谷胱甘肽合成抑制对人热激因子1结合DNA功能的影响

【目的】研究细胞内具抗氧化作用的谷胱甘肽合成受抑制对人热激因子1结合DNA功能的影响。【方法】用谷胱甘肽合成酶抑制剂丁硫堇处理培养中的HeLa细胞,降低细胞内的谷胱甘肽水平,通过非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳和Westernblot检测细胞谷胱甘肽缺乏时经热激处理后人热激因子1的氧化还原构象改变;通过凝胶电泳迁移率试验检测其与DNA结合的活性变化。【结果】丁硫堇处理后的HeLa细胞,经热激后出现一种在电泳中移动快速、结构致密、分子内二硫键交联的氧化型热激因子1;凝胶电泳迁移率试验结果显示热激因子1与DNA结合活性降低。【结论】谷胱甘肽在维持细胞的氧化还原状态中起重要作用,谷胱甘肽缺乏导致细胞内氧化型热激因子1蓄积,从而降低热激因子1与DNA结合的功能。

拟南芥热激因子HSF1的表达与纯化

[目的]表达和纯化拟南芥热激因子HSF1。[方法]以构建的能表达热激因子HSF1的大肠杆菌Escherichia coliM15(pQE32/His6-HSF1,pREP4)为材料,用异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)诱导表达HSF1,再通过镍亲和层析纯化表达的HSF1,通过变性的聚丙酰胺(SDS-PAGE)电泳分析表达蛋白和纯化蛋白。[结果]试验获得了表达的HSF1,并且进一步获得了纯化的HSF1。[结论]该研究为探讨拟南芥HSF1在基因组的结合位点提供了试验材料,为全面认识HSF1作用机理和生理功能奠定了基础。

热激因子基因AtHSFa1a提高烟草的耐热性研究

克隆了拟南芥热激因子AtHSFa1a,并由热激启动子AtHSP70b控制,构建了双元表达载体pV-70bAtHSFa1a,并经农杆菌介导转化烟草,获得了转基因植株,并检测了其耐热性指标.结果显示:与对照相比,转基因烟草的电导率较低,丙二醛含量增幅较小,SOD酶活性较高,初步表明其对高温具有更高的耐受性.

大豆热激转录因子GmHsFA1对高温和干旱信号的表达反应

本研究将热激转录因子GmHsFA1基因构建在植物表达载体pCAMBIA3300中,以大豆子叶节作为受体,通过农杆菌介导法将热激转录因子GmHsFA1基因导入到高产品种黑农53中,获得一批转基因株系。采用Real-time PCR的方法对各代株系GmHsFA1基因的转录水平进行相对定量分析,确定转基因大豆中热激转录因子GmHsFA1的表达量明显提高。利用转热激转录因子GmHsFA1大豆研究了高温和干旱胁迫下,大豆热激转录因子GmHsFA1应对高温和干旱信号的基因表达,生理生化特性,光合特性及产量性状的变化反应,采用胁迫系数与灰色关联分析相结合方法,对转GmHsFA1基因大豆的耐热性和抗旱性进行综合鉴定和评价。结果表明:转热激转录因子GmHsFA1大豆品系在高温和干旱诱导条件下,大豆叶片中GmHsFA1、GmHSP70、GmHSP22和GmHSP17.9基因的表达量明显高于非转基因受体黑农53,叶肉细胞中的脯氨酸含量和可溶性糖含量明显高于受体,丙二醛含量增幅较小,叶片的光合特性受胁迫变化较小,光合特性能力和产量性状表现高于受体,表明过量表达的热激转录因子GmHsFA1大豆植株的耐热能力和抗干旱能力得到明显的提高。

大鼠热激因子结合蛋白1全长cDNA克隆与分析

热激因子结合蛋白1(heatshockfactorbindingprotein1,HSBP1)是一种新发现的高保守、低分子质量、定位于核中的一种转录因子,它可抑制HSF1的转录域活性,并协同HSP70负调控热激反应。在哺乳动物中仅有人与小鼠的HSBP1cDNA序列被克隆,大鼠中的HSBP1尚未有人报道,我们根据人与小鼠的HSBP1氨基酸的N端和C端保守序列设计了简并引物,采用RT PCR方法从大鼠神经胶质瘤细胞株中克隆大鼠HSBP1的片段,然后采用Southern印迹方法从建立的神经胶质瘤细胞的cDNA文库中调取了它的cDNA全长序列,递交给GenBank,获登陆号为AF522937。并借助于大鼠基因组测序成果,将大鼠HSBP1基因定位于19q12,发现HSBP1基因有3个内含子和4个外显子,其中外显子1和外显子4之间距离5829bp。且对HSBP1的Unigene检索显示HSBP1广泛存在于大鼠各组织、器官中,揭示HSBP1在生理活动中起着非常重要的作用。根据已发表的其他物种的HSBP1的氨基酸序列用DNAman软件做了它的同源关系分析,结果显示进化关系较近的物种中,HSBP1氨基酸序列的相似性与其从形态解剖所得的系统进化关系是一致的。

拟南芥热激因子AtHsfA1a在低温胁迫下对细胞程序性死亡中Caspase-3活性的影响

为了研究拟南芥热激因子AtHsfA1a对低温胁迫下细胞程序性死亡(programmed cell death,简称PCD)中含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate specific protease,简称Caspase)活性的影响,进一步确定拟南芥热激因子AtHsfA1a与低温胁迫中PCD的关系。以热激因子AtHsfA1a不同基因型(野生型、基因沉默型)的拟南芥为材料,首先获得单细胞,于4℃处理1 h后,测定热激因子AtHsfA1a的表达量,发现基因沉默型中AtHsfA1a的表达量低于野生型。接着用4',6-二脒基-2-苯基吲哚(4',6-diamidino-2-phenylindole,简称DAPI)进行染色,在荧光显微镜下观察细胞形态,结果表明,低温胁迫后野生型未出现凋亡小体,基因沉默型的细胞出现了细胞凋亡小体。最后根据荧光底物Ac-DEVD-p NA的断裂程度测定Caspase-3活性,结果发现,低温处理后的拟南芥Caspase-3活性明显增强,而AtHsfA1a基因沉默型拟南芥Caspase-3活性比野生型拟南芥的高,说明低温胁迫下拟南芥AtHsfA1a能够抑制Caspase-3蛋白酶的活性。研究结果初步表明,在低温胁迫下拟南芥热激因子AtHsfA1a可以通过抑制Caspase-3蛋白酶的活性而对细胞程序性死亡有一定的抑制作用,这对于揭示植物耐逆境反应机制具有重要意义。

热激因子AtHsfA1a突变对热胁迫中拟南芥抗坏血酸过氧化物酶的影响

【目的】探讨热激因子AtHsfA1a突变对热胁迫中拟南芥抗坏血酸过氧化物酶的影响。【方法】以T-DNA插入AtHsfA1a基因突变拟南芥及野生型植株为材料,采用分光光度法比较热胁迫下不同基因型植株的抗坏血酸过氧化物酶(APX,EC1.11.1.7)活性的变化,RT-PCR法研究AtHsfA1a对APX表达的影响,染色质免疫沉淀技术和凝胶阻滞电泳分析体内外研究AtHsfA1a与APX基因启动子区的结合情况。【结果】在热胁迫下AtHsfA1a基因突变拟南芥植株中的APX的活性低于野生型,且AtHsfA1a基因突变拟南芥植株中的APX的mRNA的相对量低于野生型;体内研究发现在热胁迫下AtHsfA1a基因突变拟南芥植株中未筛选出APX基因启动子区片段,而野生型筛选出APX基因启动子区片段,体外研究发现AtHsfA1a与APX基因启动子区的结合是直接的。【结论】热激因子AtHsfA1a突变对热胁迫中拟南芥APX的影响是从转录调控水平直接影响APX的表达。

人热激因子-1突变体hHSF190/2在大肠杆菌和毕赤酵母中的表达及其活性研究

目的:在大肠杆菌和毕赤酵母中表达人热激因子(hHSF)-1突变体hHSF190/2,并对其活性进行研究。方法:利用分子克隆技术分别构建了hHSF190/2的原核表达质粒pET45b-hHSF190/2和真核表达质粒pPICZaA-hHSF190/2,分别转入大肠杆菌BL21(DE3)pLysS和毕赤酵母GS115进行诱导表达;经纯化除去杂蛋白后,采用蛋白免疫印迹、电泳迁移率变动分析和蛋白转导等方法研究表达产物的功能和活性。结果:hHSF190/2在2个系统中均得到有效表达,都具有与热激元件(HSE)结合的活性,但真核表达产物与HSE的结合能力明显高于原核表达产物;原核及真核系统表达的hHSF190/2都能激发热激蛋白(HSP)70的表达,但真核表达的hHSF190/2活性更高。结论:hHSF190/2有望成为有治疗作用的蛋白药物。

热激对拟南芥热激因子AtHsfA1a表达的影响

为探究热激对拟南芥热激因子AtHsfA1a表达的影响,对过量表达拟南芥热激因子AtHsfA1a的植株进行39℃热激5 min后提取其RNA,应用RT-PCR技术对热激因子AtHsfA1a的RNA进行逆转录和扩增,并对其进行电泳检测.结果表明:过量表达拟南芥热激因子AtHsfA1a的AtHsfA1a在热激和常温下表达量均比野生型高;而且野生型拟南芥和过量表达拟南芥热激因子AtHsfA1a的AtHsfA1a在39℃热激下的表达量比25℃常温下的高,说明AtHsfA1a的表达受热激诱导,结果可为研究拟南芥热激因子AtHsfA1a作用机理提供科学依据.

拟南芥热激因子AtHsfA1a对细胞程序性死亡形态的影响

实验以热激因子At Hsf A1a不同基因型(野生型W和沉默型N)的拟南芥为材料,诱导其形成愈伤组织,将愈伤组织进行悬浮培养至单细胞,热激处理后,经过DAPI染色,在荧光显微镜下观察细胞涂片.结果表明,野生型拟南芥的单细胞均呈大小一致的完整圆形,且染色均匀,为正常的细胞形态.基因沉默型局部发生细胞质的浓缩,出现凋亡小体,说明拟南芥热激因子At Hsf A1a对细胞程序性死亡有一定的抑制作用.

转录因子HSF1在食管鳞状细胞癌组织中的表达及其临床意义

目的:检测热激因子1(heat-shock factor 1,HSF1)在食管鳞状细胞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)组织中的表达水平,探讨其与ESCC临床病理特征及预后的关系。方法:选取2009年1月至2009年12月在山东大学齐鲁医院胸外科行手术治疗的90例ESCC患者的组织标本及50例相应癌旁组织标本,采用免疫组化法检测ESCC中HSF1蛋白的表达;另取20例2014年9月至2014年11月行手术切除的ESCC组织及癌旁组织标本,采用Real-time PCR法检测HSF1mRNA在ESCC及癌旁组织中的表达。分析HSF1蛋白表达与患者临床病理指标之间的关系,Kaplan-Meier法计算患者的5年生存率,Log-rank法比较患者的生存差别,Cox回归多因素分析判定独立的预后因素。结果:与癌旁组织相比,ESCC组织中HSF1 mRNA及蛋白的表达显著增高(均P<0.01);HSF1蛋白的表达与患者年龄(P=0.453)、性别(P=0.692)、吸烟史(P=0.318)及饮酒史(P=0.367)均无显著相关性,与淋巴结转移(P=0.002)、分化程度(P=0.012)及TNM分期(P=0.024)显著相关。单因素及多因素分析结果显示,HSF1高表达与患者不良预后有关。结论:HSF1在ESCC组织中呈现高表达,与ESCC的恶性进展及不良预后密切相关。

GmHSFA1基因克隆及其过量表达提高转基因大豆的耐热性

热激转录因子在调节植物对逆境胁迫应答和热激蛋白基因表达方面起重要作用。采用生物信息学和比较基因组学方法结合RACE技术从大豆基因组中克隆到一个新的热激转录因子基因GmHsfA1,其cDNA全长1 781 bp,包含1个1 533 bp的开放阅读框,编码含有510个氨基酸残基的蛋白质(GenBank登录号为AY458843)。与其他转录因子的分子结构相似,GmHSFA1也含有4个典型的结构功能域-DNA结合域、寡聚域、核定位信号和C端激活域。BLAST分析表明,GmHSFA1与其同源性最高的番茄热激转录因子LpHSFA1之间的氨基酸序列相似性为52．46％。RT-PCR、Northern和遗传转化结果显示:1)GmHsfA1在大豆的不同组织中呈现组成型表达模式;2)常温下转基因大豆植株的GmHsfA1表达水平明显高于非转基因对照;3)GmHsfA1的过量表达激活了转基因大豆植株中热激蛋白基因GmHsp22在非诱导条件下的转录,并加强了高温胁迫下另2个热激蛋白基因GmHsp23和GmHsp70的表达;4)转GmHsfA1大豆植株的耐热温度(达52℃)明显高于非转基因植株。上述结果说明,GmHsfA1的过量表达激活或促进其下游3个热激蛋白基因的转录或表达,明显提高了转基因大豆植株的耐热能力。

Ca^(2+)/CaM/CaMK调控热应激诱导小鼠胚胎成纤维细胞HSP72的表达

细胞受应激后合成HSP72以保护细胞免受损伤,热应激时Ca^(2+)/CaM和HSP72的表达高度相关,但Ca^(2+)/CaM是否调节HSP72表达及其机制尚不清楚。本研究将从12.5日龄胚胎获得的小鼠胚胎成纤维细胞(MEFs)于39℃下进行热休克处理,并分别置于含CaCl_2、EGTA、W7和MyrAIP培养基中处理。分别采用RT-PCR和Western-Blot检测相关基因和蛋白表达。结果显示,在39℃热应激时,CaCl_2显著提高了细胞HSP72和CaM的表达,而EGTA和W7则显著降低了细胞HSP72和CaM的表达。同时,热应激上调了热激转录因子1(HSF1)、p-HSF1及HSP70蛋白的表达。然而,Myr-AIP显著抑制了细胞HSP72和p-HSF1蛋白的表达,而不影响HSF1蛋白的表达。这表明,热应激时,Ca^(2+)/CaM可通过活化CaMKⅡ诱导体外培养的MEFs细胞HSP72的表达。

谷氧还蛋白rbGrx可延缓CL4176秀丽隐杆线虫中β淀粉样蛋白诱导的毒性

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种与衰老相关的神经退行性疾病,其中β-淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)诱导的细胞毒性被认为是其发病的主要原因。本文以Aβ转基因秀丽隐杆线虫CL4176为模型,研究了重组荞麦谷氧还蛋白(recombinant buckwheat glutaredoxin,rbGrx)对Aβ诱导的毒性和氧化应激的影响。结果显示,4μmol/L rbGrx可以延长CL4176线虫平均寿命达20%左右,并增加衰老虫体运动能力约43.6%,延迟产卵高峰期1 d,同时可以有效延缓Aβ毒性诱导的瘫痪表型。进一步研究发现,在正常条件和Aβ诱导毒性时,rbGrx均能降低CL4176线虫体内活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平,并上调SOD活性和GSH含量。另外,rbGrx下调AβmRNA水平44.1%,减少Aβ沉积量,并且明显上调热激因子1 hsf-1(2.01倍)和hsp-16.2(2.65倍)mRNA表达水平。这表明,rbGrx通过降低CL4176线虫体内的ROS水平和上调热激蛋白质的转录表达水平,降低CL4176秀丽隐杆线虫中Aβ诱导的毒性。结果提示,rbGrx可能具有预防AD的潜力。

ABA对拟南芥AtHsfA1a在冷胁迫响应中生理指标的影响

为从生理水平探讨低温下脱落酸(ABA)与拟南芥热激因子AtHsfA1a的关系,以拟南芥热激因子AtHsfA1a基因T-DNA插入突变型(MT)和野生型(WT)拟南芥为实验材料,研究外源ABA对AtHsfA1a不同基因型拟南芥在低温下的生理指标的影响.结果表明,低温可使幼苗中MDA和H2O2增加,AtHsfA1a基因突变型增加较明显,加入外源ABA后MDA和H2O2有所降低,AtHsfA1a基因突变型降低较少.而抗氧化酶变化趋势正好相反,突变型拟南芥的SOD、CAT、GR和APX活性在低温中比野生型升高小,ABA对冷胁迫中突变型拟南芥抗氧化酶SOD、CAT、GR和APX活性影响较小.说明外源ABA在AtHsfA1a提高抗冷性过程中有调控作用.