水稻泛素连接酶D3与抗病相关蛋白VOZ2的互作分析

多蘖矮秆基因dwarf-3(D3)是水稻独脚金内酯信号转导过程中的重要节点基因,拟南芥中的MAX2基因与D3同源,且MAX2参与拟南芥的抗病防卫反应。本研究以水稻泛素连接酶D3为诱饵进行酵母双杂筛库,发现水稻抗病相关蛋白维管植物单锌指蛋白VOZ2与D3存在潜在的相互作用。通过酵母双杂交试验证实,D3与VOZ2存在互作。通过荧光定量PCR证实,接种水稻白叶枯病菌后,VOZ2基因在转录水平上的表达受到显著诱导。利用水稻原生质体开展的亚细胞共定位实验发现,D3与VOZ2共定位于细胞核。双分子荧光互补实验发现,D3与VOZ2在烟草叶肉细胞的细胞核和细胞质均产生较强的荧光,进一步证实了D3与VOZ2的相互作用。研究结果为进一步探究D3和VOZ2在水稻抗病防卫反应中的功能与分子机理奠定了基础。

甜菜应答盐胁迫的E3泛素连接酶UPL家族基因的鉴定与分析

甜菜为二年生草本植物,是我国重要的糖料作物,广泛种植于我国东北、西北和华北等地区。本文以甜菜T710-Mu品系为试验材料,利用盐胁迫下的甜菜转录组数据库,通过建立隐马尔科夫模型筛选数据库得出3个响应盐胁迫的含有HECT结构域的UPL(Ubiquitin-protein ligase)家族基因。对3个UPL家族基因编码的蛋白质BvUPL3、BvUPL4和BvUPL5进行蛋白质理化性质预测、进化关系分析、蛋白质保守结构域分析和蛋白质互作网络等生物信息学分析。预测BvUPL3、BvUPL4和BvUPL5分别分布在Chr09、Chr07和Chr08,并且具有典型的HECT型结构域,鉴定得到的编码E3泛素连接酶UPL基因属于UPL家族基因。蛋白质互作预测结果表明,这些UPL蛋白质之间存在相互作用,并可能与泛素蛋白酶体系统中其他组分,如泛素藕合因子、E2共价结合酶以及26S蛋白酶体等相互影响。结合荧光定量PCR和转录组数据结果可知,BvUPL3基因在叶片和根部的相对表达量与对照组相比显著上升,BvUPL4和BvUPL5基因的相对表达量与对照组相比在叶片中显著下调,在根部显著上升,这些结果可为后续深入研究甜菜泛素连接酶提供理论基础。

miR-146b-5p靶向E3泛素蛋白连接酶促进高糖诱导的小鼠腹膜间皮细胞上皮间质转化

目的探讨miR-146b-5p与E3泛素蛋白连接酶(ZNRF3)对高糖诱导的小鼠腹膜间皮细胞上皮间质转化(EMT)进程的影响及作用机制。方法正常培养的小鼠为对照组,采用4.25%葡萄糖透析液和0.1 mg/kg的脂多糖诱导腹膜纤维化小鼠模型,收集小鼠腹膜组织,Masson染色观察腹膜组织胶原纤维变化,免疫组化法检测α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和Ⅰ型胶原(COL I)表达。Western blot检测腹膜组织上皮钙黏蛋白(E-cadherin)、α-SMA和COL I表达。qRT-PCR检测腹膜组织中miR-146b-5p和ZNRF3表达。双荧光素酶报告基因检测验证miR-146b-5p和ZNRF3靶向关系。分离对照组小鼠腹膜间皮细胞,高糖诱导构建小鼠腹膜间皮细胞纤维化模型,将细胞分为对照组、模型组、mimic-NC组、miR-146b-5p-mimic组和miR-146b-5p-inhibitor组。Transwell小室检测细胞迁移和侵袭能力。Western blot检测EMT相关蛋白表达。结果与对照组小鼠比较,模型组小鼠腹膜组织增厚,胶原纤维增多,α-SMA和COL I表达增加(P<0.05),miR-146b-5p表达升高(P<0.05),E-cadherin和ZNRF3表达降低(P<0.05)。miR-146b-5p靶向负调控ZNRF3表达。细胞水平检测结果显示,与对照组比较,模型组和mimic-NC组小鼠腹膜间皮细胞迁移和侵袭细胞数增多(P<0.05),E-cadherin表达降低(P<0.05),波形蛋白(Vimentin)和N-钙黏蛋白(N-cadherin)表达升高(P<0.05)。与模型组比较,miR-146b-5p-mimic组小鼠腹膜间皮细胞变化趋势更为显著,miR-146b-5p-inhibitor组细胞EMT进程受到抑制。结论miR-146b-5p可靶向ZNRF3基因促进高糖诱导的小鼠腹膜间皮细胞EMT进程。

E3蛋白泛素连接酶WWP1调控TLR4介导的炎症性肠病炎性聚集中的作用

目的 探讨E3蛋白泛素连接酶WWP1调控TLR4介导的炎症性肠病炎性聚集中的作用及机制。方法 构建髓系细胞中特异性敲除E3蛋白泛素连接酶WWP1基因的小鼠,检测WPP1基因是否被敲除,随后进行分组,分为WWP敲除组(WWP1^(+/+))和WWP未敲除组(WWP1-/-),两组小鼠再分别喂养菊聚糖硫酸钠(DSS)建立炎症性肠病模型(DSS组)和喂养生理盐水(无菌水组),每组小鼠共10只,喂养7 d,每天检测小鼠结肠炎的临床症状,结束后处死小鼠,测量结肠长度,评估小鼠结肠炎损伤情况,Elisa检测小鼠结肠黏膜组织炎性因子IL-6、IL-10、TNF-α水平,采用RT-qPCR和Western blot检测TLR4表达水平。同时使用基因沉默方法敲除RAW 264.7细胞的WWP1基因,使用LPS刺激构建结肠炎症情况下的巨噬细胞环境,检测WWP1+组与WWP1-组细胞中IL-6、IL-10、TNF-α和TLR4、WWP1表达水平。结果 WWP1^(+/+)组和RAW264.7细胞沉默组中WWP1-mRNA表达均明显下调,提示成功敲除WWP1基因。DSS组WWP1-/-小鼠体质量减轻程度明显大于DSS组WWP1^(+/+)小鼠,DSS组WWP1-/-小鼠的DAI值明显大于DSS组WWP1^(+/+)小鼠,DSS组WWP1^(+/+)小鼠结肠长度明显长于DSS组WWP1-/-小鼠;与WWP1-/-相比,WWP1^(+/+)的小鼠组织病理损伤程度更轻,结肠炎的症状更轻,同时小鼠IL-6、TNF-α表达水平明显更低,IL-10表达水平明显更高,炎症损伤程度更轻,RT-qPCR和Western blot检测结肠组织和细胞中TLR4的表达也显示,与WWP1-/-相比,WWP1^(+/+)的小鼠TLR4表达水平明显更低,在细胞株中,WWP1+组TLR4表达水平明显更低(P<0.05)。结论 E3蛋白泛素连接酶WWP1可以对炎症性肠病中炎性聚集起到保护作用,这种保护作用的发挥可能是通过TLR4通路实现的。

泛素E3连接酶膜相关锌指蛋白2高表达与胃癌临床分期、侵袭性及预后的相关性

目的研究泛素E3连接酶膜相关锌指蛋白2(MARCH2)高表达与胃癌分期、侵袭及预后之间的关系。方法将96例行胃癌根治术的胃癌患者纳为研究对象,免疫组织化学法检测患者胃癌组织及癌旁组织内MARCH2表达情况,分析MARCH2阳性表达与患者临床病理特征之间的关系。术后随访5~47个月,采用Kaplan-Meier法分析胃癌组织内MARCH2表达情况与患者生存时间的关系。结果胃癌组织内MARCH2阳性表达率高于癌旁组织,差异具有统计学意义(P<0.05)。胃癌组织内MARCH2阳性表达与胃癌浸润深度以及淋巴结转移有关(P<0.05),与患者年龄、性别、肿瘤大小、TNM分期以及分化程度无关(P>0.05)。将胃癌组织内MARCH2中、强阳性表达者纳为MARCH2强阳性表达组,其余患者纳为对照组,随访5~47个月,平均(34.51±6.16)个月,绘制生存曲线发现,强阳性组患者生存时间短于对照组,差异具有统计学意义(Rank=8.923,P=0.003)。结论胃癌组织内MARCH2阳性表达率明显上升,且MARCH2阳性表达与肿瘤浸润深度及淋巴结转移间存在密切联系,MARCH2高表达者预后生存时间更短,提示MARCH2可能参与胃癌的发生及发展。

无齿E3泛素蛋白连接酶同源物在恶性肿瘤中的研究进展

无齿E3泛素蛋白连接酶同源物(DTL)是E3泛素连接酶中重要的底物适配器,主要通过介导染色质许可和DNA复制因子1(CDT1)、SET结构域赖氨酸甲基转移酶8(SET8)和p21参与蛋白质的泛素化和降解,并调控细胞周期和基因组的稳定性。目前的研究发现,DTL在多种恶性肿瘤的发生发展中发挥重要作用,如乳腺癌、肝细胞癌和宫颈癌等,且与患者预后具有显著相关性。本文就DTL的基本功能及在乳腺癌、肝细胞癌、宫颈癌和恶性黑色素瘤中的研究进展进行综述。

无齿E3泛素蛋白连接酶同源物在食管鳞状细胞癌中的表达及与预后的关系

目的探讨无齿E3泛素蛋白连接酶同源物(DTL)在食管鳞状细胞癌(ESCC)中的表达及与预后的关系。方法收集TIMER2数据库资料,分析DTL在食管癌组织中的mRNA表达水平。采用免疫组化染色法检测95例ESCC组织和癌旁正常组织中DTL的蛋白表达情况,分析DTL表达情况与ESCC患者临床特征的关系,并分析ESCC患者预后的影响因素。结果TIMER2数据库分析结果显示,食管癌组织中DTL mRNA表达水平高于正常食管组织,差异有统计学意义(P﹤0.05)。ESCC组织中DTL阳性表达率为56.8%(54/95),明显高于癌旁正常组织的35.8%(34/95),差异有统计学意义(P﹤0.01)。不同病灶数目及组织学分级ESCC患者的ESCC组织中DTL表达情况比较,差异均有统计学意义(P﹤0.05)。DTL阳性表达的ESCC患者总生存期明显短于DTL阴性表达患者,差异有统计学意义(P﹤0.01)。多因素分析结果显示,DTL阳性表达是ESCC患者预后的独立危险因素(P﹤0.01)。结论DTL在ESCC中高表达,且与ESCC的发生发展密切相关,可能是ESCC潜在的预后分子标志物。

E3泛素连接酶在结直肠癌中的作用机制研究进展

结直肠癌(colorectal cancer,CRC)作为全球发病率和致死率最高的恶性肿瘤之一,其致病机制十分复杂,至今尚未完全阐明。泛素化在CRC的发生发展过程中扮演重要角色,其调控作用主要依赖于E3泛素连接酶泛素化修饰底物蛋白使之活性改变或发生泛素—蛋白酶体降解。该文就RING(really interesting new gene)型和HECT(homologous to E6AP C-terminus)型E3泛素连接酶在CRC细胞增殖、凋亡、迁移、侵袭及化疗敏感性中的作用机制及这两类E3泛素连接酶的靶向抑制剂相关研究进展作一综述,为CRC致病机制研究及其靶向治疗提供新的思路。

大豆E3泛素连接酶基因GmHOS1a和GmHOS1b生物信息学分析和敲除载体构建

HIGH EXPRESSION OF OSMOTICALLLY RESPONSIVE GENES 1(HOS1)是植物中多种信号途径的整合因子,在植物发育、胁迫反应、光形态建成和开花调控中发挥至关重要的作用,是很有潜力的作物工程育种目标基因,但其在大豆中的功能尚未被揭示。为了揭示其在大豆中的功能,本研究利用反向遗传学,成功克隆了两个大豆HOS1基因,GmHOS1a和GmHOS1b,并通过生物信息学技术,对其蛋白结构、表达模式和功能进行了分析。进化树和结构域分析表明,GmHOS1a和GmHOS1b具有N端的环指结构域和与ELYS高度相似的保守基序,与拟南芥和水稻HOS1蛋白高度同源。亚细胞定位结果显示,GmHOS1a和GmHOS1b定位在细胞核中。Quantitative Real-time PCR(qRT-PCR)结果表明,GmHOS1a和GmHOS1b的基因表达模式相似,均在三出复叶中高度表达。48 h光周期RNA-sequencing(RNA-seq)和qRT-PCR分析表明,GmHOS1a和GmHOS1b基因的表达具有生物钟昼夜节律性,其中GmHOS1a的表达量显著高于GmHOS1b,GmHOS1a见光后表达量升高,黑暗前表达量达到峰值。为进一步探索GmHOS1a和GmHOS1b蛋白的功能,利用CRISPR/Cas9系统构建了9个GmHOS1a和GmHOS1b基因敲除载体,通过发根检测实验,筛选出6个高效工作载体,可供后续遗传转化实验使用。本研究为阐明该基因的功能和作用机理奠定了理论基础,并提供了可供遗传转化的载体材料。

青花菜E3泛素连接酶基因的克隆及表达分析

为探讨泛素蛋白酶体在高温胁迫下参与蛋白质降解途径相关的生理过程和功能,以青花菜‘KUQ19⁃27’为试验材料进行高温胁迫(38℃)处理,设计特异性引物从青花菜中克隆得到青花菜E3泛素连接酶基因并进行生物学信息分析,并运用实时荧光定量PCR技术分析其表达特征.结果显示:E3泛素连接酶基因的ORF长度为1332 bp,编码443个氨基酸,相对分子量为48.3 kD.亲疏水性分析结果表明:在多肽链中第207位氨基酸时,亲水性最高,为3.38;在肽链中第280位氨基酸时,疏水性最高,为-4.23,是疏水性蛋白.在青花菜E3泛素连接酶基因氨基酸序列中,其C、Y、S值均小于0.5,由此预测其不具有信号肽,不属于分泌蛋白.系统进化分析表明青花菜E3泛素连接酶基因与其他物种,比如拟南芥、草莓、月季、葡萄等苷核酸序列相似性都在60%以上,同甘蓝、油菜、白菜和拟南芥的进化关系较近,同草莓、月季、菜豆、葡萄、刺菜蓟、芝麻和水桔梗的进化关系较远,与其他物种,如拟南芥、草莓、月季、葡萄等核苷酸序列相似性都在60%以上.荧光定量PCR技术结果表明高温处理3 h时,青花菜E3泛素连接酶基因表达量下调30%,胁迫12 h时表达量持续下降仅为对照的20%.研究结果可为进一步深入探讨青花菜E3泛素连接酶的高温胁迫响应机制提供一定的理论依据.

‘无子瓯柑’E3泛素连接酶基因CsRNF217对转基因烟草育性的影响

【目的】为了验证‘无子瓯柑’Citrus suavissima‘Seedless’E3泛素连接酶基因CsRNF217对雄蕊育性的影响,采用异源转化获得过表达CsRNF217的转基因烟草Nicotiana tabacum,分析其对烟草育性的影响。【方法】采用亚历山大染色法、花粉离体培养法、杂交授粉后的结实率分析野生型烟草及转基因烟草自交1代(T1)阳性株系的花粉活力及胚囊育性,利用半定量RT-PCR分析基因CsRNF217在转基因烟草T1阳性株系花药中的表达强弱。【结果】‘无子瓯柑’CsRNF217在转基因烟草自交T1株系中高效表达,转基因株系的花粉染色活力和离体萌发率、自交结实率、以及与野生型的正反交结实率均显著低于野生型(P<0.05)。【结论】过表达CsRNF217的烟草植株花粉育性显著下降,同时伴随胚囊育性下降的现象,推测CsRNF217基因对‘无子瓯柑’雌雄育性存在负向调控的作用。

乳腺癌中泛素蛋白连接酶E3A与泛素特异性蛋白酶25的表达及其临床意义

目的探讨泛素蛋白连接酶E3A(ubiquitin protein ligase E3A,UBE3A)与泛素特异性蛋白酶25(ubiquitin specific protease 25,USP25)在乳腺癌组织中的表达及与临床病理特征的相关性,并分析UBE3A与USP25在乳腺癌泛素蛋白酶体系统中的关系。方法采用免疫组织化学染色检测50例乳腺癌组织及癌旁相对正常组织石蜡标本中UBE3A与USP25的表达情况,并分析它们与乳腺癌患者临床病理特征的关系;shRNA-UBE3A慢病毒转染乳腺癌MCF-7细胞,通过荧光定量PCR与Western Blot检测UBE3A基因及蛋白的敲减水平,然后观察敲减UBE3A后USP25的表达水平。结果UBE3A与USP25在乳腺癌组织中的阳性表达率分别为64%、72%,而在邻近相对正常组织中的表达均为阴性,两者在乳腺癌组织与相对正常组织中的表达差异具有统计学意义(P<0.001);UBE3A的表达与淋巴结转移(P=0.001)、Ki-67的表达(P<0.001)相关,USP25的表达与组织学分级(P=0.046)、淋巴结转移(P=0.041)、Ki-67的表达(P=0.029)相关;shRNA-UBE3A慢病毒转染乳腺癌MCF-7细胞后,UBE3A蛋白及mRNA的表达均明显降低(P<0.001),且敲减UBE3A后USP25的蛋白及mRNA的表达明显降低(P<0.001)。结论UBE3A与USP25和乳腺癌细胞的增殖、转移等生物学行为相关,在乳腺癌泛素蛋白酶体系统中UBE3A与USP25功能作用明显增强且保持动态平衡,它们可能共同作用促进乳腺癌的的发生发展。

具有E3泛素连接酶功能的痘病毒蛋白质

泛素化是蛋白质的翻译后共价修饰过程,可以调节蛋白质的稳定性,涉及多种生理功能。痘病毒在进化过程中形成了扰乱和操纵宿主细胞泛素系统的多种机制,包括编码多种能干扰宿主泛素系统的病毒蛋白质。近年的研究表明痘病毒编码许多具有泛素连接酶活性的蛋白质,如膜相关RING-CH(MARCH)结构域蛋白、p28/Really Interesting New Gene(RING)finger蛋白、锚蛋白重复序列/F-box蛋白、Bric-a-Brac Tramtrack Broad complex(BTB)/Kelch蛋白及APC家族蛋白等。作者在本文着重阐述了痘病毒编码的E3泛素连接酶功能蛋白的研究概况。

E3泛素连接酶ARIH1功能的研究进展

ARIH1是一种新发现的E3泛素连接酶,属于RBR家族,具有多种生物学功能,并与许多疾病的发生发展密切相关,如参与调控癌组织的进展,抑制细菌病毒等的增殖,调节代谢等,但仍有很多功能及机制有待研究人员去挖掘和探索。文章旨在对近年ARIH1蛋白的功能研究进展进行综述,为研究人员提供可能的研究方向和目标。

RNA内切酶CPSF3受E3D泛素连接酶UBE3D调控

泛素化是泛素分子在系列特殊酶作用下,对靶蛋白进行特异性修饰的过程,该过程参与细胞周期、基因表达、信号传递等几乎一切生命活动的调控,近年来成为开发新药物的新靶点。泛素化研究中,确定E3泛素连接酶和其特异性底物之间的作用是研究的重点和难点,探索底物蛋白翻译后修饰命运,对于研究E3泛素酶的修饰类型具有指示性的作用。E3D泛素连接酶基因(UBE3D)在人和小鼠中相对保守,小鼠中UBE3D纯合敲除致死,提示UBE3D在胚胎发育过程中具有重要作用。本文选用了酵母双杂交(Y2H)、亲和纯化质谱(AP-MS)及免疫共沉淀(Co-IP)3种方法,筛选出了UBE3D的候选底物切割与聚腺苷酸化因子3(CPSF3).研究中发现,过表达UBE3D可以显著上调CPSF3的蛋白表达水平,敲低UBE3D可以显著下调CPSF3蛋白的表达水平,揭示UBE3D具有稳定CPSF3的作用。细胞外源泛素化实验表明,过表达UBE3D不会改变CPSF3的蛋白泛素化水平,提示UBE3D对CPSF3的泛素化修饰可能不同于常规E3泛素连接酶。CPSF3是一种核酸内切酶,对于mRNA的成熟和基因表达至关重要。因此,UBE3D可能通过稳定CPSF3对胚胎发育起到重要作用。

E3泛素连接酶的结构功能及其在肿瘤中的最新研究进展

E3泛素连接酶是泛素-蛋白酶体系统中不可缺少的一大类酶,根据催化核心结构域可分为HECT E3s、 U-box E3s、RING E3s三大家族,其中RING E3s又可分为TRIM、PA-TM-RING、RBR、MARCH和UIM五个家族。真核生命的一切生物行为都离不开泛素的修饰,而E3泛素连接酶则通过介导泛素-E2泛素连接酶将泛素传递给靶蛋白,能严格控制泛素化反应。因此,E3泛素连接酶可能参与调节细胞增殖等生物过程和细胞对与癌症发展相关的应激信号的反应,可以成为多种癌症治疗的有希望的靶点。因此,本文对E3泛素连接酶的分类、功能及在肿瘤中的作用进行综述。

E3泛素连接酶RFWD家族成员在肿瘤中的作用研究进展

环指和WD重复结构域(RING Finger and WD Repeat Domain,RFWD)蛋白属于E3泛素连接酶,在细胞增殖、凋亡和DNA损伤修复的调控中发挥重要作用。越来越多的证据表明,RFWD蛋白通过靶向其底物泛素化降解参与肿瘤的发生发展。RFWD蛋白在不同类型的人类恶性肿瘤中具有抑癌和促癌的不同作用,可能与其底物蛋白的功能有关。本文分析了RFWD蛋白家族成员(RFWD1,RFWD2,RFWD3)的结构和功能,总结了RFWD蛋白家族成员的已知底物,并阐明其在不同肿瘤中的不同功能。此外,本文还讨论了RFWD家族成员作为癌症治疗潜在靶点的可能及策略。

E3泛素连接酶Smurf家族在骨形态发生蛋白和转化生长因子信号转导中的作用

泛素-蛋白酶体降解系统广泛存在于各种真核细胞中,参与调控细胞多种生理进程.作为该系统中行使调控降解功能的核心成员,E3泛素连接酶的重要作用已经越来越引起人们的重视.BMP和TGF-β是骨组织中调控成骨细胞和软骨细胞增殖、分化和凋亡的关键分子,通过不同的信号通路体系调控骨生理代谢,参与骨组织的多种生理进程.最近的研究表明,泛素-蛋白酶体降解系统在骨细胞和骨组织中具有十分重要的作用,E3泛素连接酶Smurf作为这一系统的核心,参与调控骨组织中BMP和TGF-β两个家族的分子信号转导过程.在前期成果的基础上,结合最新的研究进展,系统阐述了骨组织中E3泛素连接酶的发现,及其调控BMP和TGF-β信号通路的机制以及其对成骨细胞和软骨细胞增殖和分化的影响.

E3泛素–蛋白连接酶UPL3 DNA序列揭示德阳柿和油柿为栽培柿的最近缘物种

柿树的果实是著名传统食物。在过去几十年,由于城市化和环境破坏,柿树的种质资源受到威胁。柿科的柿属植物,在全世界约有400多种。为了保护和利用,急需评价柿属植物的遗传多样性。然而,由于形态和DNA标记数量少,灵敏度有限,柿属植物的鉴定仍然存在困难,开发分子鉴定方法仍然是全球的挑战。本文中,利用E3泛素–蛋白连接酶UPL3 DNA区域研发出新的DNA序列标记,可用于柿属植物分类。该DNA序列标记揭示,德阳柿和油柿是栽培柿的最近缘物种。对于深入理解栽培柿的起源、研究全球柿属植物的遗传多样性以及系统发育关系具有重要意义。

泛素蛋白连接酶E3介导的EMT在肿瘤浸润与转移中的作用

上皮间质转化(epithelial mesenchymal transition EMT)是指上皮性质的细胞出现了间质细胞的特性,具有运动及转移能力。泛素-蛋白酶体系统是降解体内蛋白质的主要途径,在维持机体内蛋白质动态平衡方面起主要作用。本文就EMT的相关信号通路以及泛素蛋白连接酶E3介导EMT在促进肿瘤浸润与转移进行综述。