蛋白质翻译起始因子的作用与调控

 蛋白质翻译起始因子是一类在真核细胞中蛋白质翻译所必需的、保证正确的mRNA－核糖体复合物形成的蛋白质,已知的起始因子共有12种,在真核细胞翻译起始阶段有重要作用。蛋白质合成的调节主要通过翻译起始因子的磷酸化进行。真核细胞蛋白质翻译最重要的调节位点是翻译起始因子eIF 2和eIF 4。本文主要综述了近年来关于蛋白质翻译起始因子的作用及调控的最新研究进展     

植物延伸因子eEF1A研究进展

60年代初,首先从E．coli细胞中分离获得延伸因子,延伸因子eEF1A广泛存在于真核细胞内,是在核糖体上催化氨基酸链的延伸而推动、控制蛋白质的合成等方面起到重要作用的蛋白质因子。在植物蛋白质合成延伸过程中,eEF1A是一个主要的翻译因子;在快速增殖的细胞中,eEF1A基因的表达调控十分保守,其表达水平同细胞生长及增殖速度有关。eEF1A除了参与同翻译控制有关的信号传导外,还参与细胞生长、应激反应及与运动性有关的信号传导,并且与细胞凋亡等有关。eEF1A在体内和体外均能同肌动蛋白纤维及微管蛋白结合,是细胞骨架运动性的调节蛋白。目前许多植物的eEF1A基因已被分离,植物种间的eEF1A氨基酸序列高度保守;植物eEF1A由多基因编码,它的表达受激素、环境胁迫和生长发育过程等因素诱导。文章通过总结植物延伸因子eEF1A的生理作用以及eEF1A基因的克隆、鉴定、诱导表达等分子生物学研究,以期为今后进一步深入研究eEF1A奠定基础。     

脱落酸诱导激酶组的研究进展

脱落酸（ABA）是植物响应水分胁迫的一种重要调节因子,ABA增强水分胁迫的耐性与它诱导的抗氧化防护有关。蛋白质的磷酸化和去磷酸化是生物体中普遍存在的一种调节机制,激酶在ABA介导的信号传导途径中也有重要的作用。蛋白质组学技术为细胞信号传导机制的研究提供了一种新的思路,将双向电泳技术同胶内激酶分析结合起来,研究植物蛋白质组中ABA诱导的蛋白激酶,结果可以丰富ABA信号网络的内容,为深入认识ABA诱导的抗氧化机制提供帮助,为提高作物抗旱、抗盐和抗寒性能等奠定理论基础。     

真核细胞翻译起始因子5A(eIF5A)研究进展

真核细胞翻译起始因子5A(eIF5A)是真菌、动植物体内普遍存在的蛋白质翻译起始因子。研究发现其不仅仅在部分蛋白质翻译起始中发挥作用,还在人体癌症发生、促进动植物细胞增殖、细胞衰老和死亡以及一些植物环境胁迫应答等方面都有一定的调控作用。进一步研究真核细胞翻译起始因子5A(eIF5A)的功能,对其生产实践中应用具有非常重要的意义。     

光系统ⅡD1蛋白表达调控机制研究进展

强光下植物光系统Ⅱ(PSⅡ)易于失活,D1蛋白是PSⅡ受到伤害的原初部位,导致psbA基因编码的D1蛋白降解,同时在多步PSⅡ修复循环中D1蛋白重新合成。衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)psbA基因的表达在mRNA加工过程、翻译起始水平上受到严格调控。光通过激活结合在psbA基因mR-NA5’非翻译区(5’-UTR)上的蛋白复合体(RNA-结合蛋白,RBP)而促进翻译,该蛋白质复合体含有氧化还原激活的调节位点。对PSⅡD1蛋白的转化过程、psbA基因转录及翻译进行分析,综述了光系统Ⅱ蛋白表达调节机制的研究进展。     

泛素化修饰在RLR信号通路中的研究进展

病毒入侵后被细胞的模式识别受体RIG-I样受体(RIG-I-like receptor, RLR)识别从而启动抗病毒RLR信号通路的激活,先天免疫反应的异常激活将导致慢性炎症和免疫器官损伤,甚至引起自身免疫性疾病。为了防止抗病毒信号过早激活或过度激活,机体建立了完善的调节系统防止信号传导过程发生紊乱。蛋白的翻译后修饰(Post-translational modification, PTM)是调节模式识别受体及其下游信号蛋白稳定性和活性的关键机制,而泛素化(Ubiquitination, UB)作为蛋白质翻译后修饰的重要部分在抗病毒信号通路中被广泛研究。其中K48和K63连接的泛素化最为常见,通过K48连接的泛素链能够引起靶蛋白通过蛋白酶体途径降解,而K63连接的泛素链能够促进蛋白激活和细胞信号转导。RIG-I、MAVS、TBK1以及TRAF家族相关蛋白作为RLR通路的信号传递分子,其蛋白的泛素化修饰也成为研究的重点。本文讨论了K48和K63泛素化在抗病毒免疫信号通路中的研究进展,特别是RIG-I样受体引发的信号传导途径中蛋白的泛素化修饰。     

外源氨基酸对拟南芥EBP1蛋白质合成影响的初步分析

【目的】探讨植物吸收外源氨基酸的种类以及这些氨基酸对植物体内EBP1蛋白质合成的影响。【方法】本研究建立如下体系:在缺氮培养基中,分别添加16种终浓度为3 mmol/L的氨基酸来处理拟南芥Col-0。用可以恢复Col-0缺氮表型的氨基酸处理35S::EBP1-GFP报告植物后,观察荧光信号并结合核糖体提取及蛋白质印迹法(Western-blot)检测EBP1在mRNA及蛋白水平的表达。【结果】精氨酸、丙氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、天冬氨酸和甘氨酸等6种氨基酸可以恢复Col-0的缺氮表型,同时也表明建立的体系切实可行。荧光观察试验表明:甘氨酸、丙氨酸、精氨酸和谷氨酰胺能促进35S::EBP1-GFP的荧光积累;核糖体提取试验表明:精氨酸、丙氨酸和甘氨酸能在翻译层面促进EBP1的蛋白质积累。Western-blot试验表明:丙氨酸和谷氨酰胺在蛋白水平上促进EBP1蛋白质的积累。【结论】精氨酸、丙氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、天冬氨酸和甘氨酸可作为潜在的有机氮源供植物吸收利用,丙氨酸能同时在翻译和蛋白质层面促进EBP1的蛋白质积累。氨基酸被植物吸收后通过影响植物体内蛋白质的合成影响植物的生长发育。     

蛋白酶及其活性检测方法研究进展

蛋白酶又称蛋白水解酶,其参与了生物体的多种生物过程。它们不仅能催化底物水解,更能调节蛋白质的定位与活性,调节蛋白质与蛋白质的相互作用,参与胞内信号传导以及新的生物活性分子的生成。目前,蛋白酶的活性分析方法可分为均相检测和分离型检测2种。介绍了蛋白酶的种类、功能及其活性的检测方法。     

植物抗逆胁迫相关蛋白激酶的研究进展

蛋白激酶在信号感知、传导、基因的表达调控以及其他调节植物生长发育的众多生理过程中至关重要。植物体内的信号传导系统能够感知外界逆境胁迫,并传递逆境胁迫信号。通过蛋白激酶改变蛋白质的磷酸化和去磷酸化状态,下游的抗逆相关基因在转录表达水平上发生变化,从而启动相应反应来抵制危害。概述了近年来国内外有关植物抗逆胁迫的蛋白激酶的研究进展。     

紫花苜蓿根响应盐胁迫的比较蛋白质组学分析

6 d龄紫花苜蓿(Medicago sativa L.)幼苗在0、200 mmol/L Na Cl处理9 d后,采用双向电泳分别分离了其根部蛋白组。最终每块胶中有超过900个蛋白质点被分离,采用MALDI-TOF-TOF/MS质谱技术结合MASCOT软件在线检索,成功鉴定21个表达量发生1.5倍以上变化的蛋白质点,为19种不同的蛋白质。生物信息学分析表明,这些差异表达蛋白质主要参与胁迫防御、碳水化合物和能量代谢、次生代谢、转录和翻译调控、信号传导和离子转运等调控途径。     

苹果新梢离体不定根形成期间某些生理变化的研究

以苹果离体培养的新梢为试材,研究了不定根发生和发育期间淀粉、可溶性糖、蛋白质、游离氨基醚含量和过氧化物酶活性的变化规律.在根原基形成时,淀粉大量消耗,蛋白质和游离氨基酸含量增加,过氧化物酶活性增强;而在根原基形成后根的生长过程中,淀粉含量回升,蛋白质、游离氨基醚含量和过氧化物酶活性下降.在根原基形成和根的生长过程中,可溶性糖含量略有增加.     

豌豆肌动蛋白异型体PEAc3的原核表达及其聚合特性分析

植物肌动蛋白在植物顶端生长、细胞分裂分化和细胞信号转导等多种生命活动中发挥着重要作用.豌豆中存在多种肌动蛋白异型体.研究豌豆肌动蛋白异型体PEAc3与组氨酸标签(His-tag)及绿色荧光蛋白(GFP)的融合表达,并分析了融合蛋白的聚合特性.采用RT-PCR的方法克隆PEAc3基因,构建原核表达载体pET30a-His-PEAc3-GFP.用DNAman生物学软件分析表明,PEAc3融合蛋白全长675个氨基酸,分子量74.74 ku,等电点5.81.将pET30a-His-PEAc3-GFP转入大肠杆菌BL21中,优化的诱导表达条件为:25℃,当菌液OD600达到0.8时加入IPTG(浓度0.1 mmol/L),诱导表达4 h.采用尿素变性复性、镍柱亲和层析的方法从包涵体中纯化获得高纯度融合蛋白.融合蛋白His-PEAc3一GFP能够体外聚合,聚合临界浓度为0.5 μmol/L.单体His-PEAc3-GFP对DnaseⅠ有抑制作用,聚合后对肌球蛋白Mg-ATPase活性有一定的激活作用.上述结果表明,原核表达的His-PEAc3-GFP可能具有类似于一般肌动蛋白的聚合特性.     

家蚕磷脂酰肌醇3-激酶(Bmpi3k)基因的克隆及分析

磷脂酰肌醇3-激酶是一种重要的信号传导因子,对细胞生长、调节等生命活动起重要的作用。文章通过对家蚕(Bombyx mori)表达序列标签(EST)搜索及基因组DNA的预测,利用RT-PCR克隆得到家蚕磷脂酰肌醇3-激酶基因的全长cDNA序列,命名为Bmpi3k。序列分析表明,该基因mRNA全长3 368 bp,其开放式阅读框(ORF)大小为3 165 bp,编码产生1055个氨基酸。其预测的蛋白分子量为122.79 kDa,等电点为7.32。通过对BmPI3K蛋白质序列比对分析发现,BmPI3K保守性较高,包含5个PI3K蛋白特有的保守结构域,推测其参与了家蚕的重要生命活动的调节。     

新型植物激素——系统素

系统素最初是指在番茄叶片中发现的与植物防卫反应相关的1种含18个氨基酸的多肽信号,现已成为植物伤害生理研究领域的热点。概述了植物系统素的结构特点、前体及其在伤信号转导中的作用等方面的研究进展,并展望了系统素今后的研究方向。     

参与植物防御反应的LRR型蛋白结构与功能

植物含有多种富含亮氨酸重复（LRRs）结构的蛋白质,它们在植物生长、发育和抗病反应等方面发挥着重要作用。综述了这类具有LRRs结构蛋白质家族的结构特征及其参与植物防御反应的功能。参与植物防御反应LRR型蛋白质家族包括：抗病基因编码蛋白质、类受体蛋白激酶、多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白和伸展蛋白家族。这四大蛋白质家族成员主要通过LRRs结构识别并结合病原物蛋白质,参与抗病信号传递,诱导植物防卫基因的表达,使植物获得系统抗性。其中LRRs序列中氨基酸的不同和单位重复数目的差异决定了蛋白识别的特异性和结合能力。     

菊花翻译起始因子4E基因的克隆、 表达分析及其互作蛋白的筛选

【目的】为了研究翻译起始因子4E在菊花中的表达特性及功能,克隆菊花翻译起始因子4E（CmeIF4E）基因,分析其表达特性并初步筛选得到菊花CmeIF4E的互作蛋白。【方法】根据已报道植物的eIF4E序列设计引物,采用RT-PCR和RACE技术克隆菊花eIF4E基因,荧光定量PCR及亚细胞定位分析菊花CmeIF4E的表达特性,并用酵母双杂交系统筛选其互作蛋白。【结果】克隆获得菊花eIF4E基因全长914 bp,其开放阅读框（ORF）654 bp,编码1条包含218个氨基酸残基的多肽,将该基因名为CmeIF4E,GenBank登录号为JQ904591。氨基酸序列比对和系统进化分析表明,菊花CmeIF4E与已报道的莴苣的同源基因亲缘关系最近,该结果与植物分类学相符。荧光定量PCR分析结果显示,CmeIF4E基因在切花菊‘神马’各个器官中均有表达,幼嫩的根中表达量最高,其次是叶片,而茎中表达量最低。亚细胞定位分析发现,CmeIF4E在细胞的核、质、膜上都有表达。筛选得到菊花CmeIF4E互作蛋白,其中包括蛋白翻译和翻译后修饰、光合作用、抗逆和防御等相关蛋白。【结论】CmeIF4E在菊花组织中为组成型表达,亚细胞定位显示其在细胞核、细胞质、细胞膜上都有表达。候选蛋白分析验证了CmeIF4E在翻译起始中的作用,还推测其可能与光合系统、植物的抗逆防御相关,结果为进一步研究该蛋白在菊花中的作用提供了重要依据。     

沙冬青A20／ANl锌指蛋白基因序列及表达分析

A20/AN1锌指蛋白普遍存在于真核生物中,在胁迫响应引起的信号传导过程中发挥着重要作用。本文利用生物信息学和RT-PCR方法从低温干旱胁迫的沙冬青叶片组织中分离锌指蛋白基因AmSTZF,该基因编码一条含172个氨基酸残基的多肽,含A20和AN1两个锌指蛋白保守结构域,属A20/AN1锌指蛋白。生物信息学分析显示该蛋白定位于细胞质中,具有磷酸化位点,参与细胞转录调控。RT PCR分析表明:低温和干旱胁迫处理的沙冬青叶片中,AmSTZF的表达增强,初步推测该基因与沙冬青低温、干旱胁迫响应相关。      

Chain initiation and control of protein synthesis

Analysis of the enzymatic mechanism of chain extension during protein synthesis and studies with N-formylmethionyl-sRNA suggest that chain initiation requires formylation of the amino group of the amino acid destined to start chain growth. The existence of a set of starting triplets coding for a special set of N-formylaminoacyl-sRNA's is postulated. These triplets might be ambiguous in the sense that they specify different amino acids, depending on whether they are at the beginning of or within a message. A number of starting triplets and their NH(2)-terminal amino acids are predicted from previously suggested ambiguities. The biochenmical, regulatory, and genetic implications of a formylation step controlling chain initiation are discussed.