核糖体失活蛋白及其在植物抗立枯丝核菌基因工程中的应用

核糖体失活蛋白(RIPs)是一类主要出现在植物中并具有r RNA N-糖苷酶活性的蛋白质,大体上分为Ⅰ型和Ⅱ型2类。介绍了RIPs在抗真菌活性、毒性和免疫原性方面的研究进展,并对其在抗立枯丝核菌植物基因工程方面的应用进行了综述。     

核糖体失活蛋白生物信息学分析

核糖体失活蛋白(RIPs)是一类破坏真核细胞核糖体结构、质生物合成的毒蛋白,广泛存在于植物界,具有抗肿瘤、抗病毒、抗菌以及抗虫等多种生物活性。为探究RIPs的功能,利用生物信息学方法对6种Ⅰ型RIPs的序列一致性、氨基酸组成、理化性质、等电点、磷酸化位点、信号肽、蛋白三维结构等进行预测和分析。结果表明:6种Ⅰ型RIPs存在大量高度保守的结构区域,同时蛋白中含有多个丝氨酸(S)、苏氨酸(T)和酪氨酸(Y)磷酸化位点。6种蛋白均为稳定性蛋白,且等电点均偏碱性,大部分蛋白中亮氨酸(L)含量较高。6种蛋白中均存在信号肽剪切位点,二级结构以α螺旋和β折叠为主。6种蛋白的三维结构较为相似,提示功能上存在相似性。这一研究结果为进一步挖掘RIPs的生物学功能和改良植物抗生物逆境特性提供理论依据。     

一个新的麻疯树毒蛋白基因(Curcin-L2)的克隆和表达分析

麻疯树毒蛋白为I型核糖体失活蛋白(RIPs),目前已从麻疯树中克隆了3个毒蛋白基因。通过搜索麻疯树全基因组序列,找到了12个RIPs的编码基因,半定量RT-PCR结果表明,其中1个基因是叶特异表达基因。通过设计全长引物克隆得到了这个新的RIP编码基因,命名为Curcin-L2。序列分析表明,基因无内含子,ORF长945 bp,编码一个长314个氨基酸的蛋白质。蛋白质结构分析表明,Curcin-L2具有一个保守的RIP结构域。进一步分析了Curcin-L2的启动子序列,结果表明该基因含有激素、热胁迫、光、蔗糖等调控元件。     

不同基因型苦瓜种子发育过程中核糖体失活蛋白的累积变化

【目的】研究不同基因型苦瓜核糖体失活蛋白（RIPs）在种子发育过程中的累积规律,为苦瓜RIPs的进一步利用提供理论依据。【方法】选取3个不同组群苦瓜品种为材料,对不同发育时期种子的盐溶性蛋白提取物进行SDS-PAGE分析。【结果】3个苦瓜品种种子的盐溶性蛋白组分存在明显差异,其中以分子量为20.0～29.0kDa的蛋白质差异最为明显;29.0kDa分子量的蛋白质在长大果型材料MC1及密瘤小果型材料MC11中的表达量比野生型材料MC18略高。3个苦瓜材料的29.0kDa蛋白质在种子不同发育时期的表达量无明显差异,然而,在不同栽培季节其表达量差异显著。【结论】不同类型苦瓜材料种子中的RIPs含量变化在种子发育不同时期没有明显差异,而成熟种子具有产量高、易采收和贮藏等优点,是作为RIPs生产原材料采收的适宜时期;由于不同类型苦瓜的种子产量潜力有较大差异,因此,选择RIPs含量高且种子产量高的材料作为RIPs生产的品种较为适宜。     

不同基因型苦瓜种子发育过程中核糖体失活蛋白的累积变化

【目的】研究不同基因型苦瓜核糖体失活蛋白（RIPs）在种子发育过程中的累积规律,为苦瓜RIPs的进一步利用提供理论依据。【方法】选取3个不同组群苦瓜品种为材料,对不同发育时期种子的盐溶性蛋白提取物进行SDS-PAGE分析。【结果】3个苦瓜品种种子的盐溶性蛋白组分存在明显差异,其中以分子量为20.0～29.0 kDa的蛋白质差异最为明显;29.0 kDa分子量的蛋白质在长大果型材料MC1及密瘤小果型材料MC11中的表达量比野生型材料MC18略高。3个苦瓜材料的29.0 kDa蛋白质在种子不同发育时期的表达量无明显差异,然而,在不同栽培季节其表达量差异显著。【结论】不同类型苦瓜材料种子中的RIPs含量变化在种子发育不同时期没有明显差异,而成熟种子具有产量高、易采收和贮藏等优点,是作为RIPs生产原材料采收的适宜时期;由于不同类型苦瓜的种子产量潜力有较大差异,因此,选择RIPs含量高且种子产量高的材料作为RIPs生产的品种较为适宜。     

细菌转录调控蛋白CarD的研究进展

微生物为适应各种多变的环境,需要通过严紧反应调控rRNA基因的转录表达。细菌CarD含有DNA结合的C端结构域和RNA聚合酶相互作用的N端结构域,作为一种全局调控蛋白,参与多种细胞生理代谢过程,在调控核糖体rRNA转录中发挥着重要的作用。从细菌CarD的蛋白结构、同源蛋白及调控方式等研究进展进行了概述,探讨了CarD蛋白的功能及其调控rRNA转录表达的分子作用机制,以期为相关研究提供参考。     

海洋动物核糖体RNA基因的结构特征和功能进化

核糖体普遍存在于各种细胞中,由大小两个亚基组成,是细胞中进行合成蛋白质的场所。核糖体组成成分为核糖体RNA以及蛋白质。核糖体RNA基因被广泛应用于海洋动物研究中,本文着重介绍海洋动物核糖体RNA基因的结构特征以及功能进化,供生物进化、分子系统学、系统发育以及海洋动物分类和种质鉴定等研究者参考。     

食源性致病菌核糖体RNA高效去除体系的建立

[目的]本文旨在解决转录组技术研究食源性致病菌致病机制过程中核糖体RNA(rRNA)无法高效去除的问题。[方法]以9种常见食源性致病菌的201条rRNA序列为参考对象,设计每条rRNA编码基因的反向互补配对DNA探针,随后将探针与细菌总RNA进行杂交,在RNase H和DNaseⅠ的作用下去除rRNA。以大肠杆菌O157:H7 Sakai、单增李斯特菌EGD-e、肠道沙门氏菌CT18以及铜绿假单胞菌PAO1这4株菌的总RNA为模板,分别使用本研究设计的rRNA去除探针以及建立的rRNA去除体系与Ribo-Zero rRNA Removal Kit(Bacteria)进行rRNA去除,随后用相同方法进行转录组文库构建,并使用Illumina Hi Seq X测序平台进行相同数据量的测序,最后通过生物信息分析比较rRNA去除效果。[结果]共设计rRNA去除探针541条。当总RNA使用量范围为1～5μg,探针使用量为100 pmol,RNase H使用量为2 U,DNaseⅠ保持过量为10 U时,rRNA去除体系的性能达到最优,去除效率达95%以上。使用本研究构建的rRNA去除体系时,4株食源性致病菌残留rRNA平均占总数据量的1.67%,而相同条件下试剂盒残留的rRNA平均占7.61%。此外,本体系对食源性致病菌低表达丰度基因的检出数目是试剂盒的1.90倍。[结论]该体系可以有效去除9种常见食源性致病菌的核糖体RNA,同时也大大降低了试验成本。     

长白落叶松小RNA测序和其靶基因预测

miRNA是近年来新发现的一种比较特殊的具有高度保守的小RNA,其在基因调控网络中扮演着重要的角色。本文借助Illumia测序平台,经过Solexa测序分析,对长白落叶松的miRNA进行了分析,最终筛选出了15 294 797条clean reads。比对结果显示,除去核糖体RNA(rRNA)2 991 972条、转运RNA(tRNA)65 264条、核内小RNA(snRNA)1 670条、核仁小RNA(snoRNA)467条等ncRNA以及重复序列6 421条,共获得未获得注释的miRNA 12 229 003条,占总注释小RNA的79.96%。利用miRDeep2对未注释的小RNA进行miRNA的筛选,共得到78个新发现的miRNA,分别隶属于miR164、miR166、miR160、miR950、miR396家族。通过进一步对靶基因的注释分析共得到333个与其相对应的靶基因;其功能包括转录因子类,未知功能蛋白,离子结合蛋白,延长因子,信号转导,细胞壁或细胞膜的生物合成等调控植物生长发育过程。      

前沿动态

表观遗传学研究获进展细胞需要持续不断的合成核糖体来保证蛋白质的合成。核糖体RNA由RNA聚合酶Ⅰ转录,转录水平主要由表观遗传机制来控制。这一机制能够高效快速地应答细胞分化、癌化、衰老等信号,来调整核糖体基因的表观遗传修饰状态,从而调控核糖体基因的表达和蛋白质合成水平,最终帮助完成细胞的各种生命活动。     

PP_(333)诱导黄瓜子叶节差异蛋白表达的分析

【目的】了解和寻找PP333处理所导致的差异蛋白表达,为深入研究PP333的作用规律和机理获取有价值的信息。【方法】应用双向凝胶电泳技术研究PP333处理后黄瓜离体子叶节培养物差异蛋白的表达,结合质谱分析和蛋白质数据库检索,确定所检出差异蛋白质的性质和功能。【结果】双向电泳检测到黄瓜离体子叶节培养物蛋白点有1000个左右,质谱(MALDI-TOF-TOF/MS)分析鉴定出5个有信息价值的差异表达蛋白点,分别为14-3-3蛋白(R2)、氨基肽酶(R7)、甲硫氨酸合酶(R11)、60s酸性核糖体蛋白(R20)和PEPC(R21)。这些蛋白质与代谢过程、蛋白质翻译及信号转导等关系密切。【结论】PP333处理导致多种蛋白质表达发生改变,并通过多种蛋白质的相互协调作用调控植物体的生长发育。     

柑橘黄龙病病原菌非洲种和美洲种23S-5S rDNA序列的克隆及分析

 【目的】克隆柑橘黄龙病病原菌非洲种和美洲种23S-5S rDNA序列并和亚洲种相应区域进行比对,阐明黄龙病3个种核糖体RNA操纵子之间的关系。【方法】根据亚洲种23S-5S rRNA基因区域序列的保守性设计引物,在非洲种和美洲种DNA样品上扩增,对PCR产物进行克隆和测序,并对新获得的序列进行序列验证和分析。【结果】 非洲种获得了3 057 bp 序列包括23S rRNA 基因、细胞壁脱氢酶假基因和5S rRNA 基因;美洲种获得了3 033 bp序列包括23S rRNA 基因、glpK基因和5S rRNA 基因。3个种核糖体基因顺序分别是：亚洲种16S rRNA、tRNAIle、tRNAAla、23S rRNA、细胞壁脱氢酶假基因、5S rRNA 和 tRNAMet;非洲种16S rRNA、tRNAIle、tRNAAla、23S rRNA、细胞壁脱氢酶假基因和 5S rRNA;美洲种16S rRNA、tRNAIle、tRNAAla、23S rRNA、glpK 基因和5S rRNA。【结论】黄龙病病原菌核糖体RNA基因有特殊的排列方式,即在23S rRNA和5S rRNA基因区间均有反向编码的细胞壁脱氢酶基因,其中亚洲种和非洲种为假基因,美洲种为glpK基因。     

岩白菜幼叶总RNA的提取方法研究

为了筛选出提取岩白菜幼叶总RNA的最佳方法,为岩白菜的转录组测序提供技术支撑,本文采用6种试剂盒法提取岩白菜幼叶的总RNA,通过凝胶电泳和BIO-RAD核酸蛋白检测仪检测提取的RNA样品的质量和纯度,并对提取效果进行了分析。结果表明:用Trizol Kit、Trizol A~+Kit、Transzol Up Kit提取的幼叶总RNA没有28S rRNA和18S rRNA条带;用inun PREP Plant RNA Kit提取的RNA具有28S rRNA和18S rRNA条带,但条带模糊、含量低;用Transzol Plant Kit和Easy Pure Plant RNA Kit提取的RNA具有28S rRNA和18S rRNA这2条清晰的条带,但后者提取的总RNA的得率和纯度更高。综合考虑后认为Easy Pure Plant RNA Kit法是快速提取岩白菜幼叶总RNA的最佳方法。     

水稻核糖体蛋白基因OsRPL2的克隆、序列分析及表达载体构建

依据鉴定得到的水稻(Oryza sativa L.)核糖体蛋白质Os RPL2的序列设计了引物,从水稻叶片的c DNA中扩增得到目的片段。并对目的基因序列进行了测序鉴定和序列分析,同时在大肠杆菌中构建水稻核糖体蛋白质基因Os RPL2的原核表达载体p GEX-4T1-RPL2,转化入BL21(DE3)后利用IPTG诱导外源蛋白质表达并检测。结果表明,成功扩增出了水稻核糖体蛋白质基因Os RPL2的c DNA序列,大小为1 570 bp,其编码的蛋白质含有502个氨基酸。根据序列分析的结果,水稻Os RPL2基因与多个植物核糖体蛋白质L2基因具有较高的相似性,并且其编码的Os RPL2蛋白质具有2个与核糖体蛋白质功能相关的功能域。在此基础上,构建了具有p GEX-4T1-RPL2重组子,诱导表达后,纯化得到了带有GST标签的可溶性Os RPL2蛋白质。     

松墨天牛核糖体蛋白（RPS15A）cDNA的克隆及农药胁迫对其表达的影响

【目的】研究不同类型农药胁迫下松墨天牛核糖体蛋白基因表达的变化,为靶标防治松树重要害虫松墨天牛提供理论依据和参考。【方法】从构建的松墨天牛cDNA文库中获得表达序列标签(EST),用Blast程序从GenBank数据库中查找同源序列,克隆得到松墨天牛的一个核糖体蛋白基因;用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测11种农药胁迫下该基因的表达。【结果】从松墨天牛cDNA文库中获得1条EST序列与昆虫核糖体蛋白S15A(RPS15A)同源的基因,命名为MaRPS15A。MaRPS15AcDNA长504bp,含有5′、3′非编码区和长393bp的开放阅读框,编码130个氨基酸,预测的蛋白质分子质量为14.75ku,理论等电点为9.95。MaRPS15A与赤拟谷盗(Tribolium castaneum)核糖体蛋白RPS15A的相似性为98%,与其他昆虫核糖体蛋白RPS15A的相似性大于88%。除溴氰菊酯外,其他农药胁迫导致MaRPS15A相对表达量下降。【结论】成功克隆了松墨天牛核糖体蛋白基因MaRPS15A(GenBank登录号:KJ930032)。大多数农药抑制了MaRPS15A的表达,表明松墨天牛受到了不利影响。     

饲料蛋白对翘嘴鲌蛋白质合成能力的影响

试验Ⅰ:以鱼粉为蛋白源,配制5个蛋白水平的等能、等必需氨基酸(EAA)平衡关联度的半精制饲料, 探讨饲料蛋白水平对翘嘴鲌蛋白质合成能力的影响.结果表明,饲料蛋白水平为40.89%时翘嘴鲌特定生长率(SGR)显著高于31.04%、35.51%组(P<0.05),但与46.62%、50.33%组之间差异不显著.翘嘴鲌白肌RNA和RNA/DNA随饲料蛋白质水平的提高而升高,40.89%组的白肌RNA/DNA显著高于31.04%和35.51%蛋白组(P<0.05),但与46.62%、50.33%蛋白组间差异不显著.白肌RNA/DNA、RNA/Prot(蛋白质)分别与饲料蛋白水平和SGR显著正相关(P<0.05).试验Ⅱ:用大豆蛋白分别替代0.0%、13.5%、27.0%、40.5%、54.0%的鱼粉蛋白,配制5个EAA平衡关联度的等蛋白、等能的半精制饲料,探讨饲料中大豆蛋白替代鱼粉蛋白对翘嘴鲌蛋白质合成能力的影响.结果表明:当饲料中大豆蛋白替代量为54.0%时,翘嘴鲌的SGR极显著低于对照组(P<0.01);当替代量达40.5%时,白肌RNA、RNA/DNA和RNA/Prot都显著低于对照组(P<0.05).白肌RNA/DNA、RNA、RNA/Prot分别与大豆蛋白替代鱼粉蛋白的量呈显著负相关(P<0.05),与SGR显著正相关(P<0.05).     

微孢子虫系统发育研究进展

微孢子虫是一类专营寄生生活、具极丝但无线粒体的单细胞真核生物,介绍了生物学特征、核糖体的SSU rRNA、ITS间隔序列、LSU rRNA、微管蛋白基因及蛋白质组学在微孢子虫的系统发育研究中的应用。     

小麦不同器官总RNA含量及提取方法的比较研究

采用4种方法分别对小麦幼叶、幼茎、幼根及乳熟期籽粒的总RNA进行了提取和分析。结果表明,4种方法所提取的总RNA均能满足一般的下游操作,其中TR Izo l法提取的总RNA产量最高,用该法提取的小麦叶片总RNA产量为其他方法的2~4倍;天为时代试剂盒提取时间短,可在常温下操作;而醋酸钠/乙醇沉淀法具有提取步骤少、操作时间短、可用于大量样品提取且价格便宜等优点,适于小麦不同器官的总RNA提取;经紫外分光光度计检测,各样品总RNA的A260/A280均在1.88~2.09,表明所提取的总RNA中没有蛋白质及其他有机溶剂的污染,且A260/A230在1.89~2.41,表明盐类小分子的污染也较少,所提取的总RNA质量较高。除了细胞质rRNA外,小麦中还存在叶绿体rRNA,且叶绿体rRNA占总rRNA的比例较高,在甲醛变性琼脂糖凝胶电泳时,幼叶、幼茎比幼根明显多出2条带。     

中草药中抗植物病毒TMV活性物质PZ_1作用机理研究

以烟草花叶病毒 (TMV) /烟草为测试体系 ,研究了天然物 PZ1抗病毒 TMV作用机理。在离体及活体条件下 ,PZ1均可抑制病毒核酸与植物核糖体结合。在活体条件下 ,PZ1抑制 TMV- RNA及 TMV蛋白质合成。实验结果表明 PZ1的主要作用靶标为 TMV- RNA     

大熊猫核糖体蛋白S17亚基基因（rps17）的克隆及序列分析

RPS17蛋白是核糖体40S亚基的组成部分,由rps17基因编码.为了解大熊猫核糖体蛋白亚基rps17基因的结构特点及其与已报道的人和其他哺乳动物核糖体蛋白亚基rps17基因的异同,分别运用RT-PCR和PCR技术,从大熊猫肌肉组织的mRNA中成功克隆了核糖体蛋白亚基S17基因的cDNA序列以及从总DNA中成功克隆了S17基因的结构基因序列.序列分析发现,大熊猫核糖体蛋白亚基S17基因的表达序列长为457bp,开放阅读框(ORF)为408bp,编码135个氨基酸的蛋白质.结构基因序列长2 368bp,含有4个外显子和3个内含子.拓扑预测显示,核糖体蛋白亚基RPS17的相对分子质量为15.52×103,PI为10.26,含有5个类型的功能位点,即:5个蛋白激酶C磷酸化位点,1个酪蛋白激酶II磷酸化位点,1个酪氨酸激酶磷酸化位点,1个N-豆蔻酰化位点及1个核糖体蛋白S17Esignature位点.进一步分析发现,该基因的表达序列及其编码的氨基酸序列与已报道的部分哺乳动物有很高的相似性,其蛋白质的高级结构除褐家鼠外与其它物种也具有一致性.对大熊猫rps17基因及其表达的蛋白质结构的比较研究,旨在丰富和完善哺乳动物r...