川芎咖啡酸-3-O-甲基转移酶的原核表达与条件优化

以川芎咖啡酸-3-O-甲基转移酶基因(LCCOMT)为表达对象,将含有6*His标签的LCCOMT基因连接pET28a表达载体后转化大肠杆菌BL21,采用原核表达的方法,优化了LCCOMT基因的表达条件。结果表明:当诱导时间为4h,IPTG终浓度为2.0mmol·L-1,诱导温度为37℃时,重组LCCOMT蛋白的表达量达到最大。溶解性检测结果表明,LCCOMT重组蛋白以可溶性蛋白的形式存在,占总蛋白的9%,该试验可为LCCOMT的大规模表达纯化奠定基础。

海藻酸钠固定化重组川芎咖啡酸-3-O-甲基转移酶

利用IPTG诱导含有川芎咖啡酸-3-O-甲基转移酶(LCCOMT)的大肠杆菌工程菌E.coli BL21(DE3)/pET28a-LCCOMT,经Ni^(2+)亲和层析、质谱鉴定获得纯化的LCCOMT。采用海藻酸钙凝胶包埋固定LCCOMT,单因素实验考察最佳固定化条件对固定化酶活力的影响,并确定了固定化酶的最适温度、pH值、Km、Vmax与反应批次等酶学性质。确定的条件分别为海藻酸钠质量分数1.5%,CaCl_2浓度2.5 g/L,固定化时间2 h,载体与酶质量比40 000∶1。通过正交实验确定最终固定化条件为CaCl_2浓度2.5 g/L,海藻酸钠质量分数2.0%,固定化时间1 h,载体与酶质量分数35 000∶1时,固定化效果最好,此时相对酶活力为75.43%。固定化酶的最适催化温度为37℃、最适pH值为7.5,较游离酶分别增加0℃和0.5;Km、Vmax分别增高0.40和0.74;实验确定固定化酶的半衰期,连续使用6次,酶活力仍保留50%。

川芎咖啡酸-3-O-甲基转移酶的同源建模和定点突变

目的构建川芎咖啡酸-3-O-甲基转移酶(Ligusticum chuanxiong caffeic acid-3-O-methyltransferase,LCCOMT)的三维模型,并利用定点突变对模型进行验证。方法利用同源建模构建LCCOMT的初始三维模型;对初始三维模型进行动力学优化;将优化后的模型对接咖啡酸,预测LCCOMT的活性位点;对预测的活性位点展开定点突变,检测突变型蛋白的生物活性。结果 LCCOMT的三维模型能够与咖啡酸成功对接,His268残基可能是LCCOMT的活性位点,推测其能够与咖啡酸3-OH形成氢键。H268N与H268Q2种突变酶分别丧失94.85%和95.28%的催促活性。结论同源建模能够准确预测LCCOMT的三维模型。His268为LCCOMT的关键氨基酸残基,其作用可能是作为共轭碱,参与咖啡酸3-OH的去质子化反应。

川芎咖啡酸-3-O-甲基转移酶的同源建模与分子模拟对接

[目的]分析川芎咖啡酸-3-O甲基转移酶(Caffeic acid-3-Omethyltransferase,COMT)序列特征、蛋白结构和活性位点。[方法]以紫花苜蓿中COMT的晶体结构为模板,利用同源建模构建川芎(Ligusticum chuanxiong Hort)COMT的三维模型。[结果]经过动力学优化后,川芎COMT的三维模型与紫花苜蓿COMT的结构极为相似,主要由α-螺旋和β-折叠构成,其中α-螺旋占37.26%、β-折叠占10.41%、无规卷曲占52.33%。川芎COMT含有两个重要的结构域:咖啡酸结合域与S-腺苷甲硫氨酸结合域,主要通过氢键与范德华力结合,其中咖啡酸与川芎COMT分子中的Asp208和Gly210形成氢键,S-腺苷甲硫氨酸与川芎COMT分子中的Ser186、Thr213、Ala215、Thr216、Trp268及Asp272等残基形成氢键。[结论]该文得到川芎COMT的序列特征、蛋白结构和活性位点,为该类COMT的催化机理研究和分子工程改造奠定基础。

烟草咖啡酸3-O-甲基转移酶生物信息学分析

烟草的抗性与其组织的木质素含量具有一定的关系,而咖啡酸3-O-甲基转移酶影响木质素的合成。为清楚地认识烟草咖啡酸3-O-甲基转移酶,本研究采用Interpro、NetPhos和TNT工具对烟草咖啡酸3-O-甲基转移酶成员的结构域、磷酸化位点和进化树进行分析。结果表明,烟草咖啡酸3-O-甲基转移酶具有相同的植物甲基转移酶二聚化结构域和O-甲基转移酶结构域,前者位于烟草咖啡酸3-O-甲基转移酶序列的第33～85位之间,后者位于序列的第128～358位之间;NtCOMT1和NtCOMT2的丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸数目较为相似,而NtCOMT3的磷酸化位点数目明显大于NtCOMT1和NtCOMT2的数目,且三者均以酪氨酸数目最少;NtCOMT3属于进化树的第一类,而NtCOMT1和NtCOMT2属于进化树的第二类,烟草与马铃薯的咖啡酸3-O-甲基转移酶进化程度较为相似。

棉花咖啡酸-O-甲基转移酶基因的克隆及特征分析

【目的】克隆棉花木质素合成关键酶基因GhCOMT1、GhCOMT2和GhCOMT3全长cDNA序列,分析其在不同组织部位的表达情况并进行原核表达研究。【方法】根据棉花纤维特异表达cDNA文库分析得到的EST序列设计引物,采用RT-PCR技术克隆基因,用生物信息学方法对获得的cDNA序列及推定的氨基酸序列进行分析。采用半定量RT-PCR方法研究GhCOMT1、GhCOMT2和GhCOMT3在不同组织中的表达。构建了基因的原核表达载体,经酶切鉴定后转化到大肠杆菌BL21(DE3)中并诱导表达。【结果】从发育的棉花纤维中克隆了3个COMT基因cDNAs,GhCOMT1(GenBank登录号为FJ479708)、GhCOMT2(GenBank登录号为FJ479709)和GhCOMT3(GenBank登录号为FJ848869)分别具有1101bp、1098bp、1071bp的开放阅读框,各自编码366、365和356个氨基酸。GhCOMT1、GhCOMT2和GhCOMT3在棉花各个组织中都有表达,GhCOMT1和GhCOMT2在根部的表达量最高,GhCOMT3在茎中表达量最高。SDS-PAGE电泳分析表明,3个蛋白的最佳诱导表达条件均为0.2mmol·L-1IPTG在37℃下诱导6h。【结论】从棉花中克隆了3个木质素合成关键酶基因GhCOMT1、GhCOMT2和GhCOMT3,为进一步的生物学功能研究及其应用奠定了基础。

丹参咖啡酸-O-甲基转移酶基因(SmCOMT1)的克隆及其分析

依据丹参转录组数据库得到的咖啡酸-O-甲基转移酶基因序列设计特异性引物,采用RT-PCR方法从丹参分离得到一个新的COMT基因,命名为SmCOMT1(GenBank注册号为JF693491)。该基因cDNA全长1 158 bp,包含一个长为1 095 bp的开放阅读框,编码364个氨基酸。SmCOMT1 gDNA序列长2 275 bp,包含4个外显子和3个内含子。序列分析结果表明,SmCOMT1编码的多肽具有COMT的序列保守元件,与同科植物罗勒COMT编码的多肽高度同源,同源性达到89%。系统进化树分析表明,SmCOMT1与双子叶植物的COMT亲缘关系较近。qRT-PCR结果表明,SmCOMT1基因在丹参不同组织器官中差异表达,其中茎中的表达量最高,并且其表达受茉莉酸甲酯和病原菌的诱导,显示SmCOMT1基因可能在植物防御反应中发挥作用。

绿竹咖啡酸-O-甲基转移酶基因(COMT)的克隆及相关分析

采用RT-PCR及RACE方法从绿竹中分离了COMT基因家族的一个基因,命名为BoCOMT1。BoCOMT1全长1 377 bp,编码一个361 aa的蛋白,估计分子量为39 kDa。BoCOMT1与小麦的TaCOMT、甘蔗的SoCOMT、玉米的ZmCOMT和毛白杨的PtCOMT的氨基酸序列比对结果表明,BoCOMT1与TaCOMT的氨基酸同源性最高,达到86.7%,系统进化树的分析表明,BoCOMT1与TaCOMT亲缘关系较近。RT-PCR结果显示,BoCOMT1在茎中的表达量约为叶中的2倍。

木质素生物合成关键酶咖啡酸-O-甲基转移酶基因(COMT)的研究进展

木质素是植物苯丙烷代谢途径的重要产物之一,其生物合成涉及到许多酶的参与。其中咖啡酸-O-甲基转移酶(caffeic acid-O-methyltransferase,COMT)是木质素特异途径中的一个关键酶,可催化咖啡酸、5-羟基松柏醛和5-羟基松柏醇甲基化分别生成阿魏酸、芥子醛和芥子醇,参与S-木质素的合成。本文主要对COMT基因的特征、COMT在木质素生物合成中的作用及COMT基因对植物木质素合成调控的研究现状进行了综述,并对COMT基因的研究方法和在生产中的应用作了展望。

川芎咖啡酸-O-甲基转移酶基因的克隆及序列分析

克隆川芎(Ligusticum chuanxiong Hort)咖啡酸-O-甲基转移酶(COMT)基因并做序列分析。采用RT-PCR方法,以新鲜的川芎嫩叶c DNA为模板,克隆出川芎COMT基因的c DNA序列。此基因全长1328 bp,编码360个氨基酸。将得到的序列提交Gen Bank,序列号为KU942388。此川芎COMT具有植物O-甲基转移酶家族特征性的功能结构域,与中粒咖啡、牵牛花COMT的氨基酸序列同源性分别为70%、69%,推测其能够催化咖啡酸的氧甲基化反应。该川芎COMT基因的成功克隆为下一步活性验证及利用生物技术来生产阿魏酸奠定坚实基础。

日本落叶松咖啡酸-O-甲基转移酶基因LkCOMT的克隆及单核苷酸多态性分析

依据日本落叶松转录组数据库检测到的咖啡酸-O-甲基转移酶（COMT）基因ESTs序列设计引物，分离得到一个编码该酶的新基因。其cDNA克隆全长为1350bp，包含长度为1092bp的开放阅读框，可编码364个氨基酸残基。序列分析显示，所推导的蛋白质氨基酸序列包含COMT基因5个所特有的保守元件，与海岸松PpCOMT的蛋白质氨基酸序列同源性达94％。在此基础上，利用DnaSP5．0软件对日本落叶松加株基因型个体的LkCOMT序列进行了单核苷酸多样性SNPs分析，共检测到92个SNP位点，SNP发生频率为1／17bp，多样性指数1T，为0．00780。在这些SNPs中，65个属于转换，27个属于颠换。在外显子区域，共检测到58个SNP位点，其中37个为错义突变，21个为同义突变。研究结果为Et本落叶松基因标记辅助育种提供了理论基础。

大豆2-甲基-6-植基-1,4-苯醌甲基转移酶基因(Gm VTE3)的克隆及对转基因烟草种子中生育酚组成的影响

【目的】克隆大豆2-甲基-6-植基-1,4-苯醌甲基转移酶基因(GmVTE3),研究其在烟草中过量表达对转基因烟草种子中生育酚(维生素E)组分的影响。【方法】利用EST拼接和RT-PCR技术,从大豆中分离了大豆2-甲基-6-植基-1,4-苯醌甲基转移酶(VTE3)的全长cDNA序列,通过烟草转化研究过量表达VTE3对转基因植株维生素E组分的影响。【结果】GmVTE3全长1026bp,编码342个氨基酸,与其它物种的VTE3氨基酸同源性很高,在烟草中过量表达该基因使烟草种子中γ-生育酚与δ-生育酚的比值最高增加2倍。【结论】首次克隆了大豆2-甲基-6-植基-1,4-苯醌甲基转移酶基因GmVTE3,它能够催化烟草植株中2-甲基-6-植基-1,4-苯醌(MPBQ)的甲基化,从而改变烟草种子中生育酚的组成成分。说明可以利用克隆的GmVTE3来改变植物种子中生育酚的组成和提高α-生育酚的含量。

甲基化转移酶抑制剂SGI-1027对肺腺癌细胞迁移侵袭抑制及SPG20基因甲基化调节作用观察

目的分析甲基化转移酶抑制剂SGI-1027对肺腺癌A549细胞迁移、侵袭能力的抑制作用及痉挛性截瘫-20(SPG20)基因甲基化水平的调节作用,以探讨甲基化转移酶抑制剂对肺腺癌细胞迁移、侵袭的影响及机制。方法以不同浓度甲基化转移酶抑制剂SGI-1027作用于肺腺癌A549细胞,MTT法测算细胞增殖活力,筛选得到SGI-1027最佳作用浓度为7.5μmol/L,作为后续实验的作用浓度。将A549细胞分为SGI-1027组和二甲基亚砜(DMSO)组,SGI-1027组培养基中加入SGI-1027培养,对照组培养基中加入DMSO培养。两组培养48 h时,采用划痕愈合实验观察细胞迁移能力,Transwell小室实验观察细胞侵袭能力;采用qRT-PCR法检测细胞DNA甲基转移酶3b(DNMT3b)、SPG20 mRNA,焦磷酸测序法检测细胞SPG20基因甲基化水平,Western blotting法检测细胞DNMT3b、SPG20蛋白。结果培养48 h时,与DMSO组比较,SGI-1027组细胞迁移距离小、穿膜细胞数少(P均<0.05)。与DMSO组比较,SGI-1027组DNMT3b mRNA及蛋白相对表达量下降,SPG20 mRNA及蛋白相对表达量升高(P均<0.05)。SGI-1027组SPG20基因甲基化率较DMSO组降低(P<0.05)。结论甲基化转移酶抑制剂SGI-1027可抑制肺腺癌A549细胞迁移、侵袭能力,降低细胞SPG20基因甲基化水平;SGI-1027可能通过下调细胞内SPG20基因甲基化水平进而抑制肺腺癌细胞的迁移、侵袭能力。

半乳糖-3-O-磺酰基转移酶-2与肿瘤转移关系的研究

半乳糖-3-O-磺酰基转移酶-2(GP3ST)是一个新近克隆的磺酰基转移酶,其生物学功能还不明确.GP3ST在肿瘤细胞和肿瘤组织中差异性表达,以及催化所形成的磺酰化糖链与肿瘤转移潜能密切相关,是首次研究报道.在高转移潜能的肿瘤细胞中,GP3ST及其产物的表达明显高于低转移潜能的细胞,在伴有淋巴结转移的喉癌组织中,GP3ST的高表达率也明显高于无淋巴结转移的喉癌组织(P<0.05),而且在喉癌组织中的表达也明显高于相对应的癌周组织.利用RNAi技术下调肝癌细胞SMMC7721中GP3ST的表达,观察到稳定转染RNAi/GP3ST的细胞形态发生明显的改变,由多边形转变为近似梭形,与TNF-α刺激后的HUVEC和sL-选凝蛋白的黏附能力下降.进一步研究表明,GP3ST表达的下降能抑制细胞中的整合蛋白αV亚基的表达,而β3亚基表达无改变,同时在高转移细胞株中αV的表达也明显高于低转移细胞株,与GP3ST表达的差异性相一致.上述结果充分说明GP3ST催化合成的糖链可通过调节肿瘤细胞的黏附性和影响整合蛋白αV亚基的表达参与肿瘤转移.

甲基转移酶样3通过调控MYC的N6-甲基腺苷水平促进急性髓系白血病细胞的增殖

目的探讨甲基转移酶样3(METTL3)在急性髓系白血病(AML)细胞增殖中的功能和调控机制。方法通过基因表达汇编数据集检索METTL3在AML患者中的表达情况及METTL3在成体造血干/祖细胞髓系分化中的表达情况;在MOLM13细胞中利用慢病毒转导的方式抑制METTL3的内源表达,检测细胞增殖情况,总mRNA的N6-甲基腺苷(m6A)水平,采用基因特异的m6A RNA免疫共沉淀检测MYC mRNA上的m6A水平,并进一步检测MYC mRNA和蛋白的表达水平。结果与正常对照相比,METTL3在AML-M5型患者中有上调趋势;幼稚细胞中的METTL3相对表达量显著高于成熟的单核细胞(t=4.504,P=0.0098)。抑制内源METTL3的表达后,MOLM13细胞增殖减缓(P<0.001),MOLM13细胞总mRNA的m6A水平降低(t=3.606,P=0.042),MYC上特异的m6A水平显著降低(P<0.01),MYC的表达显著减少(P<0.01)。结论 METTL3在MOLM13细胞中可通过增加MYC的表达水平而发挥原癌基因的功能。

RNA甲基转移酶METTL3在急性髓系白血病发生发展及耐药中的研究进展

急性髓系白血病(acute myeloid leukemia,AML)是成人最常见的血液系统恶性肿瘤,其广泛的基因组变化和分子突变为药物的开发提供了潜在靶点。目前靶向治疗药物及免疫治疗无法替代传统的“3+7”方案。30%~40%的初治AML患者对于传统蒽环类方案原发耐药,治疗效果极差,是AML治疗及研究领域的重大难题。甲基转移酶样3(methyltransferaselike 3,METTL3)作为重要的甲基转移酶在调节AML发生发展及耐药中具有重要意义。本文总结了METTL3在AML发生发展及耐药中的作用及其在抗白血病治疗中的潜力,以期为克服AML的耐药及复发提供新思路及潜在治疗靶点。

甲基转移酶样蛋白3与前列腺癌患者预后的相关性

目的探讨甲基转移酶样蛋白3(METTL3)与前列腺癌(PCa)患者预后的相关性,以期建立新的预测PCa患者预后的方法。方法使用开放数据集和PCa组织芯片评估METTL3基因和蛋白的表达、METTL3与Gleason评分(GS)之间的相关性以及METTL3预测PCa不良预后的能力,构建列线图模型定量评估PCa预后。结果与正常前列腺组织比较,PCa组织中METTL3基因和蛋白表达水平显著升高(P<0.05)。METTL3在高危PCa组(GS>7分)中的基因和蛋白表达水平明显高于中-低危PCa组(GS≤7分)(P<0.05)。METTL3基因高表达组患者的短期和长期无进展生存率和总体生存率均较METTL3基因低表达组患者差(P<0.05)。此外,本研究建立了一个由7个受METTL3 N6-甲基腺嘌呤(m6A)修饰调控的靶基因组成的风险模型。该风险模型中的7个靶基因主要与细胞周期过程密切相关,METTL3蛋白表达水平与细胞周期蛋白B1(CCNB1)的蛋白表达水平呈显著正相关(r=0.30,P=0.0025)。结论METTL3具有预测PCa预后的潜力,其可能通过m6A修饰调控与细胞周期过程密切相关的靶基因的表达来影响PCa预后。

m6A甲基转移酶METTL3通过AFF4/NF-κB/MYC信号网络影响膀胱癌的研究进展

膀胱癌(BCa)是泌尿外科最常见的恶性肿瘤之一,发病机制目前尚未明确。甲基转移酶3(METTL3)是N6-甲基腺苷甲基转移酶复合物(m6A MTC)的核心部分,介导mRNA的甲基化修饰,影响mRNA的稳定性和翻译过程。研究表明METTL3可以通过AFF4/NF-κB/MYC信号网络对BCa细胞分裂增殖起到促进作用。该信号网络涉及多种信号分子,METTL3可分别影响AFF4、NF-κB和MYC的表达水平影响其下游通路,促进肿瘤发展。

甲基转移酶3调控pri-miR-21甲基化修饰在糖尿病肾病肾脏纤维化中的作用

目的·探讨甲基转移酶3(methyltransferase like 3,METTL3)调控pri-miR-21的N^(6)-甲基腺苷(N^(6)-methyladenosine,m^(6)A)甲基化修饰在糖尿病肾病(diabetic nephropathy,DN)小鼠肾脏纤维化发病机制中的作用。方法·采用8周龄雄性db/db小鼠作为DN模型小鼠,db/m小鼠作为对照,同时按照是否经尾静脉注射S-腺苷高半胱氨酸水解酶抑制剂3-脱氮腺苷(3-deazaadenosine,DAA),共随机分为4组(5只/组),分别为db/m组、db/db组、db/m+DAA组和db/db+DAA组;8周龄开始注射DAA,注射1次/5 d,共注射8次。DAA干预结束后继续饲养小鼠至19周龄,收取各组小鼠血、尿、肾脏组织标本。检测血糖、血肌酐、尿白蛋白肌酐比(albumin-to-creatinine ratio,ACR),肾脏行苏木精-伊红(H-E)染色、Masson染色及天狼星红染色观察病理变化;试剂盒检测肾脏总RNA中m^(6)A的甲基化水平;Western blotting检测肾脏METTL3及纤维化相关蛋白表达;实时定量PCR检测肾脏总pri-miR-21和成熟miR-21;使用免疫磁珠富集肾脏组织中m^(6)A甲基化RNA,并通过PCR检测其中m^(6)A甲基化的pri-miR-21。结果·相较于db/m组,db/db组小鼠血糖,血肌酐,ACR,肾脏METTL3、m^(6)A甲基化修饰水平、纤维化相关蛋白、总pri-miR-21、m^(6)A甲基化pri-miR-21和成熟miR-21表达水平均显著增加(均P<0.05),小鼠肾脏系膜基质增多、肾小球基底膜增厚、胶原纤维累积显著增加。相较于db/db组,db/db+DAA组血糖,血肌酐,ACR,肾脏m^(6)A甲基化修饰水平、纤维化相关蛋白、m^(6)A甲基化pri-miR-21和成熟miR-21表达水平均显著下降(均P<0.05),总pri-miR-21表达水平显著升高(P=0.000),METTL3蛋白表达水平未见显著变化,小鼠肾脏损伤及纤维化程度显著减轻。结论·pri-miR-21的m^(6)A甲基化修饰促进miR-21成熟,进而促进DN小鼠肾脏纤维化的发生发展;抑制METTL3可通过调控pri-miR-21的m^(6)A甲基化修饰抑制DN小鼠肾脏纤维化。

miR-200b-3p与DNA甲基转移酶-3a在骨关节炎软骨细胞中的表达及作用机制

目的探讨mi R-200b-3p靶向DNMT3A对骨关节炎软骨细胞增殖和凋亡的影响。方法 RT-PCR法检测mi R-200b-3p,DNMT3A,MMPs和COLⅡ在正常软骨组织和骨关节炎软骨组织中的表达;采用双荧光素酶和western bolt验证mi R-200b-3p和DNMT3A之间的靶向关系;构建过表达的mi R-200b-3p和DNMT3A真核细胞载体;q RT-PCR和western bolt检测MMPs和COLⅡm RNA及蛋白质在稳定转染的软骨细胞中的表达;通过细胞活力测定(MTS法)、团块培养、Hoechst 33342染色法评估细胞的增殖与凋亡情况。结果 q RT-PCR法及western bolt结果显示,mi R-200b-3p和COLⅡ在骨关节炎软骨组织中呈低表达,而DNMT3A和MMPs呈高表达;双荧光素酶和western bolt证实mi R-200b-3p和DNMT3A之间存在靶向关系;MTS法、团块培养及Hoechst 33342染色法结果证实,在mi R-200b-3p过表达的软骨细胞中,DNMT3A和MMPs的表达水平明显下调,COLⅡ的表达水平则明显上调,且细胞的生存能力增强,凋亡率降低(P均<0.05);在过表达DNMT3A的软骨细胞中,MMPs的表达水平明显上调,COLⅡ的表达水平明显下调,且细胞的生存能力减弱,凋亡率增加(P均<0.05)。结论 mi R-200b-3p可以抑制MMPs分泌和促进COLⅡ合成,并且可以通过抑制DNMT3A的表达来增强骨关节炎软骨细胞的生长与增殖。