桑树多聚泛素基因的克隆及序列分析

将蒙古桑于-3℃诱导48 h后,提取幼茎RNA反转录合成cDNA(第一链),以cDNA为模板,利用RT-PCR技术克隆桑树的泛素基因(mUb)。研究结果表明:克隆片段序列为泛素基因的阅读框架,其中有2个起始密码子(ATG)和1个终止密码子(TAA),长度为459个碱基;序列与菠萝、三叶胶树、烟草等物种的泛素基因相比较,有84%以上的同源性。进一步分析表明,该基因是桑树的二串泛素基因。该基因已被GenBank收录(登录号DQ104334)。

家蚕多聚泛素基因的电子克隆、序列分析及表达谱预测

具选择性蛋白质降解功能的泛素在昆虫生长发育过程中起着重要的调控作用。本研究采用电子克隆的方法钓取家蚕基因组中多聚泛素基因序列,命名为Bm-polyUB(GenBank登录号:AADK01019318),并进行序列分析和电子表达谱预测。序列分析表明,该编码区长3426bp,编码1141个氨基酸残基的15聚体,预测分子量和等电点分别为127.97kD和7.33,二级结构中α-螺旋、延伸带、β-转角和无规则卷曲各占17.09%、32.78%、14.37%和35.76%,亚细胞定位于细胞质、细胞核和线粒体各占43.5%、34.8%和21.7%,无前导肽、信号肽和跨膜区;多重序列比对显示,15个泛素单体基因序列间同源性和遗传距离分别介于89.0%～100.0%和0.000～0.120,其中Bm-UB3与Bm-UB10、Bm-UB5与Bm-UB7及Bm-UB10与Bm-UB14的序列相同;遗传多样性分析可见,共检出33个多态性位点,共生成12个单倍型,单倍型多样性(Hd=0.962)、平均核苷酸差异数(K=7.495)、核苷酸多样性(Pi=0.03287)、密码子有效值(ENC=41.623<61)、偏爱指标(CBI=0.496>0)和χ2检验计算(χ2=0.713)显示泛素单体间遗传多样性较丰富且呈现较强的密码子偏爱性;电子表达谱预测结果表明Bm-polyUB基因在家蚕中高表达的组织和发育阶段所占比例显著高于低表达。本文的研究结果可为进一步开展该基因进化机制、表达特性和生理功能等方面的实验研究提供基础资料。

马氏珠母贝多聚泛素基因重复单元及3'端非编码区序列的克隆与表达分析

在构建马氏珠母贝(Pinctada fucata)血淋巴抑制性差减文库的基础上,应用cDNA末端快速扩增(RACE)技术成功克隆马氏珠母贝多聚泛素基因(PfUb)最后一个重复单元及3'端非编码区(UTR)序列。序列长453 bp,其中3′UTR 219 bp;开放阅读框(ORF)234 bp,编码77个氨基酸残基;PfUb重复单元含有7个Lys和1个76Gly泛素基因功能位点。实时荧光定量PCR分析表明,PfUb基因在马氏珠母贝足、外套膜、鳃、闭壳肌、心脏、消化腺、血淋巴7个组织中均有表达,溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)能够诱导马氏珠母贝各组织中PfUb基因的表达上调,其中以鳃和血淋巴中的上调表达最为明显;马氏珠母贝血淋巴中,PfUb基因在溶藻弧菌感染2 h后表达量开始上调,并在感染8 h后达到最大。

多聚泛素UBI4低表达对新生隐球菌生长与毒力的功能影响

目的构建新生隐球菌的多聚泛素UBI4低表达菌株,检测UBI4低表达对新生隐球菌生长和毒力的功能影响。方法采用融合PCR方法,扩增含有UBI4基因的片段,将其与含有组蛋白启动子的质粒融合。通过基因枪将重组质粒片段转化入新生隐球菌,应用PCR筛选、DNA序列测序以及实时定量PCR方法对基因重建株进行鉴定与验证。检测多聚泛素UBI4低表达菌株对多种应激耐受力、生长曲线以及对蜡蛾感染的毒力影响。结果成功构建了新生隐球菌多聚泛素UBI4低表达。表型检测结果提示:较之标准株,UBI4低表达株生长速率下降,对高温、H2O2和NO应激以及多种抗真菌药物敏感性显著增强;同时,UBI4下调表达后隐球菌对蜡蛾的毒力显著下调。结论我们的研究初步证实多聚泛素蛋白UBI4对新生隐球菌的生长增殖、应激应答以及感染能力具有重要的调控作用,为后续深入探讨新生隐球菌泛素系统的功能机制奠定基础。

Smurf1通过抑制LKB1的多聚泛素化而调控其蛋白稳定性

目的:为了探寻肝脏激酶B1(liver kinase B1,LKB1)的上游调控分子,并研究其对LKB1的影响。方法:首先,利用UbiBrowser数据库预测LKB1可能的上游调控分子,并根据评分筛选出可能对LKB1具有调控作用的Smurf1基因。然后,构建Smurf1和LKB1相关过表达质粒,并转染HEK293T细胞,通过Western blot检测LKB1蛋白质表达的变化。最后,运用荧光定量PCR(qPCR)、免疫共沉淀(Co-Immunoprecipitation)探索Smurf1调控LKB1可能的分子机制。结果:①成功构建LKB1和Smurf1相关过表达质粒。②在HEK293T细胞中过表达0、0.5、1、2μg的野生型Smurf1时其对应的LKB1蛋白相对表达量分别为0.0262±0.0007、0.0727±0.0003、0.1301±0.0013、0.4315±0.0010。经单因素方差分析,其结果为F=79636.433,P=0.000。与0μg对照组相比,进一步采用LSD-t法分析,0.5、1、2μg各组P值分别为0.000、0.000和0.000。③在HEK293T细胞中过表达0、0.5、1、2μg的突变型Smurf1时其对应的LKB1的蛋白相对表达量分别为0.0180±0.0001、0.0530±0.0004、0.1250±0.0010、0.2004±0.0017。经单因素方差分析,其结果为F=12887.993,P=0.000。与0μg对照组相比,进一步采用LSD-t法分析,0.5、1、2μg各组P值分别为0.000、0.000和0.000。④以GAPDH为内参,未过表达Smurf1组和过表达Smurf1组中,LKB1的相对mRNA表达水平分别为1.0851±0.4125、2.3982±1.7669。经独立样本t检验统计分析,P=0.257。⑤以β-actin为内参,未经Smurf1处理组、野生型Smurf1(WT)处理组、突变型Smurf1(C699A)处理组中LKB1的相对泛素化水平分别为1.8238±0.0278、0.0881±0.0051、0.2127±0.0062。经单因素方差分析,其结果为F=6721.953,P=0.000。与未经Smurf1处理组相比,进一步采用LSD-t法分析,野生型Smurf1组和突变型Smurf1组各组P值分别为0.000和0.000。结论:这些结果表明Smurf1通过降低LKB1的多聚泛素化从而参与其蛋白稳定性的调节。

HEK 293T细胞中TRAF6多聚泛素化修饰KLF5的方式及其修饰位点的鉴定

目的:研究人胚肾293T(HEK 293T,简称293T)细胞中外源性肿瘤坏死因子受体相关因子(tumor necrosis factor receptor⁃associated factor 6,TRAF6)与Krüppel样因子5(Krüppel⁃like factor 5,KLF5)的结合及TRAF6多聚泛素化修饰KLF5的方式和修饰的位点。方法:将构建的Flag⁃TRAF6、HA⁃KLF5、泛素过表达质粒、shTRAF6小干扰质粒和TRAF6 C70A位点突变质粒行不同组合转染293T细胞48 h。用免疫沉淀(immunoprecipitation,IP)和免疫印迹(immunoblotting,IB)实验检查TRAF6与KLF5的结合以及KLF5 K63或K48多聚泛素化水平。此外,构建KLF5全部赖氨酸突变的质粒,分别与TRAF6质粒共转染293T细胞。用前述IP/IB检测KLF5 K63连接的多聚泛素化修饰,并确定KLF5 K63泛素化修饰的位点。结果:293T细胞中TRAF6能与KLF5结合;TRAF6过表达和基因沉默或TRA6酶活性缺失能相应上调或下调KLF5 K63的多聚泛素化;KLF5被TRAF6 K63多聚泛素化修饰的位点是其第99位和第100位的赖氨酸。结论:TRAF6能与KLF5相互作用,并对KLF5⁃K99和K100进行K63多聚泛素化修饰。

丝瓜多聚泛素基因(LcUBQ)的克隆及表达分析

泛素是一种逆境响应蛋白,所介导的泛素/26S蛋白酶体途径在植物适应逆境过程中发挥重要作用。为探究丝瓜(Luffa cylindrica)泛素基因的功能,采用RT-PCR(reverse transcription-PCR)和RACE(rapid-amplification of cDNA ends)技术从丝瓜中克隆到多聚泛素基因(polyubiquitin gene),命名为LcUBQ(Gen Bank登录号:KR349345),该基因cDNA全长1 579 bp,包含一个1 371 bp的完整开放阅读框,编码457个氨基酸组成的蛋白质,预测其分子量和等电点分别为51.26 kDa和7.05,未发现信号肽和跨膜结构,WoLF PSORT预测其亚细胞定位于细胞质,二级结构中α-螺旋、延伸带和无规卷曲各占24.73%、22.54%和52.74%。进化树分析表明,丝瓜LcUBQ蛋白质与黄瓜、甜瓜等葫芦科植物亲缘关系较近。荧光定量PCR分析发现,LcUBQ基因在丝瓜的不同组织皆有表达,其中在根和叶中表达量最低,高温(40°C)、低温(4°C)以及弱光[20μmol/(m^2?s)]均能诱导叶片中LcUBQ基因的高表达,尤其是低温胁迫。低温胁迫下,LcUBQ基因的表达量呈现先升高再下降的趋势,与其对应的泛素水平的变化基本一致,并且无论是低温或弱光处理,LcUBQ基因的表达量及对应的泛素水平均在前2 h增加得最为明显,推测LcUBQ基因可能参与丝瓜的早期胁迫信号转导及低温、弱光胁迫应答过程。

TAK1赖氨酸158位点发生Lys63连接多聚泛素化在辐射诱导NF-κB激活过程中的作用

目的研究转化生长因子激酶1（TAK1）Lys63连接多聚泛素化在辐射导致的NF-κB激活过程中起到的作用及其作用位点。方法通过基因瞬时转染技术将FLAG—TAK1和HA-Ub—K63质粒共同转染至HEK-293T细胞，应用免疫沉淀和免疫印迹技术研究辐射对TAK1泛素化的影响；用稳定转染TAK1表达的HeLa细胞，证实辐射对TAK1泛素化的影响。通过免疫印迹技术，比较分析辐射对稳定转染TAK1K158R的MEF细胞与TAK1野生型MEF细胞比较分析辐射对它表达1KKs、p38及JNK的影响，以证明辐射诱导的TAK1-Lys63多聚泛素化的位点是否在TAKI赖氨酸158位点。结果瞬时转染的HEK-293T细胞接受辐射后1h开始出现明显的TAK1泛素化表现，2h更明显。在稳定表达FLAG—TAKI的HeLa细胞系中得到证实。与TAK1野生型MEF细胞相比，TAK1K158R突变的MEF细胞中辐射诱导的IKKs和p38磷酸化作用减低。结论TAK1多聚泛素化在辐射导致的NF—κB激活过程中起到关键作用，辐射所致TAK1-Lys63连接多聚泛素化发生在TAK1的赖氨酸158位点。

基于串联杂合泛素结合结构域探针的多聚泛素化信号免疫组织化学检测技术研究

目的提高串联杂合泛素结合结构域(ThUBD)探针检测甲醛固定石蜡包埋(FFPE)切片中多聚泛素化信号的灵敏度。方法利用微波炉加热方法,采用不同盐离子种类和pH缓冲液进行抗原修复,在有无高浓度还原剂条件下,用ThUBD探针检测FFPE切片中的多聚泛素化信号。结果在pH 9.5 EDTA缓冲液条件下,加入50 mmol/L DTT可检测到FFPE切片中明显的多聚泛素化信号。结论pH 9.5 EDTA缓冲液中加50 mmol/L DTT有利于多聚泛素链的暴露与复原,显著提升ThUBD探针用于免疫组织化学检测的灵敏度。

泛素化介导的非蛋白质降解功能

泛素因标记被26 S蛋白酶体降解的蛋白质而著名.然而近几年发现,泛素作用远不止此,不仅具有参与蛋白质降解这一重要"传统作用",还起着比先前想象更多变的、更精美的细胞调控作用,是非常重要的细胞过程的多层面调节因子,具有许多重要的非蛋白质降解功能,包括DNA损伤修复、DNA复制、信号传导、转录调节、膜运输、胞吞、蛋白激酶活化、染色质重塑和病毒芽殖.这些功能涉及多聚泛素化和单泛素化及多泛素化.因此,泛素化异常可能涉及疾病的发生和发展.对这些功能的了解可以拓展人们对泛素的认识,有助于对多种细胞过程的深入理解,也有助于相关新药的研发.

泛素链水解酶的选择性和产生机制

底物蛋白的多聚泛素链修饰参与调节多种生命运动过程(包括蛋白质降解、自噬、DNA损伤修复、细胞周期、信号转导、基因表达、转录调节、炎症免疫等).去泛素化酶通过水解底物蛋白的单泛素和泛素链修饰,对泛素相关过程进行反向调节.人类基因组中约含90余种去泛素化酶,它们通过对自身酶活性和底物识别特异性的调节,实现了对细胞内复杂泛素过程的精密且层次性的调控.本文针对去泛素化酶对不同泛素链的识别选择性,综述目前已知泛素链水解酶的选择性和产生机制.

泛素链的体外制备、磷酸化修饰与标记方法

目的为了制备不同链种类、不同链长及磷酸化修饰的泛素样品。方法本文主要以生物酶法为手段对以上样品的制备路线进行阐述。制备的主要方法分为两种,一是采用逐次添加的方式达到泛素链延长的目的,二是通过一次酶反应制备混合的多聚泛素链,然后对不同链长的泛素链进行纯化分离。结果以上两种策略都能达到制备多聚泛素链的目的。进一步,通过对泛素进行磷酸化修饰,制备了磷酸化的泛素样品。通过K11和K48的泛素酶制备了K11/K48分支链泛素。结论基于以上泛素链的制备路线,可以进一步对不同链接形式的不同亚基进行磷酸化修饰等翻译后修饰,也可以通过在特定亚基进行同位素标记及在特定位点引入小分子探针,进而进行NMR和FRET的测定。综上所述,本方法将为从事泛素信号通路和泛素生化研究的科学家提供借鉴和帮助。

诱导蛋白降解的小分子PROTACS的研究进展

靶向蛋白降解嵌合分子(PROTACs)是一类能够通过诱导靶蛋白的多聚泛素化而导致靶蛋白降解的小分子化合物,本文对采用不同E3泛素连接酶设计的PROTACs进行了介绍。

泛素羧基末端水解酶-1抑制剂对多巴胺能神经元的神经毒性作用

目的利用人神经母细胞瘤SK-N-SH细胞观察泛素羧基末端水解酶-1（UCH-L1）抑制剂对多巴胺能神经元的毒性作用并探讨其可能的毒性机制。方法用不同浓度（5、10、25、50、75、100μmol／L）的UCH—L1抑制剂作用SK-N—SH细胞24h，MTT法检测细胞活力、Hoechst染色检测凋亡的细胞核及Western blot检测UCH—L1蛋白、单个泛素分子及多聚化泛素蛋白的表达、荧光检测泛素蛋白酶体系统（UPS）的功能。结果经UCH—L1抑制剂处理24h后SK-N-SH细胞突起样结构消失，细胞体积变小、形态变圆；随着UCH—L1抑制剂浓度的增加，细胞活性进一步下降；与对照组比较，细胞活力在抑制剂浓度为50μmol／L时，作用24h后即出现明显下降，差异有统计学意义（P〈0．05）；Hoechst染色可见凋亡细胞碎裂的细胞核；Western blot检测到细胞内UCH-L1蛋白表达没有变化、单个泛素分子水平下降、多聚泛素化蛋白增加；荧光检测显示UPS功能下降。结论UCH—L1抑制剂在体外对多巴胺能神经元有毒性作用，可诱导细胞凋亡。在凋亡过程中。UPS功能下降、细胞内多聚泛素化蛋白堆积可能发挥了作用。

粉尘螨聚泛素样蛋白基因克隆、表达与生物信息学分析

目的克隆、表达粉尘螨聚泛素样蛋白(polyubiquitin, poly-u)的编码基因全长并制备表达质粒,对表达产物进行生物学预测和分析。方法根据转录组测序及其功能注释结果,以粉尘螨Total RNA为模板,RT-PCR和RACE技术获得全长基因后构建原核表达质粒,转化E.coli BL21(DE3)T1R感受态细胞中,利用异丙基-b-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达,采用SDS-PAGE和Western blot鉴定表达产物。采用生物信息学软件分析该基因及其编码蛋白的生物学特征。结果获得了粉尘螨聚泛素样蛋白的编码基因,全长1 644 bp,构建的原核表达质粒pET28a(+)-poly-u转化BL21后经IPTG诱导表达,SDS-PAGE和Western blot鉴定均可见目的蛋白条带。生物信息学分析该基因编码的蛋白质由547个氨基酸组成,相对分子质量为61.3×10^(3)。预测二级结构包括α-螺旋(占32.54%)、延伸主链(占15.36%)和无规卷曲(占52.10%),优势表位可能为TGGQQMGR、LEDRRTL、IQDKEQIPPDQ。结论成功获得粉尘螨聚泛素样蛋白的编码基因全长及其原核表达质粒,,并对其生物学特征进行了分析,为进一步针对该基因开发尘螨防制措施奠定了基础。

显齿蛇葡萄实时荧光定量PCR内参基因的筛选与验证

目的筛选适用于显齿蛇葡萄Ampelopsis grossedentata实时荧光定量PCR(real-time fluorescence quantitative PCR,qRT-PCR)的内参基因。方法设计简并引物,采用RT-PCR从显齿蛇葡萄中克隆6个候选内参基因片段,包括肌动蛋白基因(Actin)、3-磷酸甘油醛脱氢酶基因(GAPDH)、18 S核糖体rRNA基因(18 S-rRNA)、α-微管蛋白基因(α-Tubulin)、β-微管蛋白基因(β-Tubulin)和多聚泛素酶基因(UBQ)。应用qRT-PCR技术检测这6个候选内参基因在显齿蛇葡萄不同组织器官中(茎尖、嫩叶、成熟叶、老叶、茎和根)的表达情况。借助Ge Norm、Norm Finder和Best Keeper 3种统计学软件综合评价6个内参基因的表达稳定性。通过苯丙氨酸解氨酶基因(Ag PAL)的表达分析对筛选出的内参基因进行稳定性验证。结果 18 S-rRNA、GAPDH和Actin的表达稳定性较好,适合作为显齿蛇葡萄不同组织基因表达研究的内参基因,以这3个基因为内参基因分析Ag PAL基因的相对表达量,结果发现它们在各组织器官中的表达变化趋势基本一致。结论确定显齿蛇葡萄qRT-PCR分析的合适内参基因,为后续相关基因表达研究奠定基础。

ABRO1研究进展

ABRO1(Abraxas Brother 1),也称为KIAA0157或FAM175B,是BRISC去泛素化酶复合体的一个重要组分,该复合体的主要功能是特异性剪切K-63链接的多聚泛素链。该文系统综述了ABRO1的结构特点,参与BRISC复合体组成及调节去泛素化酶活性、调控干扰素应答、参与氧化应激反应和抗心肌缺血等多方面的研究进展,为进一步研究ABRO1的生理功能及与免疫、心血管疾病的关联提供新思路。

蛋白降解靶向嵌合体在小分子药物研发中的机遇与挑战

蛋白降解靶向嵌合体(PROTAC)技术是一种通过泛素-蛋白酶体途径化学诱导靶蛋白降解的新兴策略。PROTAC是由靶蛋白配体和E3泛素连接酶配体通过适当的连接链连接而成的双功能分子,能够同时招募靶蛋白和E3泛素连接酶,从而诱导靶蛋白泛素化降解,具有广泛的应用前景和发展空间。主要简述小分子PROTAC的降解机制、发展历程,以及在药物研发中面临的机遇与挑战。