泛素/26S蛋白酶体途径调节非生物胁迫的研究进展

随着环境的恶化和资源的匮乏,非生物胁迫已成为制约植物生长和发育的重要因素,严重影响农作物的产量和农产品的品质。泛素/26S蛋白酶体途径(ubiquitin/26Sproteasome pathway,UPP)通过特异性地降解泛素化修饰的蛋白质,介导了植物生长发育的诸多方面,并在植物应对非生物胁迫过程中起关键的调控作用。该文主要概述了泛素/26S蛋白酶体途径及其调控植物响应非生物胁迫机制的研究进展。     

人蛋白酶体β亚基4型(PSMB4)与BcL-2家族中促凋亡蛋白分子Bim的相互作用

目的:探讨人蛋白酶体β亚基4型(PSMB4)与Bcl-2家族中的促凋亡蛋白分子Bim之间的相互作用。方法:借助PlexA-bimL技术从人胎脑文库筛选PSMB4,借助显微共聚焦技术探讨PSMB4与Bim相互作用的亚细胞定位,应用免疫共沉淀技术探讨PSMB4与Bim的相互作用。结果:PSMB4与Bim存在于同一细胞中,PSMB4和Bim在空间上存在相互作用。结论:PSMB4和Bim有可能存在空间位置上的共定位;PSMB4在细胞内能够与Bim发生相互作用。     

泛素/26S蛋白酶体途径调节作物种子大小的研究进展

泛素/26S蛋白酶体系统（ubiquitin/26S proteasome system, UPS）是蛋白质泛素化的重要途径,作为蛋白质翻译后重要的修饰系统,在作物生长发育的各个阶段发挥重要作用。大量研究表明,UPS中泛素受体蛋白、E3泛素连接酶、去泛素化酶等能相互协调,通过在目标蛋白上连接或去除不同数量的泛素来介导目标蛋白的降解、改变亚细胞定位、蛋白活性等,从而调控种子的大小。对不同作物中泛素/26S蛋白酶体系统调节种子大小方面的研究进展进行了综述,并对其未来的发展进行了展望,为研究种子大小的调控机制及育种改良提供参考。     

泛素-蛋白酶体通路在神经系统中的生物学功能

概述了泛素一蛋白酶体通路（ubiquitin—proteasome system，UPS）的组成及其作用机理，着重阐述了其在神经系统中的生物学功能，主要包括UPS在神经元发育、突触的功能、突触的可塑性以及神经性疾病等方面的研究现状，为进一步揭示神经元的生长发育机理以及神经性疾病的研究提供参考。     

植物配子体型自交不亲和性作用机理研究进展

自交不亲和性(SI)常见于雌雄同株植物,是显花植物特有的一种自我识别能力和防止近亲繁殖增加变异的遗传机制,根据遗传控制方式可分为配子体型(GSI)和孢子体型(SSI),但由于对GSI的认识仍局限于雌蕊方面,仅了解SI反应两端的结果,对其复杂的反应过程尚未明确,如植物通过什么机制使雌雄S基因共同进化。此外,高等植物SI反应的信号系统仅揭示最初导致花粉管停止生长的原因,而导致花粉管死亡的机理尚属于空白。因此,今后应该从基因和蛋白水平研究分析亲和突变体材料与自交不亲和材料的成熟花粉及其花柱蛋白表达谱,并利用MALDI-TOF质谱鉴定差异蛋白,从中选出候选差异基因,进而揭示SI的作用机理。     

结核分枝杆菌蛋白酶体结构与功能研究进展

结核病是由结核分枝杆菌(MTB)引起的一种慢性传染病,其发病机制比较复杂。本文介绍了MTB蛋白酶体结构及其激活因子的研究进展,阐述了MTB蛋白酶体生理功能,揭示了蛋白酶体在结核分枝杆菌的致病性、持留性、转录调控中发挥的重要作用。对结核分枝杆菌蛋白酶体结构和生理功能的深入研究,有助于进一步探索结核分枝杆菌持留致病新机制,也可为疫苗和抗结核新药的研发提供理论依据。     

橡胶草多聚泛素基因TkUBQ6基因的克隆及其表达分析

泛素/26S蛋白酶体途径(ubiquitin/26S proteasome pathway, UPP)调控植物生长发育以及抗病抗逆反应等过程,多聚泛素蛋白(UBQ)为泛素单体聚合而成的聚泛素蛋白,主要参与UPP途径的蛋白质水解过程,是一个可重复利用的信号分子,可以识别靶蛋白。为鉴定橡胶草中UBQ基因的结构与功能,本研究从橡胶草品系‘1151’中克隆得到一个多聚泛素基因,命名为‘TkUBQ6’。该基因编码区cDNA为462 bp,编码153个氨基酸。序列比对分析发现,不同物种的UBQ蛋白具有高度的相似性,而TkUBQ6的蛋白序列与同属菊科的莴苣Ls UBQ6相似性达到100%。采用实时荧光定量RT-PCR (RT-qPCR)对TkUBQ6基因的表达模式进行分析发现,该基因在橡胶草不同组织中均有表达。在PEG-6000模拟干旱胁迫、甘露醇介导的渗透压胁迫以及NaCl高盐胁迫处理下,TkUBQ6表达显著提高。在植物激素茉莉酸甲酯(MeJA)和脱落酸(ABA)诱导下,TkU-BQ6基因表达也明显上调;而乙烯利(ET)处理后,该基因的表达在24 h内先显著下调之后小幅度上调。本研究结果表明,TkUBQ6参与橡胶草的抗逆和激素信号的转导过程,为进一步解析橡胶草TkUBQ6的生物学功能提供了参考依据。     

半滑舌鳎Cs-UBE2D4基因的克隆、表达模式及启动子活性

泛素-蛋白酶体系统作为重要的蛋白质修饰途径,参与多个生物学过程,其中泛素结合酶E2作为关键酶可以决定泛素化对靶蛋白的影响。为了探究泛素结合酶E2在半滑舌鳎雌性性腺发育中的作用,本研究克隆了半滑舌鳎Cs-UBE2D4基因的开放阅读框ORF,检测了该基因在不同组织和不同发育阶段性腺中的表达模式;构建了其启动子报告基因载体(pGL3-Cs-UBE2D4)并进行了启动子活性分析。Cs-UBE2D4开放阅读框为360 bp,编码119个氨基酸,含有保守的泛素结合酶E2结构域。荧光定量PCR结果显示,Cs-UBE2D4在雌鱼的各组织中广泛表达,其中在卵巢和肝脏中表达量较高,而在雄鱼中几乎检测不到表达;在卵巢各发育阶段中,该基因的表达量从90日龄开始上调,6月龄达到峰值,之后开始下调,在1.5龄时表达量最低,在3龄时表达量有所回升,其中6月龄表达量为90日龄表达量的1.97倍。双荧光素酶活性检测结果显示,Cs-UBE2D4启动子具有较强的转录活性。本实验将为进一步开展Cs-UBE2D4基因对半滑舌鳎卵巢发育和性别调控相关机制的研究提供理论依据。     

家蚕Prosβ1基因在蛾翅及早期发育中的作用

家蚕是鳞翅目的代表物种,研究其翅发育相关基因有助于理解影响昆虫翅发育的内在因素,为鳞翅目害虫的遗传防治提供理论基础和靶标。家蚕的蛋白酶体β亚基1(Bombyx mori proteasome subunitβtype-1,BmProsβ1)是家蚕蛋白酶体核心颗粒的组件之一,负责水解折叠错误或细胞不需要的蛋白质,在细胞发育和器官形成过程中发挥重要作用。利用RNAi干扰技术,在家蚕体腔翅原基附近注射体外合成的针对BmProsβ1基因的小RNA,qRT-PCR检测试验组翅原基中BmProsβ1的表达水平得到有效抑制;对干扰后翅表型的统计结果显示,试验组中小翅个体的比率占52.38%,而对照组中未出现小翅个体。表明在BmProsβ1表达受到抑制的情况下,会严重影响家蚕翅的发育。进一步利用CRISPR/Cas9技术对BmProsβ1进行基因敲除实验,结果显示注射sgRNA与Cas9 mRNA的蚕卵孵化率极低并在幼虫期死亡,而对照组孵化率达到37.92%。这表明BmProsβ1基因在家蚕的早期发育过程中也起到重要作用,其功能缺失会导致家蚕胚胎和幼蚕致死。     

泛素蛋白酶体途径及其在体外受精中的作用研究进展

泛素蛋白酶体途径（ubiquitin proteasome pathway,UPP）是生物体内最主要的蛋白质降解途径,与多种疾病有关,在生物体内具有十分重要的作用,主要降解错误折叠的、多余的蛋白质。UPP是一个循环途径,其主要作用起始于泛素（ubiquitin,Ub）的激活,是受泛素激活酶（ubiquitin-activating enzyme,E1,酵母菌中是UbE1）、泛素结合酶（ubiquitin-conjugating enzyme,E2,UbE2）、泛素连接酶（ubiquitin-protein ligase,E3,UbE3）和去泛素化酶（deubiquitinating enzymes,DUBs）调控的级联过程,最终使被多聚泛素化（polyubiquitination,polyubiquitination,Poly-Ub）标记的蛋白底物在UPP的蛋白水解核心--26S蛋白酶体内被降解成寡肽,寡肽可以进入新的蛋白循环,Ub则由DUBs去除进入下一个UPP循环。UPP在海鞘类和一些哺乳类体外受精（in vitro fertilization,IVF）过程中具有十分重要的作用,能够参与精子获能和顶体反应（acrosomal reaction,AR）,促进精子顶体胞吐,在精卵结合时降解透明带（zona pellucida,ZP）蛋白,辅助精子穿透卵母细胞ZP,促进精子与卵母细胞ZP的融合,从而促使IVF的成功。通过在IVF液中添加一些UPP相关的抗体或抑制剂能够抑制IVF过程中的多精入卵,提高IVF率。作者综述了UPP的主要组成成分及其对IVF的辅助作用及相关抗体的研究进展,以期为今后研究UPP循环在生物体内的作用机制、与生物体内各种疾病的关系、在IVF过程中的作用机制及抑制多精入卵等提供一定的理论依据。