探测应答调控蛋白PhoBNF20D自由态中存在的Pre-Active构象

PhoB是PhoR/PhoB双组分信号转导系统(TCS)中的应答调控蛋白,来自大肠杆菌,可以参与环境中自由Pi的调控应答.PhoB拥有保守的磷酸化位点D53,当Mg^2+存在时,会变成活性构象,但是其中的机理尚不清楚.目前已经有报道指出,自由态的应答调控蛋白存在少量的活性构象,而且它们和蛋白的激活过程相关,但是这种活性构象一般不稳定,很难观测到.本文以PhoBN^F20D作为模型,1H-15NHSQC和19F NMR谱图显示,自由态PhoBN^F20D在溶液中存在pre-active构象,BeF3^-可以稳定这种活性构象,而且Mg^2+可以促进非活性构象到活性构象之间的转化,在BeF3^-存在的情况下可以使PhoBN^F20D形成完全的活性构象.同时我们利用Carr-Purcell-Meiboom-Gill(CPMG)弛豫弥散实验证明了PhoBN^F20D存在两态交换.

伪应答调控蛋白在植物光周期调控途径中的作用

开花是植物由营养生长向生殖生长转变的重要过程,光周期是调控这一过程的关键环境因素之一。在高等植物开花的光周期途径中,生物钟处于关键位置,在调控植物开花中发挥重要作用,它能对输入信号进行振荡处理,并传递给下游基因,同时保持自身节律性,从而调控开花。伪应答调控蛋白(PRRs)作为生物钟中央振荡器的重要组成部分,主要作用是调控下游基因的表达,参与昼夜节律的调节。本文综述了PRRs家族的结构特征、表达规律、成员之间的调控关系及其在光周期调控网络中的作用,为进一步研究PRRs基因家族的分子功能及互作提供了一定的理论参考。

非典型应答调控蛋白活性调控机制

双组分信号转导系统是生物中广泛存在的调控系统,通常由组氨酸激酶和应答调控蛋白(Responseregulator,RR)两个组分构成。典型的RR通过一个磷酸化机制调控活性。非典型应答调控蛋白在细菌中广泛存在,并调控细菌的生长发育、抗生素合成、Fe的转运等多种生理功能。以下主要综述目前研究比较清楚的非典型应答调控蛋白的结构和功能方面的进展,并以链霉菌中杰多霉素生物合成途径中的非典型应答调控蛋白JadR1为例,阐明调控蛋白活性调控的新机制。

细菌双组分系统应答调控蛋白调控策略的多样性

双组分系统(TCS)是细菌感应并响应外界复杂环境最为重要的信号传导系统,一般由组氨酸激酶(HK)与应答调控蛋白(RR)构成,激酶与调控蛋白之间通过磷酸化进行信号传递.作为信号传导通路的终端,RR通常由N端高度保守的信号响应结构域(REC)和C端可变的效应结构域组成.RR的效应模块通常为DNA结合结构域.在典型的TCS信号通路中,RR磷酸化后DNA结合能力会显著增强,并形成同源二聚体参与下游靶基因的转录调控.随着研究的深入,发现RR的调控模式其实更为复杂、多样,主要表现在以下3个方面:(ⅰ)含DNA结合结构域的RR存在非典型的调控机制,如磷酸化会使RR的DNA结合能力明显降低或丧失,以及不同RR之间可形成异源二聚体;(ⅱ)RR的效应模块除了是DNA结合结构域,还可能是RNA或蛋白质结合结构域,甚至是酶催化结构域;(ⅲ)有些RR仅含REC结构域.本文对RR介导的不同调控模式进行了系统介绍,以展现TCS在感应外界信号后响应策略的多样性及灵活性.

放线菌中亮氨酸应答调控蛋白的生物学功能及其调控机理

放线菌是一类革兰氏阳性细菌,可产生氨基酸等初级代谢产物和抗生素等次级代谢产物,其广泛用于食品、医药、添加剂及化妆品行业。此外,还有少数放线菌,如分枝杆菌等,是可以引起人和动植物病害的病原菌。亮氨酸应答调控蛋白(Leucine-responsive regulatory protein,Lrp)是一类在氨基酸代谢及其相关代谢过程中的重要转录调控子,能够应答各种氨基酸,参与调控微生物细胞的多个生理过程,例如氨基酸代谢和转运、中心代谢、细菌的持久性和毒力等。本文总结了放线菌Lrp的生物学功能,并综述了放线菌中不同种属Lrp以及天蓝色链霉菌和红色糖多孢菌Lrp调控机理的研究进展。

环磷酸腺苷应答元件结合蛋白调控的转录共激活因子在肿瘤发生发展中作用的研究进展

环磷酸腺苷应答元件结合蛋白(cyclic adenosine monophosphate response element binding protein,CREB)调控的转录共激活因子(CREB-regulated transcription coactivators,CRTCs)是一个新发现的细胞内信号整合子家族,能极大地增强CREB的活性,而CREB作为细胞内的重要转录因子,参与调节细胞众多的生理活动。越来越多的研究表明,CRTCs参与调控细胞的生长、分化、增殖、存活、DNA损伤修复和凋亡相关的信号通路,在肿瘤的发生发展中起着重要作用。本文概要介绍CRTCs在肿瘤领域的研究进展。

阿维链霉菌双组分信号系统的生物信息学分析

应用多种生物信息学方法,如序列比对、多序列比对、系统进化树分析、二级结构预测等,对阿维链霉菌中双组分信号系统蛋白进行鉴定分析。结果表明:阿维链霉菌中存在61个组氨酸蛋白激酶,其中30个组氨酸蛋白激酶包含了全部的保守传递器结构域。阿维链霉菌中也存在69个应答调控蛋白,主要分布在3种主要的应答调控蛋白家族中。与天蓝色链霉菌和其他微生物中双组分信号系统进行比较和对功能结构域进行分析,表明:在这些蛋白所组成48个双组分信号系统中,多个双信号调控系统与阿维链霉菌中环境刺激反应和调控相关。

PRRs家族功能基因的研究进展

PRRs家族基因作为生物钟核心振荡器的主要组分,在植物光周期控制开花途径中起抑制作用,并通过调控ABA等方式影响植物抗逆性,对植物生物量的积累有重要影响,在植物生长发育过程中起重要作用。综述了PRRs家族基因的结构特征、光周期调控作用模型及其对逆境的响应方式,将为进一步研究PRRs家族基因的功能和培育优质广适性作物品种提供理论参考。

嗜根考克氏菌双组分信号转导系统的生物信息学分析

双组分信号转导系统(two-component system,TCS)是细菌感知和响应环境的普遍机制,由组氨酸激酶(histidine kinase,HK)和应答调控蛋白(response regulator,RR)组成,它们能够使机体根据环境条件的改变做出适当的细胞反应。嗜根考克氏菌(Kocuria rhizophila)是一种抗生素活性测试的常用质量控制菌株,但目前有关它的TCS研究尚不多见。为研究TCSs在细菌生存适应中的潜在作用,采用生物信息学的方法对已完成基因组测序的8个嗜根考克氏菌菌株的TCSs进行数量统计、结构分析以及功能预测。研究结果显示,嗜根考克氏菌中共存在13种TCSs,且HKs和RRs都是模块化蛋白质,参与外界压力应答、细胞壁合成、酶活性、物质代谢与运输等生命活动。本研究关于TCSs的研究将有助于系统的理解嗜根考克氏菌以及相关物种,为构建该菌的TCS调控网络提供依据,并可推动其在工业上的应用。

炭样小单孢菌JXNU-1双组分信号转导系统的生物信息学分析

基于一株具有生产广谱抗菌活性产物,且已完成全基因组测序的炭样小单孢菌JXNU-1(Micromonospora carbonacea JXNU-1),本研究采用生物信息学方法系统分析了该菌株的双组分信号转导系统(two-component system,TCS)的分布、结构及功能。结果显示,炭样小单孢菌JXNU-1中共有38个HKs,46个RRs,以及3个杂合TCS蛋白。这些功能蛋白一共配对形成了17个TCS,其中调控炭样小单孢菌JXNU-1的金属离子吸收、盐分代谢的相关的TCS数量最多(6个)、与菌体生长、胁迫感应相关的TCS有5个,参与细菌毒力调节的TCS有3个。此外,有的TCS具有多重生物学功能。这些TCS共同调控菌体以更好地适应环境。