桔梗过氧化物酶Ⅲ基因家族的鉴定及辐射后表达分析

为探究过氧化物酶Ⅲ(peroxidase classⅢ,PERs)基因家族在药用植物响应电离辐射中的作用,本试验研究了中药材桔梗的PERs(PgPERs)家族成员特性,及桔梗幼苗经高能重离子束和X射线辐射处理后PgPERs基因的表达量变化。通过序列比对、结构域鉴定和蛋白保守基序分析,共获得53个PgPERs,其蛋白的序列长度多数为258~621个氨基酸,碱性蛋白占多数。启动子区调控元件分析结果说明PgPERs存在多个与生长发育、植物激素和逆境胁迫相关的顺式作用元件。进化分析结果显示,PgPERs基因家族主要分为5个簇,与拟南芥过氧化物酶Ⅲ(AtPERs)有29对共线性关系。高能重离子束辐射桔梗幼苗后检测到3个PgPERs基因表达量上调,X射线辐射处理后有8个PgPERs基因差异表达。这些差异基因编码的蛋白质二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,三级结构的相似度高,并含有跨膜螺旋。以上结果表明,不同类型的电离辐射处理桔梗幼苗后,其PgPERs响应机制并不相同。本研究结果为探究电离辐射影响桔梗生长发育和辐射响应过程提供了新的视角。

大鼠肝缺血再灌注损伤模型心内过氧化物酶Ⅲ、过氧化氢酶及超氧化物歧化酶的表达变化

目的观察大鼠肝缺血再灌注损伤模型心肌组织的氧化应激状态以及抗氧化酶过氧化物酶Ⅲ(PrxⅢ)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)的表达变化。方法 Wistar雄性大鼠12只,随机分为两组。参照Kohli等的方法制造大鼠70%肝缺血再灌注损伤模型,对照组只分离肝蒂,损伤再灌注6h后取血、肝和心。速率法测定血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)和乳酸脱氢酶(LDH)活性。光学显微镜观察肝和心的形态学改变。硫代巴比妥酸比色法测定心肌组织丙二醛(MDA)含量,RT-PCR法测定抗氧化酶PrxⅢ、CAT、SOD的mRNA表达水平,Western blotting法测定蛋白水平的表达变化。结果与对照组相比,肝缺血再灌注损伤组大鼠血清ALT活性、LDH活性和心肌MDA的含量均明显升高;HE染色结果显示,肝结构受损明显,但心结构未发现明显改变;心肌组织抗氧化酶PrxⅢ、CAT、SOD的mRNA水平和蛋白水平均明显升高。结论肝缺血再灌注损伤虽未引起心结构的改变,但心肌组织已遭受过氧化损伤;抗氧化酶PrxⅢ、CAT、SOD在此过程中可能发挥了抗氧化应激作用,对心脏具有保护功能。

匹伐他汀提高心肌过氧化物酶Ⅲ、细胞外超氧化物歧化酶表达减轻心肌肥厚

目的:探讨匹伐他汀对大鼠心肌肥厚模型氧化应激水平、过氧化物酶Ⅲ(PrxⅢ)和细胞外超氧化物歧化酶(EC-SOD)表达的影响。方法:SD大鼠随机分为对照组、心肌肥厚组和匹伐他汀组。心肌肥厚组和匹伐他汀组大鼠背部皮下注射异丙肾上腺素7 d制备心肌肥厚模型,对照组注射等体积生理盐水。匹伐他汀组大鼠于注药前7 d即给予匹伐他汀灌胃共14 d。注药7 d后测定大鼠右颈总动脉收缩压(SBP)、舒张压(DBP),计算平均动脉压(MAP)。取心称量全心质量(HW)和左心室质量(LHW),计算心重指数(HW/BW,LHW/BW);分离并测量室间隔(VST)与游离室壁(LVWT)厚度;光学、电子显微镜观察心肌的形态结构;检测血清乳酸脱氢酶(LDH)活性、心肌内丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_2O_2)含量、PrxⅢ和ECSOD的mRNA与蛋白水平表达变化。结果:光镜和电镜观察显示,心肌肥厚组和匹伐他汀组大鼠呈心肌细胞肥大表现,但匹伐他汀组形态改变轻于心肌肥厚组;与对照组相比,心肌肥厚组和匹伐他汀组大鼠MAP、HW/BW、LHW/BW、VST、LVWT、血清LDH活性、MDA和H_2O_2含量均明显增加,但匹伐他汀组却低于心肌肥厚组;心肌肥厚组和匹伐他汀组大鼠心肌组织PrxⅢ和EC-SOD的mRNA和蛋白表达量高于对照组,而匹伐他汀组大鼠PrxⅢ和EC-SOD表达量又高于心肌,肥厚组。结论:匹伐他汀能降低大鼠心肌肥厚模型氧化应激水平,改善心肌形态结构和功能的改变,这可能与抗氧化酶PrxⅢ和EC-SOD的表达增强密切相关。

前列腺癌中过氧化物酶Ⅲ的表达和意义

目的:研究过氧化物酶(PRDX)Ⅲ在前列腺癌组织中的表达情况,探讨其临床意义。方法:应用SP免疫组织化学染色法(免疫组化)检测75例前列腺癌组织及70例良性前列腺增生症组织(BPH)中PRDXⅢ蛋白的表达情况,并对PRDXⅢ表达与前列腺癌临床病理指标的关系进行分析。结果:75例前列腺癌组织中PRDXⅢ免疫组化阴性5例(7%);弱阳性40例(53%);强阳性30例(40%),免疫组化评分为(3.28±0.03)分;70例BPH组织均为阴性,免疫组化评分为(1.03±0.02)分;两组免疫组化评分比较差异具统计学意义(P<0.05)。PRDXⅢ表达与前列腺癌的Gleason评分、TNM分期和恶性程度分级有关。结论:PRDXⅢ在前列腺发展恶化过程中可能起重要作用,有望成为反映肿瘤恶性程度及判断预后的标志物。

外周血核因子κB及过氧化物酶Ⅲ在早期肝细胞癌患者中的表达水平及其应用价值

目的探讨外周血核因子κB(NF-κB)及过氧化物酶Ⅲ(PrdxⅢ)在早期肝细胞癌(HCC)患者中的表达水平及其应用价值。方法选择128例HCC患者(HCC组)、144例肝硬化患者(肝硬化组)以及100例健康人群(对照组),测定各组血浆NF-κB、血清甲胎蛋白(AFP)、PrdxⅢ水平,采用受试者工作特征曲线对三者单独或联合诊断HCC的敏感度、特异度进行分析。结果肝硬化组患者血浆NF-κB及血清PrdxⅢ水平均高于对照组(P<0.05),HCC组血浆NF-κB及血清PrdxⅢ、AFP水平显著高于对照组、肝硬化组(P<0.05),但肝硬化组与对照组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。NF-κB及PrdxⅢ联合诊断HCC的敏感度为89.41%,特异度为90.45%,而NF-κB、AFP及PrdxⅢ联合诊断HCC的敏感度为98.73%,特异度为91.16%,均高于单独诊断或其他两两联合诊断。结论早期HCC患者外周血NF-κB及PrdxⅢ表达水平升高。NF-κB及PrdxⅢ联合检测或两者联合血清AFP检测均可提高HCC诊断的敏感度和特异度,对HCC的早期诊断具有十分重要的临床价值。

水稻Ⅲ类过氧化物酶基因IPH1调控水稻株高

过氧化物酶(peroxidase, PRX)是过氧化物酶体的标志酶,能够保护细胞免受氧化损伤和解除H2O_(2)的毒害作用,还可以增强自然杀伤细胞的活性,调节细胞的增殖、分化和凋亡等.其中Ⅲ类过氧化物酶(CⅢPRXs)是植物中特有的过氧化物酶家族,通过清除活性氧(ROS)在植物免疫中发挥重要作用,然而CⅢPRXs在水稻株型建立中的功能尚不清楚.通过基因编辑技术CRISPR/Cas9获得CⅢPRXs基因(LOC_Os12g09460)两种不同形式的敲除突变体iph1-1,iph1-2.iph1突变体的株高显著高于野生型,除倒1节节长(即第5节)外,其他节节长均显著或极显著长于野生型.农艺性状考察表明,穗长及结实率等主要性状差异无统计学意义;通过RT-qPCR技术进行的表达模式分析表明,IPH1在根、茎、叶、鞘、穗中均表达,并在茎和鞘中表达相对较高;亚细胞定位分析表明,IPH1蛋白主要定位于过氧化物酶体中.进一步通过生理分析,发现突变体中过氧化物酶活性显著降低,同时H2O_(2)质量分数显著增加.这些结果初步证实了IPH1能够通过过氧化氢途径调控水稻株高的形成,可为丰富株高调控网络提供有利的基因资源,进一步为株型相关生物育种奠定基础.

大豆过氧化物酶Ⅲ的生物信息学分析

过氧化物酶Ⅲ(ClassⅢPOD)普遍存在于植物体内一类多基因家族蛋白,它属于一类PR蛋白;广泛参与植物的多种生理生化过程,在维持植物体内过氧自由基和H2O2处于稳定水平方面发挥着重要作用。本文通过生物信息学的方法,共筛选获得164条大豆过氧化物酶Ⅲ序列。以本实验室克隆得到的Glyma02g40040.1为目的基因,对该基因及其同源蛋白的结构和功能进行了分析,并用Mega4.0软件构建其系统进化树;同时对Soy Base中的大豆过氧化物酶Ⅲ的表达数据进行分析。结果表明:Glyma02g40040.1编码324个氨基酸,等电点为9.51,不存在跨膜结构域属于外分泌蛋白;与Gm Prx50的相似性达到93.85%,二级结构以σ螺旋为主,主要在花中和根中表达;大豆Gm Prxs基因具有明显的组织特异性表达模式。上述分析为进一步阐明过氧化物酶Ⅲ基因家族在植物生长发育过程中功能及分子机制奠定重要基础。

Class Ⅲ过氧化物酶在植物中的作用及其研究进展

过氧化物酶广泛存在于各种有机体中,根据其结构和功能可分为不同的类型,其中ClassⅢ过氧化物酶是植物体内特有的一个多基因家族.ClassⅢ过氧化物酶的功能多样,能够参与生长素的代谢、细胞壁的延伸和加厚、活性氧和活性氮的代谢以及植物的抗病作用等各种生理活动.目前对ClassⅢ过氧化物酶的940个物种中的6 000条序列都已经进行了注释,包括其存在的物种、组织类型以及细胞中的定位等.该文对国内外近年来有关ClassⅢ过氧化物酶的结构特征及其在植物体内的功能等进行综述.

甘蔗和斑茅Ⅲ型过氧化物酶基因(SoPOD-1和SaPOD-1)cDNA克隆与分析

研究旨在通过克隆甘蔗和斑茅Ⅲ型过氧化物酶基因(Prxs),分析比较2个物种Prxs基因差异,探讨2个物种Prxs功能差异的遗传基础。采用同源克隆方法,以高粱Prxs基因序列为探针,克隆获得甘蔗和斑茅Prxs基因。本研究从斑茅和甘蔗中成功克隆获得了4个Prxs基因c DNA序列,其中斑茅2个基因长度均为1083 bp,存在一个差异位点,甘蔗2个基因长度均为1084 bp,存在11个碱基差异。4个基因开放阅读框均为996 bp,编码331个氨基酸。蛋白质保守结构域分析表明,克隆获得的4个基因均具有Prxs典型保守结构域,为目标基因。系统进化分析表明,克隆获得的基因与高粱、玉米和水稻的同源基因相似性最高,在一些双子叶植物,甚至裸子植物也能找到其同源基因,且氨基酸序列的相似程度与物种分化的程度基本一致,可供植物分类作参考。该试验从斑茅和甘蔗中成功克隆获得了4个Prxs基因c DNA序列,为深入研究Prxs基因在不同植物中功能差异提供了一定的参考。

雷蒙德棉第Ⅲ类过氧化物酶全基因组鉴定和表达分析

第Ⅲ类过氧化物酶(Class Ⅲ Peroxidases,Prxs)是植物特有的过氧化物酶家族,存在于植物细胞外空间或液泡中,参与了植物抗逆和生长发育等多个过程。为了分析过氧化物酶基因在棉花纤维发育过程中的功能,利用蛋白保守结构域分析方法,对雷蒙德棉(D组)第Ⅲ类过氧化物酶家族基因进行了全基因组鉴定,确定了90个第Ⅲ类过氧化物酶基因。进一步根据聚类分析、基因结构分析和蛋白亚细胞定位分析结果将雷蒙德棉第Ⅲ类过氧化物酶划分成8个亚类。最后,结合转录组数据和qRT-PCR对基因的表达模式进行了分析,获得了在棉花纤维不同发育阶段高水平表达的候选基因GrPrx 11和GrPrx3、GrPrx21和GrPrx 77。这些特异性高表达基因的鉴定为深入研究过氧化物酶基因在纤维发育中的功能奠定了一定的基础。

茶树Ⅲ类过氧化物酶基因家族的鉴定及表达模式分析

目的鉴定茶树中的Ⅲ类过氧化物酶(classⅢperoxidases,POD)基因家族成员,并分析其表达模式。方法利用生物信息学方法鉴定茶树基因组中的POD基因家族成员,并检测其染色体定位、基因结构、蛋白质保守基序、进化关系及共线性关系;同时分析其在茶树不同组织中及经干旱胁迫、盐胁迫和冷胁迫后茶树中的转录组数据。结果鉴定出茶树基因组中共有122个POD基因。122个茶树POD基因在茶树染色体上分布不均,并有较多串联基因重复序列;相同亚家族的基因结构和保守基序基本一致;根据进化关系茶树POD基因可分为5个簇;共存在23对共线性关系。茶树POD基因在根中呈高表达,部分基因随着叶片成熟度的增加,表达水平升高;不同的茶树POD基因在干旱胁迫、盐胁迫、冷胁迫后存在差异表达。结论茶树POD基因在茶树生长发育和非生物胁迫响应中发挥重要作用,本实验为茶树POD基因功能的进一步研究奠定了基础。

PRDXⅢ在胶质瘤的表达及其与细胞凋亡的关系

用免疫组化、TUNEL法检测过氧化物酶Ⅲ(PRDXⅢ)在胶质瘤的表达与凋亡,利用RT-PCR法测定PRDXⅢmRNA表达水平。结果胶质瘤与正常脑组织中PRDXⅢ的蛋白表达有明显差异;随胶质瘤病理级别的增高,PRDXⅢmRNA表达也逐渐增强,Ⅲ、Ⅳ级胶质瘤PRDXⅢmRNA的表达明显高于正常脑组织和Ⅱ级胶质瘤。认为PRDXⅢ可能与肿瘤的生长和恶性表型有关,具有抑制胶质瘤细胞凋亡的作用,从而使其生长加快。

谷子Ⅲ型PRX基因家族全基因组鉴定及干旱胁迫下表达分析

Ⅲ型过氧化物酶(ClassⅢperoxidase,PRX)是植物中特有的过氧化物酶家族,在植物生长发育以及非生物胁迫中发挥重要作用。谷子作为C4植物是禾本科抗逆研究的模式植物,然而目前对于谷子中Ⅲ型过氧化物酶家族基因功能鲜有报道。为探究谷子Ⅲ型过氧化物酶基因家族(SitPRXs)在干旱胁迫和ABA诱导下的表达模式,进行了全基因组表达分析。本研究利用生物信息学方法在谷子全基因组中鉴定出132个Ⅲ型PRX基因家族成员,并根据其在染色体上位置顺序依次命名为SitPRX1~SitPRX132。通过对谷子、拟南芥和水稻的系统进化分析将其分为5个亚家族,基因结构和保守基序分析表明同一亚家族具有较高的保守性。基因复制分析显示,17个SitPRX基因(13%)存在片段复制,78个SitPRX基因(59%)存在串联复制,串联复制事件在SitPRX基因扩增中起重要作用。谷子与拟南芥、水稻和玉米的物种间同源性分析显示谷子中大多数SitPRXs是在双子叶植物和单子叶植物分化后形成的。转录组分析显示,SitPRX基因家族成员在谷子幼苗、根、茎、叶以及圆锥花序中表达存在差异。启动子顺式作用元件分析显示,79个SitPRXs含有与干旱胁迫响应相关的顺式作用元件,进一步qRT-PCR分析显示,SitPRX12、SitPRX41、SitPRX81、SitPRX110和SitPRX126受PEG和ABA诱导表达,表明这些基因可能通过ABA依赖的信号通路来调控和响应干旱胁迫,可作为进一步研究Ⅲ型PRX基因家族抗旱功能的候选基因。研究结果为全面解析SitPRX基因结构与生物学功能、抗旱分子机制以及分子育种提供了新信息,以期为今后培育高效抗逆作物新品种提供思路。