一种体内检测ROP蛋白活性的方法及应用

【目的】建立一种体内检测ROP蛋白活性的方法,为进一步研究ROP蛋白的功能提供技术支持。【方法】该方法基于RIC作为ROP蛋白的效应子能特异地与活性形式的ROP结合这一特点,通过荧火素酶互补试验,借助烟草瞬时表达系统,利用植物活体成像仪和酶标仪进行定性或定量检测荧光强度,从而实现体内检测ROP蛋白的活性。【结果】以拟南芥AtRIC1为检测基因,以AtROP1为例来检测其蛋白活性,成功检测到了AtROP1与AtRIC1有荧光,表明它们有互作。同时对AtROP1蛋白进行了点突变试验,成功构建了持续激活态的ROP1(AtROP1-CA)和持续失活态的ROP1(AtROP1-DN)载体,通过定性定量检测,发现与AtROP1-DN相比,AtRIC1与AtROP1-CA有更强的荧光信号,表明AtRIC1可以作为检测蛋白来检测AtROP1蛋白的活性。此外,通过引入3个蛋白(以AtGAP1、AtGDI1和AtGEF1蛋白为例),利用该方法进一步检测,表明AtGAP1和AtGDI1作为AtROP1蛋白活性的抑制因子,明显降低了AtROP1蛋白的活性;而AtGEF1作为AtROP1蛋白活性的促进因子,明显提高了AtROP1蛋白的活性,说明该方法还可以通过At-RIC1检测其他蛋白对AtROP1蛋白活性的影响。同时,该方法还解决了之前单一的pull-down试验检测ROP蛋白活性变化的问题,增加了一种新的体内检测ROP蛋白活性的方法。【结论】与其他方法相比,该方法具有高灵敏度、可视化、可定量化和操作简单等特点,并且适用于检测其他蛋白对ROP蛋白活性的影响,所以该方法是一种可靠的体内检测ROP蛋白活性的新方法。

拟南芥不同ROP蛋白对病原细菌增殖的影响

ROP蛋白是植物特有的一类小G蛋白,在植物信号传导途径中起重要作用.拟南芥共编码11种ROP蛋白,为明确ROP蛋白在拟南芥抗病反应中的作用,将病原细菌Pseudomonas syringaepv.tomatoDC3000接种于各AtROP的激活和失活突变体后,观察其增殖情况.结果表明,AtROP2和AtROP11抑制病原菌的增殖,而AtROP10则促进病原菌的增殖,其他At-ROP对Pst.DC3000的增殖没有影响.

ROP蛋白研究进展

ROP(Rho-related GT Pases from plants)蛋白作为高等植物体内广泛存在的一类GTP结合蛋白,是近些年植物信号转导方面研究的热点。它调控了肌动蛋白细胞骨架的形成、物质的膜泡运输、细胞极性的形成、胞内氧化态环境的形成、脱落酸的信号转导等诸多途径。为此,着重从分类、结构、转导途径及功能方面对其进行了阐述。

ROP蛋白在植物生长发育及逆境响应中的作用研究进展

ROP(Rho-related GTPases from plants)蛋白是植物特有的一类小G蛋白,在植物信号转导方面起着重要作用,可以调控植物生长发育及逆境响应。综述了ROP蛋白的结构,在植物花粉管、根毛生长发育中的作用,在植物抵御低温、干旱、高盐、病虫害中的作用,并对今后的研究方向进行了展望,以期为ROP蛋白在植物育种中的应用提供理论依据。

辣椒小G蛋白CaROP的生物信息学分析

【目的】研究辣椒内小G蛋白CaROP的生物学功能、蛋白理化性质、蛋白结构及系统发育关系。【方法】运用ProtParam、ProtScale、SignalP5.0、TMHMM、NetPhos3.1和NetCGlyc1.0等生物信息学软件分析9个CaROP蛋白的蛋白理化特性;运用SOPMA和SWISS-MODEL等生物信息学软件预测分析9个CaROP蛋白的结构;运用生物信息学软件MEGA11分析9个CaROP蛋白的系统发育关系。【结果】9个CaROP蛋白的亲水性总平均值均小于0,均为亲水蛋白,其中6个为稳定的亲水蛋白;9个CaROP蛋白均无信号肽,即均为非分泌性蛋白;9个CaROP蛋白无跨膜结构域,即均非膜蛋白;9个CaROP蛋白均存在磷酸化位点,均无糖基化位点。9个CaROP蛋白的主要二级结构原件为无规则卷曲和α-螺旋,其次是β-折叠,最后是β-转角。9个CaROP蛋白聚为4个分支,其中分支Ⅰ和分支Ⅲ各包括1个CaROP蛋白。分支Ⅱ包括2个CaROP蛋白,其余5个CaROP蛋白均聚于分支Ⅳ中。【结论】9个CaROP蛋白具有完整的Rho功能域,均为非分泌性亲水蛋白。9个CaROP蛋白在系统进化树中共聚为了4个分支,其三级结构建模的预测结果也均较为理想,9个CaROP蛋白结构较稳定。

弓形虫ROP16蛋白对人乳腺癌MCF-7细胞增殖、周期和凋亡的影响

目的探讨弓形虫Ⅰ型(RH)ROP16蛋白在人乳腺癌MCF-7细胞增殖、周期及凋亡方面的作用。方法以空载体(MCF-7-HBLV)和过表达ROP16蛋白的慢病毒(HBLV-RH ROP16)分别感染MCF-7细胞,嘌呤霉素筛选出稳定表达ROP16的细胞株,Real time PCR、Western blot法检测MCF-7细胞中ROP16 mRNA和蛋白表达水平。CCK-8和流式细胞术检测细胞增殖、周期和凋亡。Western blot法检测细胞周期及凋亡相关蛋白表达。结果相比MCF-7-HBLV(空载体组)和MCF-7细胞组(对照组),MCF-7-RH ROP16细胞组中ROP16 mRNA和蛋白表达升高;细胞增殖率降低(P<0.01);S期细胞比例、细胞凋亡率升高(P<0.01)。促凋亡因子Bax、P53、Caspase-9、Caspase-3及细胞周期蛋白依赖激酶抑制因子P21表达增高(P<0.01);抗凋亡蛋白Bcl-2及细胞周期蛋白A1(CyclinA1)、周期蛋白依赖性激酶2(CDK2)的表达均下降(P<0.01)。结论弓形虫Ⅰ型(RH)ROP16蛋白可通过调节与凋亡、周期相关的细胞因子的表达,诱导MCF-7细胞凋亡,抑制其增殖并引起细胞周期阻滞。

蔷薇科小G蛋白ROP的鉴定、分类及特征分析

为全面系统地挖掘蔷薇科小G蛋白ROP,在分子水平上为蔷薇科抗病育种提供候选基因。物种系统进化关系分析、ROP蛋白全基因组筛查、Rho功能域分析、蛋白聚类分析及理化性质分析分别运用了NCBI、iTOLv6、GDR、SMART、MEGA 11.0和Maximum-likelihood algorithm1及Protparam和Expasy等数据库及生物信息学在线软件。11种蔷薇科植物聚为6个亚支;11种蔷薇科植物中筛查到80个ROP蛋白;80个蔷薇科ROP蛋白和11个拟南芥ROP蛋白聚为6个进化分支;蛋白长度、等电点、分子量、脂肪指数及不稳定指数分别为143~215 aa、5.59~9.63、15.73599~23.87859 ku、85.28~94.95和27.96~57.14。80个蔷薇科ROP蛋白在草莓中数量最多,甜樱桃最少;蔷薇科ROP蛋白分布于第Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ分支中,拟南芥ROP蛋白分布于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ分支中,即分支Ⅵ为蔷薇科特异性分支,分支Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ为拟南芥特异性分支。

小G蛋白ROP的研究进展

小G蛋白(small GTPases)是近年来研究细胞信号转导过程的热点问题,包括Ras、Rab、Rho、Arf和Ran5个亚家族,其中ROP蛋白是Rho家族成员,为植物特有,在调控细胞生长、发育及调节植物对环境响应等各方面起重要作用.对ROP蛋白的活性调节和功能进行了重点介绍.

弓形虫棒状体蛋白ROP2基因的克隆与表达

目的从弓形虫RH株总DNA中克隆棒状体蛋白ROP2基因片段,克隆至表达载体pET22b中,导入大肠杆菌中表达。方法采用半巢式PCR扩增法从基因组DNA中扩增编码ROP2基因片段,克隆至质粒pUC119中,经PCR和酶切鉴定后,进行DNA序列测定,并以SacⅠ/HindⅢ双酶切克隆至表达载体pET22b上,重组质粒pET22b-ROP2转化大肠杆菌BL21-Codon Plus(DE3)-RIL菌株中,经IPTG诱导表达。结果从弓形虫RH株总DNA中扩增到1.0kb的ROP2基因片段,构建成功重组质粒pUC119-ROP2,经DNA序列分析与已报道序列基本一致,重组质粒pET22b-ROP2在大肠杆菌中表达,产生一分子量约为45kDa的预期重组蛋白。结论克隆到的弓形虫棒状体蛋白ROP2在大肠杆菌中得到表达,构建成功的重组质粒pUC119-ROP2可用于下一步多基因融合的克隆操作。

弓形虫上海株的棒状体蛋白ROP2的克隆表达及纯化

根据已发表基因序列(GenBank登录号为Z36906)设计引物,以弓形虫(Toxoplasma gondii)上海本地株的基因组DNA为模板,扩增编码ROP2(rhpotry protein2)蛋白的基因片段,定向克隆至表达质粒pET32a(+),重组质粒经限制性酶切鉴定后测序,结果表明插入片段长度为1044bp,与GenBank上登录的序列相比,同源性为96%-100%,其中与弓形虫RH株的rop2基因同源性为100%。重组原核表达质粒pET32a-rop2转化至大肠杆菌BL21(DE3),经诱导可表达分子量约60.9kD的融合蛋白,能被感染弓形虫RH株的绵羊阳性血清识别。

刚地弓形虫ROP2-P30复合重组蛋白疫苗对BALB/c小鼠免疫保护性的研究(英文)

目的用刚地弓形虫ROP2-P30复合重组蛋白疫苗免疫BALB/c小鼠观察对机体的影响,为研制安全有效的弓形虫疫苗奠定基础。方法PCR方法从刚地弓形虫基因组中扩增出ROP2和P30片段,将这两个片段分别亚克隆至pET-30a原核表达载体中,表达出ROP2-P30复合重组蛋白。用蛋白疫苗免疫BALB/c小鼠,ELISA检测免疫小鼠后体液中抗体和细胞因子的变化,观察攻击试验小鼠的的死亡率。结果ROP2-P30复合重组蛋白疫苗免疫BALB/c小鼠诱导机体产生大量的IgM、IgG抗体和IFN-γ、IL-2及IL-4细胞因子。攻击试验表明,复合重组蛋白免疫组和对照组相比,小鼠的存活时间明显延长。结论ROP2-P30复合重组蛋白免疫BALB/c小鼠诱导其产生高水平的体液和细胞免疫应答,该复合重组蛋白是抗刚地弓形虫感染的候选疫苗之一。

弓形虫分泌蛋白ROP2的原核重组表达与免疫反应性鉴定

本研究在大肠杆菌工程菌中重组表达弓形虫棒状体蛋白2（ROP2），并初步评价其免疫反应性。主要步骤为体外细胞培养速殖子，提取总RNA，反转录获得cDNA，PCR扩增ROP2基因全长，与pET-41 Ek／LIC载体通过基因重组直接连接，在大肠杆菌Rosetta^TM（DE3）pLysS工程菌中诱导表达重组融合蛋白GST-6×His—ROP2，最后以重组蛋白与人源弓形虫抗血清的Western blotting反应评价rROP2免疫反应性。本研究获得了ROP2全长重组蛋白，初步证明其良好的免疫反应性，为进一步改进弓形虫免疫学诊断方法，研究分泌蛋白与宿主细胞的相互作用奠定了基础。

弓形虫ROP16蛋白诱导肝癌细胞凋亡的检测

目的观察弓形虫ROP16蛋白转染肝癌细胞Hep G2后,肝癌细胞的凋亡比率的变化以及细胞凋亡蛋白的表达水平变化。方法克隆弓形虫ROP16基因,构建真核转染质粒,并用脂质体转染的方式转染Hep G2细胞,48小时后,用流式细胞仪检测细胞凋亡比率,用western blotting和RT-PCR的方法检测细胞凋亡相关蛋白caspase-9、Bax、Bcl-2等的表达水平。结果与未转染细胞组相比,弓形虫ROP16转染Hep G2细胞后,肝癌细胞的凋亡比率明显升高。促细胞凋亡蛋白caspase-9、Bax的蛋白表达水平和基因转录水平均升高,而抑制细胞凋亡蛋白Bcl-2的表达水平和转录水平下降。结论 ROP16蛋白可以诱导肝癌细胞Hep G2发生凋亡。

弓形虫棒状体基部蛋白38(ROP38)通过Toll样受体4(TLR4)诱导小鼠树突状细胞成熟

目的体外分析Toll样受体4(TLR4)诱导感染弓形虫棒状体基部蛋白38(ROP38)对小鼠树突状细胞(DC)成熟的影响。方法以异硫氰酸胍方法提取刚地弓形虫RH株速殖子总RNA,采用PCR扩增ROP38,将ROP38连接至原核表达载体构建重组质粒pG EX-4T-ROP38;利用ProtS cale在线软件分析ROP38蛋白的亲水性和疏水性,利用DNAStar8.0分析ROP38蛋白的抗原表位;将重组质粒pG EX-4T-ROP38转化E.coli Rosetta感受态细胞,挑取阳性单菌落用异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)诱导重组质粒表达,Western blot法检测ROP38蛋白水平。利用0.28 mg重组ROP38蛋白刺激小鼠骨髓来源DC,同时采用TLR4抗体封闭和空白处理为对照组。采用流式细胞术分析CD11c表达水平,运用SPSS23.0软件进行单因素方差分析。结果成功扩增弓形虫ROP38基因,其大小为516 bp,测序结果显示所获基因与GenB ank中已报道的序列(XM_002366710.2)同源性高达99%;ROP38基因序列生物信息学分析表明,ROP38蛋白含有5个α螺旋,5个β折叠,5个亲水性区域和8个可预测的抗原表位;重组质粒pG EX-4T-ROP38经IPTG诱导后,表达蛋白质的相对分子质量(Mr)为45 000,主要以包涵体形式存在。ROP38抗原刺激小鼠源DC后,其CD11c+表达水平明显高于TLR4抗体封闭组和空白对照组。结论 TLR4可诱导ROP38刺激小鼠DC的成熟。

弓形虫ROP16Ⅰ/Ⅲ蛋白对小鼠子宫基质细胞蜕膜化的影响

目的探讨弓形虫ROP16Ⅰ/Ⅲ蛋白对妊娠小鼠子宫基质细胞蜕膜化的影响。方法原代培养小鼠子宫基质细胞,用雌二醇、孕酮和cAMP体外诱导蜕膜化的同时加入ROP16重组慢病毒,72 h后qRT-PCR检测蜕膜化标志物催乳素(PRL)mRNA的表达,流式细胞术检测蜕膜细胞凋亡率的变化,并用Western blot检测细胞凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax的表达水平。结果提取的小鼠子宫基质细胞纯度为95%以上,在体外诱导蜕膜化后,PRL mRNA的表达随时间延长而显著升高(P<0.05),在诱导的蜕膜细胞中过表达ROP16Ⅰ/Ⅲ,相比于对照组,蜕膜细胞的凋亡率降低(P<0.01),凋亡蛋白Bax表达降低,Bcl-2蛋白表达上调。结论弓形虫ROP16Ⅰ/Ⅲ蛋白会抑制蜕膜细胞的凋亡,可能会影响蜕膜细胞增殖与凋亡的平衡,从而影响胚胎的植入。

弓形虫棒状蛋白ROP54编码基因的生物信息学分析及原核表达

为了能够获得刚地弓形虫RH株棒状蛋白ROP54的重组蛋白,本研究进行了弓形虫RH株ROP54蛋白编码基因的生物信息分析及原核表达。运用RT-PCR方法扩增刚地弓形虫RH株ROP54蛋白编码基因序列,并连接至pMD-18-T载体,构建出克隆质粒pMD-ROP54后,转化入大肠杆菌DH5α感受态细胞中,测序后对基因序列进行生物信息分析。将pMD-ROP54及pET-28a经双酶切及连接,构建出原核表达质粒pET-ROP54,转化至大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞后,经IPTG诱导表达,SDS-PAGE分析重组蛋白表达情况,Western blot鉴定重组蛋白的反应原性。结果显示,成功扩增出长度约1 440 bp的ROP54蛋白编码基因序列。生物信息学分析显示,测序结果与刚地弓形虫M49株比对同源性为99%。预测ROP54蛋白氨基酸序列1至26个氨基酸为信号肽,亲/疏水性最小值是-2.978,最大值是2.700。成功构建了原核表达质粒pET-ROP54,IPTG诱导后经,SDS-PAGE结果可见约52.94 kDa大小的蛋白表达,且能够被犬抗弓形虫血清识别,具有良好的反应原性。本研究成功获得了重组蛋白ROP54,为ROP54特性及生物学功能研究奠定基础。

弓形虫Ⅱ型ROP16蛋白对大鼠肺泡巨噬细胞NR8383炎性反应的影响

目的探讨弓形虫Ⅱ型ROP16蛋白对大鼠肺泡巨噬细胞NR8383炎性反应的影响。方法实验设置空白对照组(正常NR8383细胞)、空载组(pHBLV-CMV)和ROP16过表达组(pHBLV-CMV ROP16),构建ROP16过表达慢病毒载体并转染至NR8383细胞中,经筛选得到稳转细胞系,利用RT-PCR和Western blot法验证慢病毒在ROP16过表达组是否转染成功;免疫荧光法确定ROP16蛋白在NR8383细胞中的定位;Western blot法检测诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、精氨酸酶1(Arg-1)、核转录因子κB(NF-κB)、磷酸化核转录因子κB(P-NF-κB)、信号转导与转录激活因子1(STAT1)及磷酸化转录活化蛋白1(P-STAT1)蛋白的表达情况;RT-PCR检测iNOS、Arg-1及炎性因子TNF-α、IL-1β、IL-6、TGF-β、IL-10 mRNA水平的表达情况;ELISA检测培养上清中炎性因子TNF-α、IL-1β、IL-6、TGF-β、IL-10的含量。结果ROP16过表达慢病毒成功稳转NR8383细胞,镜下可观察到明显绿色荧光;免疫荧光结果显示,ROP16蛋白定位于NR8383细胞核中;Western blot结果显示,ROP16过表达组中M1型巨噬细胞表面标志蛋白iNOS的表达高于空白对照组,其通路蛋白NF-κB、P-NF-κB、STAT1、P-STAT1的表达均高于空白对照组(P均<0.05),而M2型巨噬细胞表面标志蛋白Arg-1表达低于空白对照组(P<0.05);RT-PCR结果显示,ROP16过表达组iNOS及促炎因子TNF-α、IL-1β、IL-6 mRNA均升高(P均<0.01),而Arg-1及抗炎因子TGF-β、IL-10 mRNA均下降(P均<0.05);ELISA结果显示,过表达组中促炎因子TNF-α、IL-1β、IL-6及IL-12含量均高于空白对照组(P均<0.05),而抗炎因子TGF-β和IL-10的表达均低于空白对照组(P均<0.05)。结论弓形虫Ⅱ型ROP16定位于NR8383巨噬细胞核中并稳定表达,同时向M1型巨噬细胞方向极化,引发促炎反应。

ROP信号途径在细胞极性发育中的研究进展

细胞极性生长机理研究主要围绕极性生长区域的建立和维持、胞内外信号对该区域的时空调控等核心问题而展开。目前已知多个信号分子,如钙离子、ROP小G蛋白和活性氧等在植物细胞极性发育中发挥重要作用,调控胞内细胞骨架的动态重组、囊泡的极性运输和胞吐作用等多方面。本文主要对植物特有的小G蛋白家族ROP在极性发育模式系统(花粉管、根毛与铺板细胞)中的相关研究进展进行了系统的归纳总结,并在此基础之上对可能的调控机制进行了初步的展望。

三种免疫调节剂增强弓形虫重组ROP2疫苗保护效应的研究

目的观察弗氏佐剂(Freund’s Adjuvant,FA)、匹多莫德(Pidotimod,PT)和西咪替丁(Cimetidine,CIM)等3种免疫调节剂增强重组弓形虫棒状体蛋白2(rROP2)疫苗的免疫保护效应。方法将100只BALB/c小鼠随机分为PBS对照组、重组rROP2疫苗组、FA-rROP2疫苗组、PT-rROP2疫苗组和CIM-rROP2疫苗组等5组;FA、PT和CIM分别与rROP2抗原混合皮下注射免疫,检测小鼠细胞免疫和体液免疫指标,并观察弓形虫RH株攻击感染后的生存时间。结果 FA-rROP2组、CIM-rROP2组小鼠血清IFN-γ、特异性IgG、脾细胞增殖活性及外周血CD4+/CD8+比值均显著高于rROP2蛋白组(P<0.05);PT对外周血CD4+/CD8+比值无明显影响,但显著增加了IFN-γ的水平及脾细胞增殖活性。小鼠攻击试验表明,FA-rROP2组、PT-rROP2组以及CIM-rROP2组小鼠存活时间显著长于rROP2组和PBS对照组组;rROP2蛋白组各项指标均显著高于PBS组(P<0.05)。结论 FA、PT和CIM可增强rROP2蛋白抗原诱导的细胞免疫和体液免疫反应,都能延长攻击感染小鼠的生存时间,具有增强rROP2蛋白疫苗保护效应的功能。其中CIM的佐剂样免疫促进作用接近于FA,但副作用显著低于后者,具有临床实用的潜在价值。

弓形虫ROP2基因的克隆及原核表达

应用PCR技术从刚地弓形虫(Toxoplasma gondii)RH株的基因组DNA中扩增编码棒状体蛋白ROP2(rhpotry protein 2)的部分基因,构建pGEX-KG-ROP2重组表达质粒,经酶切、PCR及DNA测序鉴定后,将阳性质粒转入E.coli BL21CodonPlus中,在IPTG诱导下表达,表达产物用SDS-PAGE和Western-blot分析鉴定。结果表明,扩增的ROP2基因与GenBank上发表的相应基因序列的同源性达99.9%,该基因可以在大肠杆菌中高效表达,表达的ROP2融合蛋白表观相对分子质量约为64000,可被兔抗弓形虫免疫血清识别。