人源硫酸盐转运蛋白DTDST的结构生物学研究

软骨畸形发育不良(diastrophic dysplasia)是一种严重的常染色体隐性遗传疾病,由畸形发育不良硫酸盐转运蛋白(diastrophic dysplasia sulfate transporter, DTDST)的突变引起,目前没有有效的治疗手段。DTDST也称为SLC26A2,属于人源溶质转运蛋白SLC26家族。由于缺乏必要的结构信息,针对DTDST的药物研发进展缓慢。本研究解析了人源硫酸盐转运蛋白DTDST的冷冻电镜三维结构,揭示了其二聚化作用界面和底物结合口袋的结构特征,并比较了DTDST和已报道的其他同源蛋白的构象。该研究结果加深了对SLC26家族蛋白底物识别和转运机制的了解,为治疗软骨畸形发育不良的药物开发提供了结构基础。

miR-9-5p和溶质载体家族26硫酸盐转运蛋白成员2在哮喘患儿血清中的表达及与疾病严重程度的相关性

目的探讨miR-9-5p和溶质载体家族26硫酸盐转运蛋白成员2(SLC26A2)在哮喘患儿血清中的表达情况及与疾病严重程度的相关性。方法选取2019年7月—2021年6月在杭州市富阳区第一人民医院就诊并确诊为哮喘的患儿168例为研究对象,根据疾病严重程度分为重度组(52例)、中度组(56例)及轻度组(60例),另选取同期在该院体检且与患儿一般资料匹配的健康儿童50例为对照组。采用实时荧光定量PCR法检测各组血清中miR-9-5p、SLC26A2 mRNA表达水平;检测各组血清炎症细胞因子[白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)及C-反应蛋白(CPR)]水平;采用肺功能检测仪检测所有研究对象的肺功能指标[第1秒用力呼气容积(FEV1)、FEV1/用力肺活量(FVC)];采用Pearson法分析miR-9-5p与SLC26A2表达水平的相关性;采用受试者工作特征(ROC)曲线分析血清miR-9-5p、SLC26A2水平预测重度哮喘患儿的价值。结果哮喘患儿血清中miR-9-5p、SLC26A2表达水平均低于对照组,且miR-9-5p、SLC26A2表达水平随着哮喘严重程度的增加而不断降低,差异均有统计学意义(均P<0.05)。与健康儿童相比,哮喘患儿血清中TNF-α、CRP、IL-6表达均上升,FEV1、FEV1/FVC水平均下降,差异均有统计学意义(均P<0.05)。哮喘患儿血清中miR-9-5p、SLC26A2水平与TNF-α、CRP及IL-6均呈负相关关系(r_(miR-9-5p)=-0.506、-0.657、-0.411,rSLC26A2=-0.301、-0.399、-0.279,均P<0.05),与FEV1、FEV1/FVC均呈正相关关系(r_(miR-9-5p)=0.376、0.46,rSLC26A2=0.262、0.254,均P<0.05)。miR-9-5p与SLC26A2表达呈正相关关系(r=0.477,P<0.05)。ROC曲线结果显示,血清miR-9-5p、SLC26A2水平预测重度哮喘患儿的曲线下面积(AUC)分别为0.934(95%CI:0.885~0.967)、0.884(95%CI:0.826~0.928),对应的灵敏度分别为98.15%、77.78%,特异度分别为82.46%、83.33%,血清miR-9-5p、SLC26A2水平联合预测重度哮喘患儿的AUC为0.974(95%CI:0.936~0.992),灵敏度为98.14%,特异度为85.96%。结论miR-9-5p和SLC26A2在哮喘患儿血清中低表达,二者呈正相关关系,且联合检测对评估重度哮喘患儿的临床价值高于单一指标,具有一定价值,可作为临床诊断重度哮喘患儿的潜在标志物。

茶树硫酸盐转运蛋白基因CsSULTR3.1的克隆及其对硫和硒的响应分析

从茶树(Camellia sinensis)根系中克隆获得1条长度为1 999 bp的核酸序列,该序列包含1 980 bp的开放阅读框(ORF),编码659个氨基酸。BlastX同源性比对显示,该基因编码的氨基酸序列与葡萄VvSULTR3.1相似度最高(86%),将其命名为CsSULTR3.1(GenBank登录号:KY963793)。进一步分析显示,该基因编码的蛋白分子量为72.39 kD,理论等电点为7.61,属于非分泌性蛋白,包含10个跨膜结构域。以GFP作为标记进行亚细胞定位发现,该蛋白定位于细胞质中。qRT-PCR分析显示,CsSULTR3.1具有组织表达特异性,在茶树茎中表达量最高。CsSULTR3.1在茶树根系中的表达受Na_2SO_4和Na_2SeO_4诱导:60 mg·L^(-1) Na_2SO_4处理12 h后逐渐上调表达,在48 h时达到最大值,而240 mg·L-1Na_2SO_4处理12 h内显著下调表达,随后显著上调并维持相对稳定状态;在不同浓度Na_2SeO_4处理条件下表达量均呈现先降低后升高再降低的趋势,且均在48 h时达到最高。

酿酒酵母中亚硫酸盐转运基因SSU1的分子进化分析

SSU1基因是涉及亚硫酸外排及SO2耐受性的重要因素之一。为了研究酿酒酵母(Saccharomyce cerevisiae)中SSU1对SO2耐受性及其分化机制,文章探讨了SSU1基因在酿酒酵母中的遗传特征及进化规律。基于SSU1基因序列的聚类分析表明,酿酒酵母群体可通过该基因分为3个亚群,且与其分离的地理位置无关;基于群体数据的McDonald-Kreitman检验表明,SSU1基因在酿酒酵母中受到适应性选择的作用;Ka/Ks检验表明,在酿酒酵母中,不同的亚群间有Ka/Ks显著大于1的值,且PAML的支系模型检验到正选择作用在群体中特定的支系上;PAML的支系-位点模型检验获得9个潜在正选择作用位点,其中有4个发生在受正选择作用的特定支系中;基于ssu1p蛋白结构的分析表明,在特定支系存在的正选择作用位点中,除345(R/K)位点上两氨基酸替换均为碱性氨基酸外,其他3个位点均是极性氨基酸/疏水性氨基酸之间替换,考虑不同区域的氨基酸pKa值对其维持正常的功能有着重要的作用,在该类位点的替换可能影响到ssu1p蛋白对SO2的转运作用。

辣椒CaSULTR基因家族的鉴定、表达与克隆

【目的】作为植物所需的四大营养元素之一,硫在植物生长发育、抵御生物和非生物胁迫中扮演着关键角色。硫酸盐转运蛋白(Sulfate transporter,SULTR)作为植物对硫酸盐吸收和运输的主要调节者,在这一过程中发挥着不可替代的作用。了解辣椒CaSULTR的基本特性及表达模式,为推进辣椒SULTR的研究提供理论支持。【方法】以辣椒基因组为基础,在全基因组范围内鉴定辣椒CaSULTR基因家族的成员,并对其理化性质、保守基序、基因结构等进行分析。基于已公布的转录组数据及荧光定量PCR技术,分析不同激素胁迫条件下辣椒CaSULTR基因的表达模式,并对差异表达基因进行克隆。【结果】共鉴定到13个辣椒CaSULTR基因,分别命名为CaSULTR1;1~1;3、CaSULTR2;1~2;2、CaSULTR3;1~3;7、CaSULTR4;1。这些基因分布在辣椒的7条染色体上,氨基酸长度为641~947 aa,分子量69.65~104.36 kD,等电点在8.42~9.62,均为疏水性蛋白。CaSULTR被分为4个亚组(Ⅰ~Ⅳ),其中Ⅲ亚组包含最多成员,同一亚组不同成员间的理化性质差异较小且Motif和基因结构相对保守,除CaSULTR2;1和CaSULTR2;2外的成员均具有Motif 5。组织表达分析显示,CaSULTR可能参与叶片、果实、花等器官的发育过程,其中CaSULTR4;1在叶、根、茎中均有表达。激素胁迫下的辣椒表达谱与荧光定量PCR结果显示,CaSULTR1;1和CaSULTR3;4受激素诱导后显著上调表达。【结论】明确了CaSULTR在激素胁迫下的表达模式,推测CaSULTR1;1和CaSULTR3;4可能参与外源激素调节硫代谢的过程。

玉米ST和ATPS部分cDNA序列克隆及分析

硫酸盐转运蛋白(ST)和ATP硫酸化酶(ATPS)是根系吸收硫酸盐和植物体内硫酸盐同化过程的关键蛋白和酶,在硫酸盐的生物转运过程中具有重要作用.以水培玉米农大108根系为材料,并根据已报道的玉米的硫酸盐转运蛋白和ATP硫酸化酶基因保守序列分别设计PCR引物对,采用RT-PCR方法克隆到783 bp和820 bp的部分硫酸盐转运蛋白和ATP硫酸化酶cDNA片段,分别命名为ST_ND108和ATPS_ND108.序列分析和比对结果显示,ST_ND108与已报道的玉米和水稻的高亲和型硫酸盐转运蛋白基因同源性分别为99%和85%;而ATPS_ND108与已报道的玉米ATP硫酸化酶基因同源性达到97%,进化树聚类分析和预测氨基酸的BLAST结果证实ST_ND108为高亲和性硫酸盐转运蛋白基因片段,ATPS_ND108为质体ATP硫酸化酶基因片段.

山黧豆LsSULTR基因的克隆与表达分析

为研究山黧豆(Lathyrus sativus)硫酸盐转运蛋白(sulfate transporter,SULTR)与内源活性物质β-N-草酰-L-α,β-二氨基丙酸(β-N-oxalyl-L-α,β-diaminopropionic acid,β-ODAP)含量之间的关系,该研究采用序列比对的方法,从山黧豆转录组数据(SRP145030)中查找SULTR基因序列,并进行生物信息学分析;采用PCR方法克隆基因全长序列并进行组织特异性表达分析,以筛选与β-ODAP含量相关的SULTR基因。结果表明:(1)经序列比对共查找到13条SULTR基因序列,其编码蛋白分别隶属于SULTRⅠ-Ⅳ。其中LsSULTR3;3和LsSULTR3;5具有SULTR蛋白家族保守的STAS结构域(PF01740)和Sulfate_transp结构域(PF00916),且二者活性受到转录因子MYB和激素响应等多个顺式作用元件的共同调节,并受蛋白水平互作及磷酸化等翻译后修饰调控。(2)成功获得LsSULTR3;3和LsSULTR3;5基因全长cDNA分别为1962 bp和1923 bp,分别编码653和640个氨基酸。(3)半定量RT-PCR分析显示,LsSULTR3;3在山黧豆主根、成熟叶、茎、花、盛荚初期(S2)种子和鼓粒满期(S6)种子中表达,并在茎中的表达量较高;LsSULTR3;5在山黧豆主根、侧根、花、S2时期种子中均有表达,且花中的表达量最为显著。该研究结果为进一步研究山黧豆中硫酸盐的吸收、转运及同化、β-ODAP的生物合成途径等奠定了基础。