施氏假单胞菌A1501铁吸收调节蛋白Fur的表达特性与功能鉴定

铁是细胞生理代谢的重要金属元素,是多种氧化还原酶类、过氧化物酶类的重要组成部分。革兰氏阴性菌中,胞内铁转运、储存和利用主要由铁吸收调节蛋白Fur(ferric uptake regulator)调控。水稻根际联合固氮菌--施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)A1501基因组中含有一个fur同源基因,但其具体功能尚不清楚。比较了A1501中fur基因及其编码蛋白的序列特征,并通过实时荧光定量PCR(real-time quantitative,qRT-PCR)和Western blotting杂交方法测定了fur基因和Fur蛋白的表达特性,结果发现fur基因表达水平与环境中铁浓度呈负相关,在铁限制条件下高表达,铁过量条件下表达受抑制。构建了fur基因突变株和功能回补株,表型测定发现fur突变影响了A1501的碳源代谢谱,并导致A1501对过氧化氢胁迫敏感。胞内铁含量测定表明,fur突变株内的铁含量为野生型的1.3倍,进一步qRT-PCR测定表明fur突变影响了铁离子转运系统及过氧化物酶编码基因的表达。研究结果为解析根际微生物胞内铁平衡调节及根际环境适应机制奠定了理论基础。

酿酒葡萄铁调节转运蛋白基因VvIRT1的克隆、表达与功能

克隆酿酒葡萄铁调节转运蛋白基因VvIRT,分析其表达模式及其潜在的生物学功能,为研究果树铁素吸收与高效利用机制提供理论依据。利用同源克隆法克隆酿酒葡萄VvIRT1,运用实时荧光定量PCR分析组织特异性表达模式及其在转录水平对不同铁素供应水平的响应特征,借助酵母异源表达系统分析其转运Fe^(2+)的功能。从二倍体酿酒葡萄‘马瑟兰’中分离和鉴定了1个铁调节转运蛋白VvIRT1,系统发育树表明VvIRT1与芸香科柑橘Cs IRT1和锦葵科陆地棉GhIRT1的遗传距离较近。VvIRT1在5年生成年树体新生根和组培幼苗根中特异表达;缺铁处理显著诱导了VvIRT1在组培幼苗全部组织(根、茎和叶)中表达,而高铁毒害显著抑制了VvIRT1在组培幼苗根中的表达。此外,酵母功能互补试验表明,VvIRT1能够恢复酵母突变菌株DEY1453的正常生长,VvIRT1具有转运外界Fe^(2+)的能力。

肺炎支原体铁吸收调节蛋白(Fur)的生物信息学分析

目的使用生物信息学方法分析肺炎支原体(Mycoplasma pneumoniae,MP)铁吸收调节蛋白(Ferric uptake regulator protein,Fur)的生物学性质。方法从NCBI中查到肺炎支原体Fur蛋白的序列,使用生物信息学软件分析它的生物学特性。结果肺炎支原体Fur蛋白的分子量为18. 9kDa,总体呈亲水性,无信号肽;它的α-螺旋占47. 5%,无规卷曲占36. 7%,β片层占12. 7%,并得到了Fur蛋白的三维结构,且初步预测Fur蛋白可能具有良好的免疫原性。结论本研究分析了Fur蛋白的生物学特性,有助于了解Fur蛋白的功能,为研究肺炎支原体的致病机制提供基础。

铁吸收调节蛋白的研究现状

铁吸收调节蛋白(ferric uptake regulator,Fur)是多种微生物菌体内调控铁的一种蛋白质,它编码一个铁感应器以及转录调控因子,可以根据细胞内Fe2+的浓度,氧化应激以及毒性来调控铁载体合成相关基因的表达。研究发现Fur不仅调节与铁相关的物质代谢,也与其他的物质代谢有着紧密的联系。综合国内外研究进展介绍了Fur的结构与功能,阐述了Fur在生物冶金、农业、医药等方面的研究进展,并对其应用前景以及研究趋势进行了展望。

鱼腥藻铁吸收调节蛋白基因(alr0957)的克隆和表达

依据CyanoBase提供的鱼腥藻PCC7120 furC基因(alr0957)的序列信息设计了一对特异性引物,用Touch-down PCR的方法从基因组DNA中扩增得到大小约450bp的目的片段.通过TA克隆的方法将该片段连接到pMD18-T载体上筛选出重组质粒pMD18-T-fur,然后进行双酶切,纯化furC基因,再连接到原核表达载体pET-28a(+)上,转化表达菌株BL21(DE3).经PCR、双酶切和测序鉴定,对阳性菌株进行IPTG诱导表达,SDS-PAGE检测重组蛋白.结果表明:在25℃条件下经1mmol/L IPTG诱导20h,融合蛋白被成功表达,其分子量约为19 000,为进一步纯化蛋白和对基因的调控功能方面研究奠定了基础.

铁摄取调节蛋白Fur功能和作用模式的研究进展

铁是大多数生物必需的微量元素,在健康和疾病,尤其是宿主-病原菌互作过程中发挥着至关重要的作用.细菌胞内铁离子浓度的高低不仅是调节自身高亲和力铁运输系统表达的信号,更是病原菌产生毒素和其他必要毒力因子的关键调控因素.而另一方面,超负荷的铁也会导致致命的细胞毒性.因此,生物体内铁稳态的维持受到严格控制,其中以铁摄取调节蛋白(ferric uptake regulator,Fur)的作用最为显著,其调控网络涵盖了细菌生命活动的各个方面.本综述将基于Fur的生物学功能,围绕其家族分类、结构特点和差异、调控网络和调控机制等方面进行总结和分析,以期为Fur和铁稳态调节等研究提供参考.

小肠粘膜细胞铁吸收机制

缺铁性贫血和运动性低铁状态在运动员中发生率高于一般人群,运动员补铁效果不理想。寻求有效的补铁措施的关键问题是要阐明小肠粘膜上皮细胞究竟如何吸收铁,然而有关铁吸收的机制一直不清楚。近几年研究发现小肠粘膜上皮细胞存在DMT1、Dcytb、Fp1和Hp等铁转运蛋白,TfR-1 和TfR-2 在隐窝细胞和绒毛细胞基底侧膜具有相对特异性分布。本文根据这些发现以及对其转运机制、转运特性和调节机制的研究进展勾画出小肠粘膜上皮细胞铁吸收过程和调节机制模型。

乳铁蛋白的研究进展

本文综述了乳铁蛋白分子结构、生物学功能、分离提取方法的研究现状,介绍了乳铁蛋白促进铁的吸收、调节免疫、抑菌、抗病毒、抗氧化、促进双歧杆菌生长等的生理功能,展望了乳铁蛋白在食品工业中的应用前景。

细菌感应金属信号及调节金属稳态的研究进展

铁、锰、锌等微量金属元素是几乎所有细菌生存所必需的,在各种关键代谢过程中起着重要的辅助因子作用。例如,铁缺乏的条件下细菌很难维持正常的生理活动,但是过量的铁也会通过Fenton反应催化活性氧物质(如羟基自由基)的形成从而对细菌造成损伤。针对环境中不断变化的金属离子可用性,结合内环境的变化,细菌进化出了以各金属离子吸收调节家族蛋白为核心的多种调控机制。这些调控元件大多是将基因调控与金属浓度相偶联的全局性转录因子家族,也是细菌金属代谢中最重要的调节因子。以细菌的铁稳态为例介绍了调控金属离子稳态的经典模式,同时对不同内外环境条件下的铁平衡和铁运输进行了详细介绍;以几种典型金属元素的胞内稳态为例介绍了目前三种已知金属感应调节器的类型,为细菌的某些未知金属稳态及其他微生物的金属传感器及金属稳态的研究提供了参考。

铁对藻类生长及藻毒素合成影响研究进展

铁作为藻类生长发育所必需的矿质营养元素之一,在藻类光合作用、呼吸作用、固氮作用、蛋白质与核酸合成等生理代谢过程中发挥着极为重要的作用.鉴于水体中不同形态铁可被藻类吸收利用,本文综述了铁在水体中的存在形态和循环途径、藻类吸收铁的机理、铁对藻类生长及藻毒素合成的影响,总结了有关微囊藻毒素合成基因及其在铁限制条件下的表达,并对今后铁蛋白基因调控藻类富营养化的研究方向进行了展望,以期为水体富营养化修复技术提供参考.

金黄色葡萄球菌fur基因缺失株构建及其生物学特性研究

目的构建金黄色葡萄球菌Newman株fur基因缺失株,对其体外增殖、细胞侵袭及溶血活性特征变化进行研究,为通过封闭Fur蛋白表达治疗金黄色葡萄球菌感染提供新的实验依据。方法采用Gateway同源重组技术构建金黄色葡萄球菌Newman株fur基因缺失株,采用分光光度法检测其体外增殖活性变化;采用万古霉素保护试验检测其对A 549肺腺癌细胞株侵袭力的变化;观察其在血琼脂培养基上的溶血活性变化;采用实时荧光定量PCR检测fur缺失株α溶血素(hla)基因mRNA表达水平变化。结果成功构建金黄色葡萄球菌Newman株fur基因缺失株并通过PCR方法和测序方法验证。与Newman野生株相比,同一时间点侵入A 549肺腺癌细胞株内fur缺失株菌量(2 950CFUs/ml)显著少于野生株(20 100CFUs/ml,P<0.01),缺失株体外增殖活性及溶血活性显著减弱,且hla基因mRNA相对表达量(0.067)显著低于野生株(0.270)(P<0.05)。结论金黄色葡萄球菌fur缺失株在富铁条件下的增殖活性、细胞侵袭力及溶血活性均显著降低,对环境铁浓度感应及利用能力明显降低,Fur蛋白可能作为抗金黄色葡萄球菌感染治疗的新靶点。