛋白(cold shock protein,Csp)首先在大肠杆菌中发现,它与微生物对冷环境的适应及多种细胞功能有关。冷休克蛋白基因是一段编码70个左右氨基酸的DNA序列,在这段序列中有5′非翻译区(5′UTR)、冷盒及下游盒等特征。冷休克蛋白作为DNA或RNA结合蛋白在基因表达调控过程中起重要作用。冷休克蛋白在转录、mRNA稳定性及翻译等几个水平上被严格调控。

冷休克蛋白及冷休克反应

冷休克蛋白是从真细菌中发现的，它不仅作为ＲＮＡ分子的伴侣蛋白，同时还与细菌的多个生理过程有着密切的联系，如：对低温的适应、细胞生长的控制、营养胁迫等．冷休克蛋白引起冷休克反应的分子调控发生在转录和翻译两个水平上．

小麦冷休克蛋白基因TaCSP的克隆及表达分析

为深入研究小麦冷休克蛋白(cold shock proteins,CSPs)基因,根据大肠杆菌(E.coli)CSPs蛋白保守氨基酸序列,借助生物信息学技术检索小麦EST序列,采用同源序列法拼接了小麦3个冷休克蛋白基因,并以小麦叶片总RNA为模板,采用RT-PCR对其进行扩增;同时,采用荧光定量PCR对3个基因的组织表达特性以及ABA、低温、高温、干旱和盐胁迫条件下的表达模式进行了研究。结果表明,小麦3个冷休克蛋白基因TaCSP1、TaCSP2和TaCSP3全长分别为290、374和377bp,各编码69、69、80个氨基酸残基。序列分析表明,TaCSP1、TaCSP2和TaCSP3之间氨基酸相似性为72.9%~84.3%,与大肠杆菌来源CSPs的相似性为40.0%~79.7%。荧光定量PCR表达谱分析显示,TaCSPs在抽穗期小麦的根、茎、叶和幼穗中均能表达。胁迫分析表明,3个冷休克蛋白基因在小麦幼根中的表达,在低温和ABA处理下,表现为早期诱导、后期抑制,在高温、干旱和盐胁迫下,则表现为早期抑制、后期有所恢复。克隆获得的小麦3个冷休克蛋白基因在根组织中强烈表达,并受ABA和冷胁迫诱导,推测其在小麦抵御逆境胁迫过程中发挥重要作用。

大肠杆菌冷休克蛋白CspC的分离纯化及部分性质测定

经SepharoseQFastFlow阴离子交换层析和Superdex 30凝胶过滤层析 ,从大肠杆菌 (Escherichiacoli)细胞内分离纯化了一种小分子蛋白质 ,SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳 (SDS PAGE)纯度鉴定为单一条带 ,经质谱分析、N端测序、同源序列比较 ,确定该蛋白质为大肠杆菌冷休克蛋白CspC .在此基础上 ,用圆二色光谱测定了其二级结构含量 。

高效表达冷休克蛋白的乳酸菌发酵体系质构特性分析

以高效表达冷休克蛋白C和D的乳酸菌菌株和对照菌株、发酵脱脂乳,通过检测发酵过程体系的胞外多糖产生量,以及发酵体系酸度和质构的变化趋势,从而确定乳酸菌中冷休克蛋白对发酵乳质构特性的影响。结果表明,超量表达菌株在42℃条件下,4 h内的发酵前期,活菌数略低于对照菌株,进入稳定期之后,3个样品的活菌数趋于一致。超长发酵实验的条件下,表达菌株具有一定的自我修复能力,通过抑制产酸,控制环境pH值的改变量,从而更好的适应环境的变化,保持较高的活菌数和菌体活力。高效表达冷休克蛋白C和D的发酵体系,在发酵初期弹性模量和黏性模量均明显高于对照组。发酵后的样品,在全部的频率范围,表达菌株的弹性模量和粘性模量明显高于对照样品。表达菌株的胞外多糖产量一直明显高于对照组,这一结果可以解释质构分析结果中的差异性。

红螯螯虾冷休克蛋白Y-box编码基因的克隆及表达分析

采用RT-PCR和RACE技术,从红螯螯虾(Cherax quadricarinatus)血细胞中分离到冷休克蛋白Y-box编码基因的cDNA序列。结果显示,冷休克蛋白Y-box编码基因的长度为1 733 bp,其中包括82 bp的5'非翻译区、676 bp的3'非翻译区和975 bp的编码序列,可编码324个氨基酸。理论相对分子质量和等电点分别为35 800和9.81。结构域分析和序列比对显示,红螯螯虾冷休克Y-box蛋白由3部分组成:富含丙氨酸或脯氨酸区域、冷休克结构域和带电荷区域,其中冷休克结构域高度保守。系统进化树分析表明,红螯螯虾冷休克Y-box蛋白与水蚤等节肢动物冷休克Y-box蛋白聚类,且三级结构非常相似。最适温度养殖条件下,冷休克蛋白Y-box的虾组织分布特异性研究表明,红螯螯虾神经组织的冷休克蛋白Y-box转录活性最强,而后依次为肝脏、血淋巴和鳃,在肠和心脏中也有活性,在肌肉组织中转录保持较低水平,揭示神经组织是重要的冷休克Y-box蛋白表达区。

宫颈癌组织中冷休克蛋白YB-1的表达及其临床意义的Meta分析

目的:Meta分析评价宫颈癌组织中冷休克蛋白Y盒结合蛋白1(YB-1)的表达及其临床意义。方法:计算机检索The Cochrane Library、Embase、PubMed、中国知网、中国生物医学文献数据库、维普、万方数据库,并同时手工检索相关期刊,检索建库开始至2020年5月国内外关于宫颈癌中YB-1的表达及其与临床病理特征相关性的文献,按照纳入、剔除标准筛选符合的文献,采用纽卡斯尔-渥太华量表(NOS)评价所纳入的研究,应用Review Manager 5.3软件进行Meta分析。结果:共纳入8个病例-对照研究,宫颈癌630例、宫颈上皮内瘤变(CIN)349例和对照组179例。Meta分析YB-1表达结果显示:宫颈癌组和CIN组的表达均高于与对照组[OR=32.97,95%CI(11.94,91.04);OR=4.01,95%CI(2.30,6.99)]、宫颈癌组高于CIN组[OR=6.61,95%CI(3.54,12.36)],差异均有统计学意义;宫颈癌伴淋巴结转移组高于无淋巴结转移组[OR=3.19,95%CI(1.50,6.78)];FIGO分期Ⅱ期组高于Ⅰ期组[OR=4.14,95%CI(2.25,7.61)];肿瘤直径≥4 cm组高于<4 cm组[OR=3.47,95%CI(1.88,6.39)];深肌层浸润组高于浅肌层浸润组[OR=2.86,95%CI(1.64,4.99)],差异均有统计学意义;但YB-1表达在中、低分化组与高分化组之间差异无统计学意义[OR=2.28,95%CI(0.47,11.08)]。结论:YB-1在宫颈癌的发生发展过程中表达逐渐增高,YB-1高表达还与宫颈癌较高FIGO分期、较大肿瘤直径、较深肌层浸润密切相关。但受纳入文献数量和质量限制,尚需更多的临床样本、设计更严谨的文献进一步证实。

嗜热冷休克蛋白去折叠的全原子分析

嗜热冷休克蛋白对于保证生物体功能的正常运作发挥着重要作用,其独特功能和β桶状结构使其非常适合作为研究蛋白质折叠的模型。采用分子动力学模拟的方法,对其在550K高温下的去折叠行为进行了统计分析。结果表明:嗜热冷休克蛋白的去折叠过程存在多条路径,其去折叠行为主要归因于带电残基间所形成的离子对,离子对的分布决定了不同β股间的作用强弱,从而影响了其动力学行为。同时还发现疏水核心回旋半径的变化与周围水分子数量的变化相一致,说明水分子与去折叠行为之间的关系满足并发机制。

冷休克蛋白的生物学功能研究进展

当环境温度降低时,生物体会产生一组蛋白质来适应环境的变化,通常该组蛋白质称为＂冷休克蛋白＂（cold shock proteins）。冷休克蛋白首先在大肠杆菌中被发现,它与微环境对对冷环境的适应以及多种细胞功能有关。冷休克蛋白一般由68~74氨基酸构成,都存在5个反平行β折叠的β桶状片层结构。冷休克蛋白作为RNA或DNA结合蛋白在基因表达调控过程中起重要作用。本文主要介绍了冷休克蛋白的结构、功能及其表达的调节机制。

异养硝化菌Acinetobacter harbinensis HITLi 7T冷休克蛋白基因生物信息学分析与不同温度下的表达

Acinetobacter harbinensis HITLi 7T是一株低温氨氮去除能力较强的异养硝化细菌,在其基因组信息中发现一个冷休克蛋白基因SE27RS01265,基因全长624 bp,编码207个氨基酸。系统发育分析发现,该蛋白与Acinetobacter属菌株的冷休克蛋白同源性为64.73%~82.13%,与菌株A.kookii(GenBank No:WP092820441)同源性最高。预测该蛋白分子量为23.68 kD,没有信号肽,是非分泌型的不稳定碱性疏水蛋白;二级结构主要由Alpha螺旋、延伸链、Beta转角和无规则卷曲等四部分组成。荧光定量PCR研究发现,该基因在低温条件下高表达,在12.5℃相对表达量最高。本研究为解析冷休克蛋白在菌株HITLi 7T低温生长与氨氮去除中的作用提供理论基础。

冷休克蛋白和神经保护

环境温度明显改变时，生物体会产生某种蛋白来调节机体功能，以适应温度变化，如当温度明显增高时，热休克蛋白（heat shock proteins，HSPs）表达会明显增高。除了适应环境温度升高外，HSPs在常温下也会表达，并且有很多基冈调控功能。近10余年有学者发现，当环境温度降低时，生物体也会产生一组蛋白来适应环境变化，

约翰氏不动杆菌冷休克蛋白的多克隆抗体制备

构建稳定表达约翰氏不动杆菌2种Csp E家族冷休克蛋白(Csp3、Csp4)的原核表达载体,用冷休克蛋白Csp3、Csp4免疫新西兰兔,制备低温条件下约翰氏不动杆菌关键冷休克蛋白的特异性多克隆抗体。利用PCR技术扩增csp3、csp4目的基因片段,回收目的片段克隆至p ET32a表达载体,经IPTG诱导表达,利用SDSPAGE检测融合蛋白的表达情况,使用镍金属作为螯合亲和层析介质纯化融合蛋白,并将其用于免疫新西兰兔,在第4次免疫的2周后采集血清,利用Western Blot检测多克隆抗体的特异性及约翰氏不动杆菌关键冷休克蛋白的表达情况。结果表明:利用目的蛋白作为抗原制备的多克隆抗体能有效检测关键冷休克蛋白Csp3和Csp4的表达情况,可为进一步探究约翰氏不动杆菌在低温条件下关键冷休克蛋白的表达及机制研究奠定基础。

冷休克蛋白与肿瘤的研究进展

在环境温度发生明显改变时，生物体会产生某种蛋白来调节机体功能，以适应温度变化。比如，在环境温度降低时机体会在低温的刺激下产生一些蛋白来适应环境变化，该类蛋白统称为“冷休克蛋白”（coldshockproteins，CSPs）。