牦牛GPX基因家族生物信息学及表达分析

本研究旨在筛选F1代雄性不育犏牛与正常牦牛谷胱甘肽过氧化酶家族(GPXs)差异表达基因(DEGs),探索在牦牛附睾精子成熟过程中可能发挥重要作用的调控基因和生物学功能。从转录组测序数据库中筛选并鉴定得到牦牛GPXs基因,利用生物信息学方法分析GPXs基因理化性质、基因结构、系统进化关系、表达情况以及GPXs蛋白多序列比对、二级结构、三级结构。结果显示:共鉴定了8个牦牛GPXs基因(GPX1~GPX8),分子量为22.60~56.31 ku,等电点为5.09~5.32,包含4~8个保守元件;GPXs蛋白具有共同保守氨基酸序列,在蛋白二、三级结构分析中显示都存在反向平行的β-折叠结构,并与ALOX5、GSS、GSTM3蛋白均存在相互作用;系统进化树显示,GPX基因家族在反刍动物的同源性最高;牦牛和犏牛附睾组织检测到GPX2、GPX3、GPX5、GPX8基因表达存在显著性差异。研究表明,牦牛GPXs基因家族结构高度保守,功能上可能参与调控牦牛附睾精子抗氧化等过程。

绿豆GPX基因家族鉴定及其对非生物胁迫的响应

[目的]本文利用生物信息学方法从绿豆基因组中筛选谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPX)基因家族成员,并探究其组织表达模式及其对若干胁迫的响应。[方法]利用生物信息学的方法对绿豆GPX家族的等电点、相对分子质量、共线性、上游顺式作用元件等进行分析,通过转录组测序和RT-qPCR进一步分析绿豆GPX基因家族的组织表达模式以及在不同逆境胁迫和激素作用下的表达水平。[结果]从绿豆基因组中筛选出8个GPX基因,其不均匀分布于1/2/3/5/10号染色体上。基因结构及基序分析结果显示,8个GPX的基因结构类似,均含有6个内含子区域,并且大部分GPX成员都具有UTR区。转录组以及RT-qPCR分析结果表明,多个GPX家族成员均能响应多种逆境胁迫。组织表达分析结果显示,不同GPX家族成员在不同组织中呈特异性表达;GPX家族整体在绿豆中表达丰度较低,但表达量能被各种胁迫强烈诱导。[结论]绿豆GPX基因家族响应多种非生物胁迫,不同GPX成员响应的胁迫类型不同。

茯苓酸通过Nrf2/SLC7A11/GPX4信号通路调控铁死亡改善阿尔茨海默病大鼠认知障碍的研究

背景阿尔茨海默病(AD)是一种常见且不可逆转的神经退行性脑疾病,严重影响患者的生活品质和生存质量,目前仍缺乏有效的治疗方法延缓或阻止疾病进展。中药及其活性成分在防治AD方面具有重要潜力。目的探讨茯苓酸(PA)对AD大鼠认知障碍及核因子E2相关因子2(Nrf2)/溶质载体家族7A11(SLC7A11)/谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)信号通路的影响。方法2022年1—9月将75只6~8周龄雄性SPF级SD大鼠依据随机数字表法分为对照组(Control组)、AD模型组(Model组)、PA治疗组(PA组),PA+Nrf2抑制剂组(PA+ML385组),除Control组外制备AD大鼠模型。造模成功后,PA组腹腔注射50 mg/kg PA,PA+ML385组腹腔注射50 mg/kg PA+30 mg/kg Nrf2抑制剂ML385,Control组与Model组腹腔注射等量0.9%氯化钠溶液。末次给药24 h后进行Morris水迷宫实验,第2、4、6天进行定位航行实验,记录大鼠到达平台的时间(逃避潜伏期),第7天移走平台,记录大鼠在120 s内滞留平台时间和穿越平台次数。Nissl染色后观察各组大鼠海马神经元病理变化,普鲁士蓝染色检测海马组织铁沉积,免疫荧光染色检测海马神经元GPX4表达,检测海马组织谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)、Fe2+含量,蛋白质印迹法(Western blotting)检测大鼠海马组织Nrf2、SLC7A11、GPX4蛋白表达。结果末次给药第2、4、6天Model组逃避潜伏期高于Control组、PA组,PA+ML385组高于PA组,差异有统计学意义(P<0.05);Model组平台停留时间、穿越平台次数低于Control组、PA组,PA+ML385组低于PA组,差异有统计学意义(P<0.05)。Nissl染色结果示Model组神经元坏死严重,细胞核皱缩,尼氏体数目减少;PA组神经元坏死减少,排列紧密且尼氏体增多;PA+ML385组神经元损伤明显加重,尼氏体数目减少。普鲁士蓝染色结果示Model组铁沉积较Control组增加,与Model组比较,PA组铁沉积减少,PA+ML385组较PA组铁沉积增多。免疫荧光染色结果示Model组绿色荧光减弱,GPX4阳性细胞减少,PA组细胞绿色荧光较Model组增强,GPX4阳性细胞增多,PA+ML385组较PA组GPX4阳性细胞减少。Model组GSH低于Control组、PA组,PA+ML385组低于PA组,差异有统计学意义(P<0.05);Model组MDA、Fe2+高于Control组、PA组,PA+ML385组高于PA组,差异均有统计学意义(P<0.05)。Model组Nrf2、SLC7A11、GPX4蛋白相对表达量低于Control组、PA组,PA+ML385组低于PA组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论PA可改善AD大鼠认知障碍,其机制可能与通过激活Nrf2/SLC7A11/GPX4信号通路抑制铁死亡有关。

人GPx1基因的克隆及其序列分析

目的 克隆中国人谷胱甘肽过氧化物酶 (GPx1)的cDNA。方法 用逆转录 聚合酶链反应 (RT PCR) ,以中国人胎盘组织总RNA为模板 ,扩增中国人谷胱甘肽过氧化物酶 (GPx1)的cDNA ,进行序列分析。计算机分析其二级结构并比较已发现的人GPx家族的 5种GPx氨基酸序列。结果 从中国人胎盘组织中克隆的GPx1基因 ,与国外文献报道相比 ,只有 1个氨基酸残基发生变异 ,即leu2 2 变为Val2 2 ,该变化不影响GPx1活性中心的结构 ;人GPx的硒结合区及活性中心区域的氨基酸序列是高度保守的。结论 首次克隆了中国人体特异的胞质内GPx1基因 ,为其生物学活性及结构与功能的关系的研究创造了条件。