锚蛋白重复序列介导的蛋白质-蛋白质相互作用

锚蛋白重复序列 (ANK)是生物体中广泛利用的一种序列模体 .ANK模体在ANK结构域中折叠成 β2 α2结构 ,在空间上则形成 L 型结构 .数目不等的ANK串联起来 ,依靠氢键和疏水相互作用 ,组成紧密、稳定的结构域 ,并且形成了种类众多但功能各异的ANK蛋白质分子 .ANK结构域介导蛋白质与蛋白质的相互作用 ,它能够和多种配体结合 ,实现纷繁复杂的生物功能 .着重介绍几类结构已知的ANK家族蛋白质分子及复合物的结构特征、生理功能及与疾病的关系 .

华支睾吸虫含串联重复序列的Cs22抗原蛋白的克隆及特征分析

目的通过免疫学筛选华支睾吸虫成虫λ-ZAP cDNA表达文库和EST数据验证,寻找新的抗原基因,并对其免疫学特征进行初步鉴定。方法使用华支睾吸虫病患者混合血清筛选获得阳性噬菌体克隆,测序后与EST数据进行比对,逆转录PCR(RT-PCR)获得Cs22全长基因序列。PCR跳跃技术获得重复序列次数为2和3次的cDNA片段,将含成熟肽和串联重复序列部分分别克隆至原核表达质粒pET28a(+)中,转化至宿主菌后,诱导表达获得重组蛋白rCs22-2r、rCs22-3r、rCs22M-2r和rCs22M-3r,使用组氨酸标签亲和纯化柱(Ni-NTA树脂)纯化。ELISA法鉴定重组蛋白rCs22-2r和rCs22-3r的免疫原性;检测35份华支睾吸虫虫卵粪检阳性的患者血清,15份日本血吸虫病、15份卫氏并殖吸虫病和13份猪囊尾蚴病的患者血清以及31份健康人血清,评价重组蛋白rCs22-2r和rCs22-3r的免疫学诊断价值。使用仅含串联重复多肽序列部分重组蛋白rCs22M-2r和rCs22M-3r,ELISA法分别检测华支睾吸虫病患者和健康人混合血清的特异性抗体,初步确定抗原决定簇位置。结果获得华支睾吸虫Cs22抗原基因的全长序列,其含有EQQDGDEEGMGGDGGRGKEKGKVEGEDGAGEQKEQA 36个氨基酸组成的串联重复多肽序列,共重复13次。生物信息学分析表明,Cs22蛋白为GPI锚定蛋白。ELISA结果显示,重组蛋白rCs22-2r和rCs22-3r具有一定的免疫原性;ELISA检测血清特异性抗体结果显示,华支睾吸虫病患者血清和健康人血清的阳性率均分别为45.7%(16/35)和3.2%(1/31),与日本血吸虫病和猪囊尾蚴病患者血清无交叉反应,与卫氏并殖吸虫病患者血清仅1份有交叉反应。ELISA法检测重组蛋白rCs22M-2r和rCs22M-3r结果显示,两者能区分华支睾吸虫病患者血清与健康人血清。结论获得华支睾吸虫Cs22抗原基因全长序列,其重组抗原蛋白具有一定的免疫学诊断价值,抗原决定簇位于串联重复多肽。

KHSRP通过ANK3调节前列腺癌细胞对雄激素的反应性

目的·研究KH型剪接调节蛋白(KH-type splicing regulatory protein,KHSRP)对前列腺癌细胞增殖能力的影响及其下游基因的表达调控,考察KHSRP在前列腺癌由雄激素依赖型向非依赖型转变过程中的潜在作用及机制。方法·通过重组慢病毒感染雄激素依赖型前列腺癌LNCaP细胞和雄激素非依赖型前列腺癌DU145细胞,分别构建KHSRP功能性缺失/获得的稳定细胞株,并比较KHSRP在2种细胞之间的功能差异。采用蛋白质印迹法(Western blotting)检测稳定细胞株中KHSRP、雄激素受体(androgen receptor,AR)及锚定蛋白3(ankyrin 3,ANK3)的表达量。通过细胞增殖实验、平板克隆实验、小鼠成瘤实验等检测KHSRP对LNCaP细胞增殖能力的影响。通过转录组测序(RNA sequencing,RNA-seq)检测KHSRP影响的下游基因,并通过实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,RT-qPCR)检测KHSRP下游基因的mRNA表达量。结合癌细胞系百科全书(Cancer Cell Line Encyclopedia,CCLE)、癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)、基因表达综合(Gene Expression Omnibus,GEO)数据库,分析研究ANK3和KHSRP在前列腺组织样本中的表达情况以及ANK3在不同前列腺癌细胞株中的表达差异。结果·GEO数据分析结果显示KHSRP在前列腺癌组织中的表达高于良性前列腺组织,提示其与前列腺癌的发生相关。细胞增殖实验、平板克隆实验、小鼠成瘤实验结果显示KHSRP的表达与LNCaP细胞增殖能力呈负相关,提示KHSRP可以抑制前列腺癌细胞的增殖,且KHSRP对LNCaP细胞增殖能力的影响强于对DU145细胞的影响。对LNCaP稳定细胞株的Western blotting和RT-qPCR检测显示KSHRP过表达后LNCaP细胞中AR蛋白质水平下降,但mRNA水平未产生变化,提示KHSRP可以间接调节AR的蛋白质水平。RNA-seq和RT-qPCR结果显示KHSRP与影响AR蛋白稳定性的调节因子ANK3的表达呈正相关,随后的Western blotting证明KHSRP过表达后ANK3蛋白质的表达量明显升高,TCGA数据分析结果进一步说明KHSRP与ANK3的mRNA表达的相关性。根据CCLE和GEO数据,ANK3的表达与前列腺癌的恶性程度也密切相关。结论·KHSRP可能通过ANK3间接调控AR的蛋白稳定性,影响雄激素依赖型前列腺癌细胞的增殖能力,并介导前列腺癌细胞对雄激素反应性的改变。

菜豆ANK基因家族鉴定及ANK25的表达模式分析

锚蛋白重复序列模体是生物体内最普遍的蛋白质序列模体之一,在多种细胞活动中主要介导蛋白质-蛋白质的相互作用。本研究利用菜豆基因组数据库,通过生物信息学手段对菜豆ANK家族成员及分子生物学特性进行了鉴定。结果显示,菜豆基因组中含有30个ANK家族基因,分布于9条染色体上,其中第5条染色体上含有的ANK基因最多,包含13个基因。蛋白结构域分析发现,ANK25除了含有ANK结构域外还含有RING结构域。亚细胞定位结果显示,ANK25主要分布在细胞膜上。表达模式分析发现,ANK25对干旱、盐和ABA胁迫有响应。本研究为进一步研究菜豆ANK的分类及功能提供了有利的依据。

版纳微型猪近交系FANK1基因CDS克隆、qPCR表达及功能生物信息学分析

【目的】获得猪FANK1基因CDS序列、组织表达和蛋白质功能信息。【方法】以GenBank下载的猪及近缘物种的FANK1 mRNA序列为参考序列,设计特异引物从版纳微型猪近交系(BMI)睾丸组织中扩增FANK1基因完全编码序列及部分侧翼序列。应用实时荧光定量PCR技术检测BMI 15个重要组织的FANK1 mRNA转录表达水平,并对FANK1翻译的蛋白质序列进行多种功能生物信息学分析,预测FANK1蛋白质的功能,最后构建FANK1多物种氨基酸系统进化树。【结果】获得了BMI FANK1编码区序列长1 041 bp,编码346个氨基酸,序列已提交GenBank,基因登录号为KU705617和KU705618,对应的氨基酸登录号为AOC89035和AOC89036。基因组结构分析表明FANK1基因定位于猪14号染色体,有11个外显子和10个内含子。多组织相对荧光定量表达分析表明FANK1基因在睾丸、尿道球腺和精囊腺中呈高表达水平;在其他组织中呈中低表达水平。功能生物信息学分析表明FANK1蛋白质含有2种保守结构域FN3和ANK,无跨膜螺旋结构,无N端信号肽序列,二级结构以无规卷曲为主,N末端和C末端均亲水,有4类功能活性位点。系统进化分析表明,FANK1基因在进化中高度保守,且与牛、羊的亲缘关系最近,符合物种的系统分类学。【结论】成功克隆了版纳微型猪近交系FANK1基因的CDS序列并进行了多种组织表达分析,为后续研究FANK1基因在小型猪精细胞分裂及调节信号通路方面的作用及功能奠定基础。

版纳微型猪近交系ASB17基因克隆及睾丸组织特异表达研究

ASB17基因与睾丸形成和精子发生密切相关。为研究ASB17基因在猪睾丸功能及精子发生过程中的作用,本研究从GenBank下载猪及近缘物种ASB17序列作为参考序列,设计特异引物从版纳微型猪近交系(BMI)睾丸组织中扩增ASB17基因完全编码序列及部分侧翼序列,对ASB17翻译的蛋白质序列进行多种功能生物信息学分析并构建多物种系统进化树,最后用实时荧光定量PCR技术检测BMI 15个重要组织的ASB17 mRNA转录表达水平。结果表明,扩增得到BMI ASB17编码区序列长888bp,编码295个氨基酸。功能生物信息学分析表明ASB17存在2个保守结构域ANK和SOCS_box,无跨膜螺旋结构,无N端信号肽序列,二级结构以α螺旋为主,N末端和C末端均亲水,有4类功能活性位点,位于细胞质的概率70.6%。系统进化分析表明,ASB17基因在进化中高度保守,且与牛、羊的亲缘关系最近,符合物种的系统分类学。多组织相对荧光定量表达分析表明ASB17基因在睾丸中特异高表达,在心、肝等其他14个组织中不表达。研究结果为探索BMI ASB17基因在睾丸形成和精子发生过程中的作用及功能奠定基础。