PUF蛋白在小鼠雄性生殖细胞及人肿瘤细胞增殖中的功能研究
PUF蛋白的研究进展
PUF蛋白的研究进展张静;王文珍;蒲首丞;孙梅好【摘要】RNA binding proteins has a very important role in cell metabolism,and the characteristics of PUF protein which is one of those proteins is to have the base recognition specificity.PUF protein exists in most eukaryotes and plays an important role in the process of gene regulation.Its special structure gives the unique function which is base recognition.This feature makes PUF protein to have many potential usages.To understand PUF protein,we summarized the research progressof PUF protein,including the recognition specificity,structural and functional studies.%RNA结合蛋白在细胞代谢中有非常重要的作用,PUF蛋白作为其中的特点之一在于其具有碱基识别特异性.在大多数真核生物中都存在PUF蛋白,并且在基因调控过程中起到了重要的作用.其独特的结构赋予了PUF蛋白特有的碱基识别功能,而这让PUF蛋白具有很多可以开发的潜在用途.为了解PUF蛋白的研究进展,综合了近些年来对于PUF蛋白的相关研究,包括PUF蛋白的识别特异性、结构研究与功能研究等方面.【期刊名称】《山西农业科学》【年(卷),期】2018(046)005【总页数】5页(P847-850,855)【关键词】PUF蛋白;碱基特异性;研究进展【作者】张静;王文珍;蒲首丞;孙梅好【作者单位】浙江师范大学化学与生命科学学院,浙江金华321000;浙江师范大学化学与生命科学学院,浙江金华321000;浙江师范大学化学与生命科学学院,浙江金华321000;浙江师范大学化学与生命科学学院,浙江金华321000【正文语种】中文【中图分类】Q51细胞能够精准地控制mRNA在恰当的时候在特定的位置产生定量的蛋白质,而RNA结合蛋白(RNA-binding proteins,RBPs)和小 RNA(miRNA)控制着这些进程。
细胞增殖相关蛋白在肿瘤发展中的作用及其应用研究
细胞增殖相关蛋白在肿瘤发展中的作用及其应用研究人类细胞是大自然最精密、最复杂的生命形态之一,肿瘤的形成也与细胞息息相关。
而细胞增殖和死亡的平衡以及蛋白的调控是细胞正常活动的基础。
细胞增殖相关蛋白对于细胞增殖调控和细胞周期的正常运转起着至关重要的作用。
这些蛋白的表达和功能异常与许多肿瘤的发生、发展直接相关。
本文主要通过讨论细胞增殖相关蛋白的作用和应用研究来探讨肿瘤的发展及治疗。
一、细胞增殖相关蛋白的功能1、细胞增殖细胞增殖相关蛋白参与了细胞周期的控制和细胞增殖的调节。
在细胞增殖过程中,细胞需要经过G1期、S期、G2期和M期(有时还有G0期),在细胞周期中,细胞增殖相关蛋白充当了关键的调节因子。
细胞周期蛋白-依赖性激酶(Cyclin-dependent kinases, CDKs)和其辅助蛋白(Cyclins)是细胞周期控制的主导因素,二者共同参与至提高或降低细胞周期蛋白中CDK激活的门槛,从而决定细胞的生存或死亡。
2、细胞凋亡除了细胞增殖,细胞凋亡也是细胞正常活动和肿瘤发展的关键环节。
细胞凋亡也被形容为细胞自杀和程序性细胞死亡,其过程也是复杂而精密的。
为了解析细胞凋亡的过程,科学家们发现,表达在凋亡系统中的多种蛋白质在凋亡过程中起了至关重要的作用。
受体死亡因子(Fas)、Caspases和Bcl-2家族是细胞凋亡中非常重要的分子。
二、细胞增殖相关蛋白的应用研究近年来,随着基础医学的发展和技术的更新,细胞增殖相关蛋白的应用研究不断发展。
下面,结合细胞增殖相关蛋白在肿瘤发展中的作用,对其中几项研究进展进行回顾。
1、检测细胞增殖相关蛋白对判断肿瘤的侵袭性研究表明,某些细胞增殖相关蛋白的异常表达和活性可以被检测并用于预测肿瘤的侵袭性。
比如,MMPs是促进肿瘤侵袭的重要酶类,可以分解基底膜,从而促进肿瘤的扩散。
此外,uPA和PAI-1也被认为是判断肿瘤侵袭性的标志物。
2、恶性肿瘤的复发预测在肿瘤治疗的过程中,一些肿瘤细胞可能会不断复发,并导致第二次甚至是第三次的肿瘤原发现象。
BMP_2的研究现状
的研究现状王志勇综述余济春审校关键词骨形态发生骨白生物活性肿瘤综述中图分类号文献标识码文章编号骨形态发生蛋白BM P是多功能生长因子属于转化生长因子T GF超家族是一组具有类似结构的高度保守的功能蛋白[它们最初是作为能够在体内诱导骨和软骨形成的因子为人们所认识的故起名成骨素也有叫骨形态发生蛋白多数成员有明确的成骨作用随着人们对BM P研究的深入他们发现一些BM P 也参与了肿瘤的发生、发展。
本文简要地阐述了BM P的结构、生物活性的研究现状。
家族的种类和结构BM P除BM P是骨生长新的调节因子属于金属肽链内切酶家族s f ly f ll d d s s其余均属于转化生长因子T GF超家族。
该家族已经发现多个成员。
包括BM Ps、生长和分化因子GDFs、活化素v s、抑制素s、缪勒管抑制质ull lsu s M IS和T G F。
通过基因工程技术至年已有种BM P DN被克隆。
T GF超家族成员是以前体大分子的形式合成经过蛋白水解酶切割从前区释放出成熟蛋白。
在BM P族内根据氨基酸序列的同源性将BM P分为组[BM P、的氨基酸序列%同源为第组BM P、BM P与其他BM P的同源性<5%为第组BM P5、、BM P氨基酸序列同源性> %为第组BM P与BM P、、5、的同源性为5%~55%为第组5BM P、为第5组BM P 、为第组CDM P、CDM P其结构与BM P5、相近但因其来源及功能特性而为第组其中BM P、占了%。
结构包括一个氨基末端的信号序列、一个前域、和它们的羧基末端成熟肽[。
的信息传递BM P活性形式是二聚体BM P既可以个相同的链形成的同源二聚体起作用也可以个不同的链形成的异源二聚体起作用[。
BM P羧基端有一个高度保守的含有个半胱氨酸的结构域这个保守的半胱氨酸对于形成正确的二聚体结构有重要意义。
BM P是以一个大的前体蛋白的形式合成的包括信号肽部分、前结构域和羧基末端区。
GFP的简介和应用
GFP的简介和应用【摘要】源于多管水母属等海洋无脊椎动物的绿色荧光蛋白(GFP),是一种极具应用潜力的标记物,有着极其广泛的应用前景。
本文就GFP的理化性质、荧光特性、改进以及它在科学研究中发挥的作用进行了综述。
【关键词】绿色荧光蛋白(GFP)、标记物、荧光特性、进展、改进、应用、干细胞移植【正文】一、GFP的简介1. GFP的理化性质,荧光特性及其改进1.1 GFP的理化性质从水母体内分离到的GFP基因,长达2.6kD,由3个外显子组成,分别编码69、98和71个氨基酸。
GFP本身是一种酸性,球状,可溶性天然荧光蛋白。
Aequoria GFP分子量约27×103,一级结构为一个由238 个氨基酸残基组成的单链多肽;而Renilla GFP是分子量为54kD的同型二聚体。
两种GFP有不同的激发光谱,Aequoria GFP在395 nm具有最高光吸收峰,肩峰为473 nm;Renilla GFP在498 nm具有强烈的光吸收,肩峰为470 nm。
两种GFP含有相同的生色团,发射光谱基本相同(λmax= 508~ 509 nm)。
GFP性质极其稳定,易耐受高温处理,甲醛固定和石蜡包埋不影响其荧光性质。
其变性需在90℃或pH<4.0或pH>12.0的条件下用6mol/L盐酸胍处理,一旦恢复中性环境,或去除变性剂,虽然变性的蛋白质并不能完全复性,但是复性蛋白质同天然蛋白质对温度、pH变化的耐受性、抗胰蛋白酶消解的能力是相同的。
更重要的是,它们在很大的pH范围内的吸收、发射光谱也是相同的。
Renilla GFP的稳定性就更为显著。
它在上述一系列的变性条件下都很稳定,不易变性。
根据Sheen等的研究,GFP在受体内表达时,其稳定性并不亚于CAT 蛋白,因而可以得到持续时间较长的荧光。
1.2 GFP的荧光原理GFP的性质和发射光谱的稳定性是同其生色团结构的稳定性密不可分的。
GFP表达后折叠,在氧存在的条件下,使66位氨基酸残基的α、β键间脱氢。
siglec-f的表达位置
siglec-f的表达位置全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:Siglec-F是一种跨膜蛋白,属于免疫球蛋白超家族的一员。
它在哺乳动物的免疫系统中扮演着重要的角色,主要通过其在不同细胞类型上的表达位置来调节细胞间的相互作用和信号传导。
在本文中,我们将探讨Siglec-F的表达位置及其在免疫调节中的作用。
Siglec-F在小鼠中的表达位置主要集中在各种免疫细胞上,如肺泡巨噬细胞、肺间质细胞、唾液腺上皮细胞等。
它的表达异常会导致肺部疾病的发生和发展,如哮喘、肺炎等。
研究表明,Siglec-F通过与其配体结合,调节免疫细胞的活性和功能,从而影响炎症反应的发生和发展。
Siglec-F在人类肿瘤中的表达位置也备受关注。
研究表明,Siglec-F在多种肿瘤细胞中高表达,与肿瘤的生长、转移和耐药性密切相关。
通过抑制Siglec-F的表达或活性,可以有效抑制肿瘤的发展,提高患者的生存率。
Siglec-F在不同细胞类型和不同疾病中的表达位置和作用有所差异,但都具有重要的免疫调节功能。
未来的研究将进一步探讨Siglec-F的分子机制和调控网络,为开发新的免疫疗法和治疗策略提供重要的理论基础。
Siglec-F的研究将有助于深入了解免疫系统的调节机制,为预防和治疗各种免疫相关疾病提供新的思路和途径。
【注:本文为虚构内容,仅供参考。
】第二篇示例:Siglec-F是一种免疫细胞表面的蛋白质,属于Siglec家族的一部分。
Siglec-F在哺乳动物的免疫系统中发挥着重要的作用,主要是通过与特定糖基相互作用来调节免疫反应。
最近的研究表明,Siglec-F在一些免疫相关疾病中起着关键作用,因此对其表达位置进行深入研究具有重要意义。
Siglec-F主要表达在哺乳动物的免疫细胞上,特别是在巨噬细胞和嗜酸性粒细胞(eosinophils)中。
巨噬细胞是一种对抗病原体和清除死细胞的重要细胞,其表面上的Siglec-F可以通过与特定糖基相互作用来调节巨噬细胞的活性。
胰岛素样生长因子结合蛋白在人类恶性肿瘤中的研究进展
胰岛素样生长因子结合蛋白在人类恶性肿瘤中的研究进展黄文斌;周晓军
【期刊名称】《医学研究生学报》
【年(卷),期】2005(18)2
【摘要】胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor,IGF)系统由IGF及其受体和胰岛素样生长因子结合蛋白(insulin-like growth factor binding
protein,IGFBP)组成,体内外研究表明,它们调控着细胞的生长和增殖.IGF是一种强力的促细胞分裂素,其作用决定于IGF与其受体的相互作用.IGFBP是由6种与IGF 高亲和力结合蛋白组成的家族,不仅具有运载蛋白的功能,而且通过IGF依赖性或非依赖性机制抑制或促进IGF的作用.近年的研究表明,IGFBP与肿瘤的发生、发展密切相关.
【总页数】5页(P156-160)
【作者】黄文斌;周晓军
【作者单位】南京军区南京总医院,南京大学医学院临床学院,病理科,江苏南
京,210002;南京军区南京总医院,南京大学医学院临床学院,病理科,江苏南
京,210002
【正文语种】中文
【中图分类】R730.231
【相关文献】
1.胰岛素样生长因子和胰岛素样生长因子结合蛋白在人类胎儿生长中的作用 [J], 姜丽红;刘戈力
2.胰岛素样生长因子结合蛋白2在消化道恶性肿瘤诊断中的意义 [J], 姜东林;孙钧铭;陈江;许耀辉
3.胰岛素样生长因子结合蛋白7在人类恶性肿瘤中的研究进展 [J], 刘计宽;王志刚
4.尿金属蛋白酶组织抑制因子-2和胰岛素样生长因子结合蛋白7在急性肾损伤中的研究进展 [J], 邓惠方
5.胰岛素样生长因子结合蛋白2与恶性肿瘤研究进展 [J], 李芳
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小鼠模型在肿瘤免疫研究中的进展与意义
究 恶 性 细 胞 与 免 疫 细 胞 之 间 的 关 系 。 恶 性 肿 瘤 的 各 种 小 鼠 模 型 奠 定 了 肿 瘤 免 疫 学 的 基 础 ,指 导 了 免 疫 监 视 、免
疫平衡和免疫逃逸理论的形成,故构建 动 物 模 型 在 研 究 中 起 到 至 关 重 要 的 作 用。本 文 就 近 年 来 有 关 肿 瘤 免 疫
immunecellscanbestudied.Various mouse modelsof malignanttumorshavelaidthefoundationfortumor immunologyandguidetheformationofimmunesurveillance,immunebalanceandimmuneescapetheory,so
5-Fu佐剂包裹物的抗肿瘤作用的实验研究
5-Fu佐剂包裹物的抗肿瘤作用的实验研究黄晋生;刘为纹;刘松青;房殿春;唐光哲【期刊名称】《肿瘤防治研究》【年(卷),期】1995(22)1【摘要】本文作了福氏完全佐剂(Freund’scompleteadjuvant,FCA)包裹5-Fu的抗肿瘤作用的实验研究。
在对小鼠S180肿瘤(腹水型),EAC肿瘤(腹水型)及H22肝癌(腹水型)荷瘤鼠的治疗实验中,一次性腹腔注射2mg~6mg的5-Fu(相当于70公斤人给予778~2334mg的剂量)均不能显著延长荷瘤鼠的存活期,盐水FCA亦无治疗作用,而5-FuFCA却显示出显著的治疗效果。
4次实验,5-FU-FCA治疗组荷瘤鼠平均存活期30.6天~48.3天,均显著长于同次实验的各对照组,且每次实验都有2/8至3/8的荷瘤鼠可完全治愈。
【总页数】3页(P9-11)【关键词】氟脲嘧啶;福氏完全佐剂;抗肿瘤;实验研究【作者】黄晋生;刘为纹;刘松青;房殿春;唐光哲【作者单位】海军总医院肿瘤临床实验室,第三军医大学西南医院【正文语种】中文【中图分类】R73-36【相关文献】1.生脉注射液对5-FU抗肿瘤增效减毒作用的实验研究 [J], 尹永祥;陈震;刘鲁明2.5—Fu福氏佐剂包裹物抗肿瘤作用的实验研究 [J], 刘松青; 黄晋生; 等3.5-Fu佐剂包裹物的抗肿瘤机理的实验研究 [J], 黄晋生;刘为纹;刘松青;房殿春;唐光哲4.福氏完全佐剂包裹 IL-2及(或)5-FU 对小鼠 S180肿瘤抑瘤作用的初步研究 [J], 黄晋生;刘为纹;刘新垣;范佩芳;袁爱力5.福氏佐剂包裹肿瘤坏死因子及/或5-Fu对小鼠艾氏腹水癌的抑瘤作用 [J], 黄晋生;刘为纹;刘新垣;范佩芳因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
色素上皮衍生因子在肿瘤生长及转移中的作用
色素上皮衍生因子在肿瘤生长及转移中的作用蔡滕;樊根涛【摘要】Pigment epithelium-derived factor (PEDF), a neurotrophic cytokine, is widely expressed in the body. Recent researches showed the anti-angiogenic activity and anti-tumor effect of PEDF in several human neoplasms. PEDF could be used clinically as an effective anti-tumor factor. This article reviews the role of PEDF in tumor growth and metastasis and tries to find some new ways for the treatment of tumors.%色素上皮衍生因子(pigment epithelium-derived factor,PEDF)是一种广泛存在于人体中的神经营养因子.最近研究表明PEDF具有抗血管生存活性,并对多种人类肿瘤表现出抗肿瘤作用.PEDF可能作为一种有效的抗肿瘤因子应用于临床.文中综述PEDF在肿瘤生长和转移中的作用,为肿瘤治疗寻找新方法.【期刊名称】《医学研究生学报》【年(卷),期】2013(026)002【总页数】3页(P211-213)【关键词】色素上皮衍生因子;肿瘤生长;转移【作者】蔡滕;樊根涛【作者单位】210002,南京,南京大学医学院临床学院(南京军区南京总医院)骨科【正文语种】中文【中图分类】R392.70 引言近年来,对肿瘤发生病理机制的研究取得了很大进展,也提出了某些治疗方法。
但仍有大量高侵袭性肿瘤难以治疗。
因此有必要开发新型有效的肿瘤治疗方法。
雄性生殖细胞特异性表达GFP小鼠的繁殖及其表型鉴定
雄性生殖细胞特异性表达GFP小鼠的繁殖及其表型鉴定王志茹1,2,李军2,刘晓梅1,吴红联2,朱德生2(1.吉林大学公共卫生学院,长春130021;2. 北京大学实验动物中心,北京100871)【摘要】目的繁殖雄性生殖细胞特异性表达绿色荧光蛋白(GFP)小鼠,为进行小鼠生殖系统毒性研究提供有效的工具。
方法将Ddx4-cre转基因雄鼠与Rosa26mT/mG转基因雌鼠交配,产生子代动物,利用分子生物学、组织病理学及活体成像等技术,分别从分子、细胞和组织水平对子代及其亲代小鼠进行表型鉴定。
结果PCR结果表明在子代小鼠的睾丸组织中发生了Cre酶介导的特异性基因重组;活体成像可以看到在F1代小鼠的睾丸组织中具有GFP的表达;睾丸冰冻切片及精子荧光观察显示GFP主要表达于次级精母细胞、精子细胞和精子中。
结论雄性生殖细胞特异性表达GFP小鼠繁殖成功。
【关键词】睾丸;特异性;基因重组;GFPProduction and phenotype identification of specific expressed green fluorescent protein in male mice germ cellsWANG Zhi-ru1,2,LI Jun2,LIU Xiao-mei1,WU Hong-lian2,ZHU De-sheng2(1.School of public health,Jilin University,Changchun 130021,China;2. PekingUniversity Laboratory animal centre,Beijing 100871,China)【Abstract】Objective The aim of this study is production of organ specific animal model for studying reproductive toxicity in mice. Methods F1 generation was gotten by mating the Ddx4-cre transgenic male mice with the Rosa26mT/mG transgenic female mice. F1 offspring and its parents phenotype was screened by molecular biological, histopathological and in vivo imaging technology. Results At molecular level, specific DNA fragment was only found in testis of F1 offspring ; At the organ level, the expression of green fluorescent protein could only be observed in testis of F1 offspring; Testicular frozen sections and sperm fluorescence observation showed that green fluorescent protein were mainly expressed in the germ cell lineage such as secondary spermatocyte and spermatocyte and spermatozoon. Conclusions The production of the mice with specific germ cell expressed green fluorescent protein by Cre/loxP recombination system were built successfully.【Key words】Testis;Specificity; Gene recombination;Green fluorescent protein 生殖系统的改变是造成不孕不育的重要原因,如何简易快速的检[作者简介]王志茹(1988-)女,在读硕士研究生,研究方向:纳米毒理学,Email:843872569@ [通讯作者]朱德生( 1960-) 男,高级工程师,研究方向:转基因动物,Email:deshengz@测生殖系统的损伤是目前研究的一个热点。
n-3PUFA富集鸡蛋的研究进展
关 键 词 :n-3 PUFA;鸡 蛋 :生理 功 能
膳 食 补充 n一3 PUFA 能 够 对 人 体 免 疫 调 节 、心 血 管 等 慢 性 病 预 防 和 神 经 发 育 等 方 面 起 关 键 作 用 11]。 fl一3 PUFA 不 能 够 在 人 体 中 从 头 合 成 .必 须 通 过 食 物 获 取 .我 国 人 民 生 活 水 平 不 断 的在 提 高 .呈 现 在 餐 桌 上 的 食 物 越 来 愈 丰 富 多 样 .但 是 富含 n一3 PU. FA 的 食 物 在 其 中 所 占 比 例 低 于 其 他 发 达 国 家 食 用 富 含 n一3 PUFA 的鸡 蛋 .可 显 著 提 高 我 国人 民 日常 饮 食 中 富含 n一3 PUFA 食 物 所 占 的 比例 。与 饲 料 中的 n一3 PUFA 富 集 到 肉类 中 相 比 。在 鸡 蛋 中 富集 n一3 PUFA 更 加 容 易 和 稳 定 。在 蛋鸡 日粮 中添 加 富 含 n一3 PUFA 的 饲 料 原 料 ,可 生 产 富 含 n一3 PUFA 的 鸡 蛋翻。改 变 蛋 鸡 日粮 中脂 肪 酸 的含 量 能 够 由 于肝 脏 中 酰基 链 的 伸 长 率 与 饱 和 率 改变 而直 接 或 者 间接 改 变 蛋 黄 中的 脂 肪 酸 组成 13]。蛋 鸡 日粮 中 n一3 PUFA在 吸 收 前几 乎 不 发 生 变 化 .能 直 接 沉 积 到 蛋 黄 中 蛋 鸡 日粮 中 ALA 可在 蛋鸡 体 转 化 为 DHA 和 EPA.部 分 EPA又 会 转 化 为 DHA,进 而 蛋 黄 中沉 积 下 来 。 因此 ,富 集 n一3 PUFA 鸡 蛋 可 以作 为 人 们 饮 食 中 n一3 PUFA 的 良好来 源[41。
Kupffer细胞免疫学功能研究进展
Advances in Clinical Medicine 临床医学进展, 2021, 11(3), 1057-1062Published Online March 2021 in Hans. /journal/acmhttps:///10.12677/acm.2021.113151Kupffer细胞免疫学功能研究进展廖朝兴1,赵敏杰2,龚建平2*1重庆西南铝医院肝胆外科,重庆2重庆医科大学附属第二医院肝胆外科,重庆收稿日期:2021年2月11日;录用日期:2021年3月1日;发布日期:2021年3月16日摘要Kupffer细胞为肝脏中的特殊巨噬细胞,具有清除血液中的外来抗原、抗原–抗体复合物和细胞碎片等物质的作用。
Kupffer细胞免疫功能主要在肝脏中发挥作用,近年的研究发现其免疫功能发挥与激发机制与多因素相关,且发挥着不同的作用。
本文通过研究现有的文献与成果,综合分析后来阐述总结Kupffer 细胞的免疫机制以及近年来其在免疫学功能上的研究进展,为以后的研究提供一定的理论参考。
关键词Kupffer细胞,免疫学功能,免疫机制Research Progress on Immune Function ofKupffer CellsChaoxing Liao1, Minjie Zhao2, Jianping Gong2*1Department of Hepatobiliary Surgery, Southwest Aluminum Hospital, Chongqing2Department of Hepatobiliary Surgery, The Second Affiliated Hospital of Chongqing Medical University,ChongqingReceived: Feb. 11th, 2021; accepted: Mar. 1st, 2021; published: Mar. 16th, 2021AbstractKupffer cells are special macrophages in the liver and have the function of removing foreign anti-gens, antigen-antibody complexes and cell fragments in the blood. Kupffer cellular immune func-tion mainly plays a role in the liver. In recent years, it has been found that its immune function is related to the excitation mechanism and many factors, and plays different roles. By studying the *通讯作者。
Puf蛋白的功能及作用机制
动物医学进展,2021,42(5):119G123P r o g r e s s i nV e t e r i n a r y Me d i c i n e P uf 蛋白的功能及作用机制㊀收稿日期:2020G06G19㊀基金项目:国家重点研发计划项目(2017Y F D 0501304);国家自然科学基金项目(31672544)㊀作者简介:王臣荣(1985-),男,河南南阳人,博士研究生,主要从事兽医寄生虫病原学研究.∗通讯作者王臣荣1,2,刘㊀晶1,2,刘㊀群1,2∗(1.中国农业大学动物医学院,北京海淀100193;2.农业农村部动物流行病学与人畜共患病重点实验室农业农村部国家动物寄生原虫实验室,北京海淀100193)㊀㊀摘㊀要:基因调控包括转录调控㊁转录后调控和翻译调控.基因的转录后调节在快速应对环境变化中起着重要的作用,它通常由各种R N A 结合蛋白介导.在大多数真核生物中,P u f (果蝇P u m i l i o 蛋白和秀丽隐杆线虫F e m G3结合因子合称)蛋白是一种高度保守的R N A 结合蛋白,并且其在基因的转录后调控过程中起着重要的作用.目前许多P u f 蛋白的研究主要集中在果蝇和线虫上,但是对人和原虫P u f 蛋白的研究比较少.论文主要对人和原虫P u f 蛋白的生物学功能和作用机制进行总结,以期为原虫新药或疫苗的开发提供新思路.㊀㊀关键词:基因调控;P u f 蛋白;功能;机制中图分类号:S 855.99;S 854.5文献标识码:A文章编号:1007G5038(2021)05G0119G05㊀㊀大多数真核生物都严格依赖基因的表达来调控其生命周期.例如,疟原虫和弓形虫通过调控基因的表达以确保其正确的增殖和分化.基因表达调控通常在转录和转录后水平上调控,而基因转录后水平的调控比转录水平调控更快,所以机体在应对各种环境变化上,基因转录后水平的调控被认为是一种快速有效的策略.在真核细胞中,基因的表达通常通过m R N A3端非翻译区(3ᶄU T R )来调控.许多m R N A3ᶄU T R含有与R N A 结合蛋白(R B P )结合的调控元件.R B P 通过作用于R N A 的代谢在转录后调控中起着至关重要的作用[1].R B P 通常具有保守的基序或结构域,例如R N A 识别基序㊁五肽重复序列㊁锌指㊁K H 结构域㊁D E A D /D E A H 框以及P u m i l i o /F B F 结构域(P u f 域).在真核生物中P u f 家族(果蝇P u Gm i l i o 蛋白和秀丽隐杆线虫F e m G3结合因子合称)是一大类保守的R B P 家族.P u f 主要通过结合m R GN A3ᶄU T R 中的特定识别序列来控制其稳定性和翻译,从而控制各种生理过程[2].P u f 家族至少由3个亚家族组成:①经典P u f 蛋白,其结构域三维结构类似于一个新月形结构,该新月形结构以序列特异性方式与单链R N A 结合.P u f 蛋白结合3ᶄU T R 中含有GU G U G的核心特异性序列进而调节靶m R N A 的表达,并且P u f 蛋白的靶m R N A 的种类或功能在进化上较为保守;②P u f GA 亚家族结构域呈现L 形,其通过与磷酸骨架的相互作用与R N A /D N A 结合;③N o p 9亚家族结构域呈现C 形,其通过识别序列和R N A 的结构元件来调控基因的表达.经典P u f 蛋白主要位于细胞质中,而P u f GA 和N o p9蛋白主要位于核仁中,并在核糖体生物发生中起作用[3G4].但是P u f GA 和N o p 9蛋白在哺乳动物和原虫中的功能和机制尚未见研究报道.各种真核生物中都表达P u f 蛋白,但表达P u f蛋白的数目不同.在秀丽隐杆线虫和克氏锥虫中分别发现了11个和10个P u f 蛋白.在恶性疟原虫㊁弓形虫和人中也分别鉴定出2个P u f 蛋白[5G6].已经有报道对P u f 蛋白的多种生物学功能方面进行研究,本论文仅对已报道的哺乳动物和原虫中P u f 蛋白的定位㊁功能及其作用机制进行总结和分析,以期为原虫新药或疫苗的开发提供新思路.1㊀不同物种来源P u f 蛋白的定位富含各种基序的3ᶄU T R 控制其m R N A 的命运.带有相同基序的不同m R N A 可能以相似的方式受到调控[7].这些m R N A 与不同的R N A 结合蛋白(R B P )相互作用形成无膜核糖核蛋白(R N P )颗粒.R N P 颗粒可能控制这些m R N A 的命运,R N P颗粒一般包括应激颗粒和加工体.研究表明形成应激颗粒的弓形虫表现出更高的体外生存能力,并且应激颗粒的大小和数量会影响其体外生存能力,因为许多m R N A在应激颗粒中被抑制翻译,而对寄生虫存活很重要的m R N A被增强翻译.加工体中富含m R N A衰减因子和翻译抑制的m R N A.研究发现P UM1/2定位于R N P颗粒,在氧化应激诱导的应激颗粒中发现P UM1和P UM2,并且P UM1/2也在P体中被发现,同时P UM2的过表达可以诱导应激颗粒的形成[8G9].弓形虫拥有2个P u f蛋白,但其细胞内定位尚未研究.P u f蛋白的无序区域及m R N A的基序对R N P颗粒形成至关重要[10],但是尚不清楚P u f的颗粒定位及颗粒溶解是否影响其功能.2㊀P u f蛋白的功能2.1㊀参与生命过程中不同阶段的转换疟原虫编码3个P u f蛋白(P u f1,P u f2和P u f3)[11].其中P u f2在配子细胞和子孢子阶段起着重要作用,P f P u f2或P b P u f2的敲除促进了有性阶段的分化,进而产生更多的雄性配子细胞[12]. P b P u f2的敲除增强了U I S2磷酸酶的表达,进而抑制了疟原虫子孢子e I F2α的磷酸化,进而导致疟原虫子孢子丧失了感染活性[13].弓形虫的缓殖子与疟原虫的子孢子特性相似,而弓形虫P u f蛋白是否在缓殖子形成过程中发挥作用尚未见报道.2.2㊀参与核糖体生成与r R N A加工P u f蛋白在r R N A加工和核糖体生成中起重要作用.酵母N O P9是一种含有P u m重复序列的蛋白质,其对p r eG18Sr R N A的加工至关重要.人源N o p9影响18S小亚基核糖体R N A的产生,恶性疟原虫P f P u f3也参与核糖体的生成.人源P u fGA会影响90S核糖体前体的装配.布氏锥虫P U F7的沉默导致r R N A加工受抑制.可见不同生物P u f蛋白在体核糖体生成与r R N A加工过程中的发挥着重要且保守的作用.2.3㊀其他功能最近研究表明P u f蛋白可以调控靶m R N A的定位.酵母P u f5通过过氧化物酶体影响P E X14m R N A的定位.P u f还在调节m R N A稳定及D N A 修复中发挥作用,例如布氏锥虫P U F9稳定其靶转录本(L I G K A,P N T1,P N T),当D N A受损时,P u m1蛋白的表达量降低,进而激活D N A修复途径对D N A进行修复[14].小鼠肌细胞P u m2和秀丽隐杆线虫肌细胞P u f8的敲除会影响线粒体的功能[15]. P u m1和P u m2会抑制细胞周期抑制基因C d k n1b 的表达来控制小鼠身体和器官的大小[16],由此可见,不同物种P u f蛋白除了发挥其保守功能外,还参与调控其他许多生物学过程.3㊀P u f蛋白调控靶m R N A的作用机制在疟原虫和弓形虫中,基因的翻译主要发生在细胞质㊁线粒体和顶质体.疟原虫大部分基因在细胞质中翻译,大约50个基因在顶质体中被翻译,只有3个基因在线粒体中被翻译.由于经典P u f蛋白的胞质定位,因此本文聚焦于胞质中基因的翻译调控.P u f蛋白调节m R N A的机制对于理解其功能至关重要.m R N A5端帽和3端多聚腺苷尾巴对m R N A的翻译起着重要的调控作用,它们分别与e I F4E和p o l y(A)结合蛋白(P A B P)结合,5'端帽和3'端多聚腺苷尾巴也可阻止m R N A的降解,将其去除后会引发m R N A降解.3.1㊀靶向翻译抑制翻译起始是基因翻译中的限速步骤.翻译起始的阻断主要通过真核起始因子(e I F s)磷酸化修饰.基因的翻译机制在疟原虫和弓形虫之间是高度保守的,e I F2α㊁e I F2β和e I F2γ共同形成e I F2复合物.e I F2能够结合G T P,随后与甲硫氨酸t R N A相互作用形成43S启动复合物,当43S启动复合物结合起始密码子后,e I F2结合的G T P被水解,然后e I F2B 催化G D P转换为G T P,而e I F2α磷酸化阻止G D P 转换为G T P.因此,e I F2α磷酸化可以阻止翻译起始.P u f蛋白可以调节e I F2α特异性磷酸酶的表达.仅当疟原虫e I F2α去磷酸化时,疟原虫子孢子的潜伏期才被破坏进而进入肝内期.疟原虫e I F2α特异性磷酸酶尚未被鉴定,但磷酸酶抑制剂处理疟原虫子孢子增强了其e I F2α的磷酸化,这意味着疟原虫子孢子中可能存在e I F2α特异性磷酸酶.进一步研究证实疟原虫确实存在e I F2α特异性磷酸酶U I S2, P u f2缺失导致子孢子U I S2m R N A水平升高.这些数据表明P u f2抑制疟原虫子孢子中e I F2α特异性磷酸酶表达[17].同时P u f2的敲除导致疟原虫子孢子中的e I F2α特异性磷酸酶活性过早活化,导致其过早转化为肝内期裂殖子.综上所述,P u f2可以抑制疟原虫子孢子中e I F2α特异性磷酸酶的表达. P u f蛋白可以与e I F4E竞争结合m R N A5端帽结构.e I F4E与m R N A5'端帽结合对于翻译起始也是必需的.因为翻译起始需要m R N A环化,而e I F4G与e I F4E和P o l y(A)结合蛋白(P A B P)结合能够促进了m R N A的环化.研究发现非洲爪蟾P u m2与e I F4E竞争结合到m R N A5'端帽,这样P u m2就可通过阻止起始复合物的组装来抑制翻译,但是原虫是否存在此机制尚未见报道.2动物医学进展㊀2021年㊀第42卷㊀第5期(总第335期)P u f蛋白调控P A B P与e I F4G的相互作用. P A B P在翻译调控中发挥着多种作用,从保护m R N A5端帽到与C N O T复合物相互作用来调控m R N A的翻译.e I F4G和e I F4A通过e I F4E与5端帽结合,e I F4G可以结合P A B P进而导致m R N A 发生环化进而启动翻译[18].酵母P u f5p和秀丽隐杆线虫F B FG2可以干扰P a b1pGe I F4G的相互作用进而抑制靶m R N A翻译.尽管在疟原虫子孢子的应激颗粒中发现了P u f2和P A B P,但尚不清楚疟原虫P u f蛋白是否干扰e I F4G与P A B P相互作用. P u f蛋白与其他蛋白质或m i c r o R N A的相互作用.果蝇胚胎N o s促进P u m与靶m R N A的结合.与P u m2或N o s3的单一作用相比,P u m2和N o s3共同作用对S I A H1的抑制更明显,这表明N o s3可以加强P u m2对靶m R N A的抑制作用[19].恶性疟原虫7GH e l i xG1与已知的翻译阻遏物(例如D O Z I, C I T H和P u f2)互作[20],但是它们的功能是否叠加尚不清楚.T g A l b a1和T g A l b a1是R N A结合蛋白,T g A l b a2的翻译需要T g A l b a1的表达.人源P u m1对p27的抑制作用是通过m i R N AGm i RG221和m i RG222来实现的.P u f蛋白可以调节靶m R N A的定位.酵母P u f6可以调节A S H1m R N A的定位进而调控翻译.P u f3可协助靶m R N A定位于线粒体[21].3.2㊀靶向m R N A的降解去腺苷酶可以降解m R N A的多聚腺苷尾,这通常是m R N A降解中的限速步骤.该过程涉及C N O T复合物的活性,C N O T复合物是高度保守的多亚基复合物,其可协助调控基因的表达.C N O T 包含两个进化上保守的去腺苷酶C c r4,C A F1及支架蛋白N o t1.C N O T去除多聚腺苷尾后,m R N A 的环结构被破坏,导致去帽激活因子D HH1与N o t1缔合,进而招募D C P1GD C P2去帽复合物[22].m R N A去腺苷化后进行脱帽和降解.酵母P u f5p可以结合P o p2p,随后将C c r4p募集到目标m R N A并对其去腺苷化.线虫和人的P u m也和P o p2p相互作用,酿酒酵母P u f3可以通过募集C N O T和D HH1p来激活靶m R N A的去腺苷化[23],推测P u f与C C R4GN O T复合物互作是一种保守的机制.但在原虫中未发现此种机制,有待于进一步研究.总之,P u f可以通过多种机制来影响目标转录本的稳定性,例如,①通过抑制翻译起始复合物的形成,与其他蛋白质和m i c r o R N A的相互作用以及靶向m R N A的定位来抑制翻译.②通过与C C R4GN O T去腺苷酶复合物的相互作用进行去腺苷化进而引起的靶m R N A降解,P u f还可以增加靶标m R N A的稳定性并增强翻译,其机制需要进一步阐明.4㊀P u f蛋白活性的调控P u f活性可以被胞质非编码R N A(n c R N A N OGR A D)调节,N O R A D转录本富含P u f结合基序并被认为是P u f竞争性结合抑制剂.缺乏N O R A D转录本,P u f在有丝分裂和线粒体功能中的活性将增强[24].同时P u f蛋白也可以抑制N O R A D的表达,这表明P u fGN O R A D存在反馈回路[25].P u f蛋白还能够结合靶m R N A基序之外的序列.P u f结合靶m R N A的 U G U 核心基序进而对其进行调控.但是核心基序外部序列的变化也可能导致P u f对靶m R N A的差异调节.人源P u m1的目标识别序列与P u m2的不同,这可能是由于核心基序外部序列不同所致[26].在转录和翻译后水平上调节P u f蛋白.肌肉细胞增强因子2已被证明在果蝇中调节P u m启动子活性,还发现M e f2诱导m i RG134的表达进而下调P u m2,药物也可以调控果蝇P u m启动子的活性[27].果蝇P u m还受一类保守的R N A结合蛋白F o x(R b f o x1)的调控.R b f o x1的缺失会导致P u m m R N A和蛋白质水平增加.翻译后修饰来调节P u f蛋白的活性.当葡萄糖缺失时,酵母P u f3发生的磷酸化,而P u f3的磷酸化可将靶m R N A的命运从降解转化为翻译激活[28].由此可见,转录因子㊁非编码R N A㊁R B P和磷酸化修饰参与P u f蛋白活性的调控.5㊀展望虽然基因的转录后调控是消耗能量的,但其可以快速地对外界压力做出反应来缓解压力.当然蛋白修饰对刺激能做出更快的反应,但是其消耗能量更多及过早表达某些蛋白会阻止某些原虫的阶段转化.P u f蛋白家族是真核生物中重要的基因转录后调控因子,其可以参与调控不同的生物学过程,同时P u f的表达也受许多信号的调节.论文重点概述了人和原虫中经典P u f蛋白的定位㊁生物学功能以及作用机制,希望能够为原虫P u f蛋白的研究提供可借鉴的资料,以期为原虫新药或疫苗的开发提供新思路.参考文献:[1]㊀G L I S O V 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e g u l a t e s t h e t r a n s l a t i o n a l f a t e o f i t s b o u n dm R N A s a n da s s o c i a t i o n w i t h R N A g r a n u l e s[J].C e l lR e p,2015,11(10):1638G1650.4动物医学进展㊀2021年㊀第42卷㊀第5期(总第335期)F u n c t i o na n dM e c h a n i s mo fP u fP r o t e i nWA N GC h e n Gr o n g 1,2,L I UJ i n g 1,2,L I U Q u n 1,2(1.C o l l e g e o f V e t e r i n a r y M e d i c i n e ,C h i n aA g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y ,H a i d i a n ,B e i j i n g 100193,C h i n a ;2.C h i n aK e y L a b o r a t o r y o f A n i m a lE p d e m i o l o g y a n dZ o o n o s i s ,M i n i s t r y o f A g r i c u l t u r e a n dR u r a lA f fa i r s a n d N a t i o n a lA n i m a lP r o t o z o aL ab o r a t o r y ,H a i d i a n ,B e i j i n g 100193,C h i n a )A b s t r a c t :G e n er e g u l a t i o ni n c l u d e st r a n s c r i p t i o n a l r e g u l a t i o n ,p o s t Gt r a n s c r i p t i o n a lr e gu l a t i o na n dt r a n s l a Gt i o n a l r e g u l a t i o n .P o s t Gt r a n s c r i p t i o n a l r e g u l a t i o no f g e n e i s c r i t i c a l f o r t h e r a p i dr e s po n s e t oe n v i r o n m e n t a l c h a n g e s .I t i su s u a l l y m e d i a t e db y v a r i e d R N A Gb i n d i n gp r o t e i n s .T h eP u f p r o t e i n (n a m e db y P u m i l i oi n D r o s o p h i l am e l a n o g a s t e r a n d f e m G3b i n d i n g f a c t o r i n C a e n o r h a b d i t i s e l e ga n s )i s a h i g h l y c o n s e r v e dR N A Gb i n d i n gp r o t e i n a n d p l a y s a n i m p o r t a n t r o l e i n t h e p r oc e s s o f g e n e r e g u l a t i o n i nm o s t e u k a r y o t i c o r g a n i s m s .M a n y r e s e a r c h e s a b o u tP u f p r o t e i n s a r e f o c u s e do n D r o s o p h i l am e l a n o g a s t e r a nd C ae n o r h a b d i t i s e l e g a n s ,b u t t h e r e a r ef e ws t u d i e s o nP u f p r o t e i n s i nh u m a na n d p r o t o z o a n p a r a s i t e s .T h e r e f o r e ,t h i s p a pe r r e v i e w e d t h eb i o 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《2024年N-3PUFA通过DNA甲基化调控FAT-1转基因牛成纤维细胞线粒体能量代谢》范文
《N-3 PUFA通过DNA甲基化调控FAT-1转基因牛成纤维细胞线粒体能量代谢》篇一一、引言随着对脂肪酸代谢的深入研究,我们了解到脂肪酸对细胞代谢的影响远不止于提供能量。
其中,N-3多不饱和脂肪酸(PUFA)以其独特的生物活性在调控细胞代谢中扮演着重要角色。
尤其当其与FAT-1转基因牛成纤维细胞相结合时,更可能引发线粒体能量代谢的深度变化。
本文将重点探讨N-3 PUFA如何通过DNA甲基化来调控FAT-1转基因牛成纤维细胞线粒体能量代谢。
二、N-3 PUFA的生物特性及其在细胞代谢中的作用N-3 PUFA是一种重要的多不饱和脂肪酸,其具有独特的生物活性,能够通过多种途径影响细胞代谢。
在细胞内,N-3 PUFA 能够参与膜脂质的构成,影响膜的流动性与通透性,同时还能作为信号分子参与细胞内信号传导。
此外,N-3 PUFA还能影响基因表达,从而在细胞代谢中发挥重要作用。
三、FAT-1转基因牛成纤维细胞的特性及其线粒体能量代谢FAT-1是一种能将饱和脂肪酸转化为不饱和脂肪酸的转基因基因。
当其被引入牛成纤维细胞中时,能够改变细胞的脂肪酸组成,从而影响线粒体能量代谢。
线粒体是细胞内能量代谢的主要场所,其功能状态直接影响细胞的生存与功能。
四、N-3 PUFA通过DNA甲基化调控FAT-1转基因牛成纤维细胞线粒体能量代谢研究表明,N-3 PUFA能够影响DNA甲基化水平。
DNA甲基化是一种重要的表观遗传机制,能够影响基因的表达。
当N-3 PUFA进入细胞后,能够与DNA甲基转移酶相互作用,改变其活性,从而影响基因的表达。
在FAT-1转基因牛成纤维细胞中,N-3 PUFA可能通过改变DNA甲基化水平,从而调控与线粒体能量代谢相关的基因表达,进而影响线粒体能量代谢。
五、实验结果与讨论通过实验我们发现,N-3 PUFA能够显著影响FAT-1转基因牛成纤维细胞的线粒体能量代谢。
具体来说,N-3 PUFA能够通过改变DNA甲基化水平,从而调控与线粒体能量代谢相关的基因表达。
《N-3PUFA通过DNA甲基化调控FAT-1转基因牛成纤维细胞线粒体能量代谢》范文
《N-3 PUFA通过DNA甲基化调控FAT-1转基因牛成纤维细胞线粒体能量代谢》篇一一、引言随着生物科技的不断发展,营养素与细胞能量代谢的关系日益受到研究者的关注。
多不饱和脂肪酸(PUFA)作为一种重要的营养素,对细胞线粒体能量代谢的调控作用尤为突出。
其中,N-3 PUFA(Omega-3脂肪酸)因其独特的生物活性,在维持细胞正常功能、促进健康方面发挥着重要作用。
本文将探讨N-3 PUFA如何通过DNA甲基化调控FAT-1转基因牛成纤维细胞线粒体能量代谢的机制。
二、N-3 PUFA与细胞能量代谢N-3 PUFA是人体必需的脂肪酸之一,具有抗炎、抗氧化的生物活性,对细胞线粒体能量代谢具有重要影响。
研究表明,N-3 PUFA能够促进线粒体功能,提高ATP合成效率,从而改善细胞能量代谢。
此外,N-3 PUFA还能调节线粒体相关基因的表达,进而影响细胞的生长、发育和功能。
三、DNA甲基化与基因表达调控DNA甲基化是一种重要的表观遗传学机制,通过改变基因的转录活性来调控基因表达。
N-3 PUFA能够影响DNA甲基化水平,从而影响基因的表达。
在成纤维细胞中,DNA甲基化与线粒体能量代谢密切相关,通过调控相关基因的表达来影响线粒体功能。
四、N-3 PUFA通过DNA甲基化调控FAT-1转基因牛成纤维细胞线粒体能量代谢FAT-1转基因牛成纤维细胞作为一种重要的细胞模型,在研究脂肪酸代谢及线粒体功能方面具有重要价值。
研究表明,N-3 PUFA能够通过影响DNA甲基化水平,从而调控FAT-1转基因牛成纤维细胞中线粒体相关基因的表达。
这一过程涉及到的机制可能包括N-3 PUFA对DNA甲基转移酶的调控作用,以及N-3 PUFA对线粒体相关基因启动子区域甲基化状态的影响。
五、实验结果与讨论通过实验研究发现,N-3 PUFA能够显著提高FAT-1转基因牛成纤维细胞线粒体功能,这一效应与DNA甲基化水平的改变密切相关。
具体而言,N-3 PUFA能够降低线粒体相关基因启动子区域的甲基化水平,从而促进这些基因的表达。
《2024年N-3PUFA通过DNA甲基化调控FAT-1转基因牛成纤维细胞线粒体能量代谢》范文
《N-3 PUFA通过DNA甲基化调控FAT-1转基因牛成纤维细胞线粒体能量代谢》篇一一、引言近年来,多不饱和脂肪酸(PUFA)尤其是N-3系列PUFA 在生物体能量代谢中的重要作用日益受到关注。
特别是在动物营养学领域,对于转基因牛通过特定基因表达以实现其体内脂肪酸的组成调整的研究更是成为热点。
本篇论文旨在探讨N-3 PUFA 如何通过DNA甲基化调控FAT-1转基因牛成纤维细胞线粒体能量代谢的过程及机制。
二、N-3 PUFA的生物学特性N-3系列多不饱和脂肪酸,包括常见的EPA(二十碳五烯酸)和DHA(二十二碳六烯酸)等,是人体内不可或缺的脂肪酸种类。
其具有调节免疫、抗炎症、抗氧化等多种生理功能,并在细胞膜结构组成和信号传导中发挥重要作用。
三、FAT-1转基因牛及其成纤维细胞FAT-1基因是一种具有独特功能的基因,能够在生物体内将饱和脂肪酸转化为N-3系列多不饱和脂肪酸。
通过将FAT-1基因导入牛的基因组中,可以获得具有特定脂肪酸组成的转基因牛。
这些转基因牛的成纤维细胞被视为研究脂肪酸代谢和细胞生物学的重要模型。
四、DNA甲基化对能量代谢的调控DNA甲基化是一种重要的表观遗传学机制,能够影响基因的表达和调控。
在细胞中,DNA甲基化可以影响基因转录、翻译等过程,从而影响细胞的能量代谢。
五、N-3 PUFA通过DNA甲基化调控线粒体能量代谢研究发现,N-3 PUFA可以影响DNA甲基化的程度,从而调控相关基因的表达。
在FAT-1转基因牛的成纤维细胞中,N-3 PUFA的摄入能够改变线粒体相关基因的甲基化状态,进而影响线粒体的功能。
线粒体是细胞内主要的能量工厂,其功能状态直接影响细胞的能量代谢。
因此,N-3 PUFA可能通过调控线粒体的DNA甲基化状态来影响细胞的能量代谢。
六、实验方法与结果我们通过实验发现,在FAT-1转基因牛的成纤维细胞中,摄入N-3 PUFA后,与线粒体能量代谢相关的基因甲基化程度有所改变。
绿色荧光蛋白GFP在转化细胞和肿瘤细胞中的表达_于丽莉
材料 质粒 和细胞株 :phGFP -S65T 、pcDNA3 -EGFP 、MC1061 菌液来自 Clontech .L T D ;质粒 pSV -gal 购于 P ROMEGA 公司 ;质粒 pSVK3 -S65T 由 本室构建 ;COS -7 细胞株 、人肝癌细 胞株 SSMC 7721 、人胃癌细胞株 M KN -45 由中国科学院上海细 胞所提供 ;人肺腺癌细胞株 A549 、人肺癌细胞株 SPC -A1 来自于 AT CC ;小鼠肝脏肿瘤细胞株 M M45T . Li 由第二军医大学曹广文教授赠送 。 主要试剂 :脂 质体 Lipof ecTAME 、无血清培养液 、X -gal 、抗 β -gal 抗体 、ABC kit 、DAB 染色 试 剂盒 分 别购 于 GIBCO BRL 公 司 、 BOEHRINGER MANNHEIM 公 司 和 PROM EGA 公司 。
文章编号 : 0258 -5898(2000)05 -0408 -04
V ol .20 N o.5 2000
绿色荧光蛋白 GFP 在转化细胞和肿瘤细胞中的表达
于丽莉 陈诗书 (上海第二医科大学生物化学教研室 人类基因治疗研究中心 , 上海 200025)
摘 要 : 目的 在肿瘤基因治疗研究中建立一个用绿 色荧光蛋白(green fluorescent pro tein , GF P)为标记基因的
Key words : GFP expression reporter gene tumo r gene therapy
绿色荧光蛋白(green fluorecent protein , GFP)在 激发光下可自发地发射内部荧光 , 易于观察 , 因此适 合作为报告基因来研究基因的表达 、调控 、细胞分化 及蛋白质在生物体内定位和转运等 。近年来开始应
PUF在DNA识别中的结构和功能研究
PUF在DNA识别中的结构和功能研究PUF是一种蛋白质,它与DNA相互作用,参与转录调控、RNA加工等生物过程。
PUF具有结构特异性,在特定的核苷酸序列上结合DNA,可以精确的识别目标DNA分子。
PUF蛋白的结构和功能一直备受关注,许多学者在此领域进行了深入的研究。
1. PUF的结构特征PUF蛋白是以Class II PUF结构为基础的一类蛋白质,具有高度的结构和序列保守性。
PUF蛋白由多个Pumilio homology domain(PUF domain)组成,每个PUF domain包含大约40个氨基酸,形态呈现出展翅的蝴蝶状。
PUF domain中最关键的序列是Asn-Asn-Tyr(NNY),这个序列在PUF中被称为“重复单元”,它是PUF识别DNA的决定性结构。
NNY序列与DNA碱基之间的氢键形成紧密的结合,因此,PUF蛋白可以特异地识别目标DNA序列。
与Class I PUF不同,Class IIPUF结构的PUF domain可以独立进行DNA识别与结合。
2. PUF与DNA的作用方式PUF domain的特殊结构决定了PUF与DNA的高度亲和力。
PUF蛋白可以识别特定长度的DNA序列,通常是8-9个碱基,这使PUF在定向DNA识别上具有一定的优势。
PUF在DNA识别和结合的过程中,大约有五到八个重复单元结合相邻的核苷酸,形成了与DNA杆轴平行的β折叠片段。
PUF蛋白通过与目的DNA序列的结合,参与了许多与生物学息息相关的重要生物进程。
PUF的作用机理多元:PUF是外显子、转录后调控、RNA招募、翻译后调控、细胞周期、细胞迁移和细胞凋亡等生物学过程的重要参与者。
3. PUF的功能研究PUF的高亲和力和结构特异性,让其成为了研究单体蛋白与DNA作用的重要模型。
通过对PUF蛋白结构进行细致的分析,我们可以了解PUF如何识别和结合目标DNA序列,为进一步研究PUF参与的生物过程提供基础数据和理论支持。
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PUF蛋白在小鼠雄性生殖细胞及人肿瘤细胞增殖中的功能研究最近研究发现,RNA结合蛋白可能在动物发育过程和细胞增殖分化过程中发挥了重要的作用,但是多数RNA结合蛋白的作用尚有待发现。
PUF(Pumilio-Fem3-binding factor)蛋白家族是真核生物RNA结合蛋白家族中高度保守的一类,它们在低等动物中主要对基因表达起负性调控的作用。
PUF蛋白可以通过Pumilio的同源结构域去结合目标mRNA的3’UTR(3’Untranslated Region)上高度特异性序列,最终导致mRNA降解和翻译水平的降低。
PUF家族蛋白广泛分布于真核生物,从酵母、线虫、果蝇到小鼠和人均存在同源基因。
在果蝇和线虫中它们被发现在生殖细胞发育过程起重要作用,比如原始生殖细胞的增殖和迁移,生殖干细胞的自我更新等等。
人和其他哺乳动物主要存在两种PUM蛋白,即PUMILIO1(PUMI)和PUMILI02(PUM2),它们在人和其他哺乳动物中的功能还不清楚。
尤其是它们是否像在果蝇、线虫中一样参与生殖细胞的发育和干细胞的维持还尚无报道。
有研究表明,Puml或者Pum2基因敲除小鼠仍然存在生育能力;但是我们课题组前期发现两个基因同时缺失会导致胚胎致死,这对研究它们在哺乳动物精子发生过程中的作用造成了极大的困难。
我们实验室前期通过生殖细胞特异性Cre(Vasa-cre和Stra8-cre)工具鼠构建了 Pum基因条件性敲除小鼠,可以使其分别在特定时间点将睾丸生殖细胞中的Pum蛋白敲除。
通过对这两种条件性敲除小鼠的表型进行分析发现,它们的睾丸显著小于对照组睾丸,并且不育。
与此同时,在出生后6天时,这种睾丸的重量差异就已经变得非常显著了,这说明PUM很有可能在早期生殖细胞的发育过程中起着重要的作用。
为了解释Pum基因条件性双敲小鼠的不育原因,我们首先对其进行了组织学
的分析。
我们发现条件性敲除小鼠睾丸管腔中的生殖细胞出现了大量丢失,同时变形的长形精子数目显著减少,并且这种生殖细胞的减少在出生后12天的
VDKO(Vasa-cre/+;PumlFL-;Pum2-l-)小鼠睪丸内就能观察到,生殖细胞标记物VASA抗体染色也进一步验证了我们的结果。
通过在不同阶段生殖细胞表达的标记物染色发现,条件性双敲小鼠丢失的细胞主要为精母细胞和圆形精细胞。
成年双敲小鼠的睾丸生殖细胞的大量丢失一方面可能与其增殖显著减慢有关,此时其精原干细胞的数目也是显著减少的;另一方面也可能与其成年时凋亡细胞显著增加有关,并且增加的许多凋亡细胞都为精母细胞。
因此,我们的工作表明PUF家族蛋白在哺乳动物的生殖细胞维持和增殖中起重要作用,支持Pum在生殖细胞中的作用是高度保守,也是其最古老的功能之一。
鉴于Pum蛋白在哺乳动物生殖细胞增殖中的高度保守作用,以及Pum基因在多个组织中都有表达,我们提出了 PUM蛋白可能参与人肿瘤细胞的增殖调控的假说。
我们选取了男性生殖系统肿瘤中最常见的前列腺癌来作为研究对象。
我们发现前列腺癌病人组织切片中中PUM1的表达显著高于癌旁组织,同时在前列腺癌细胞系DU145及PC3中,敲减PUM1蛋白会导致前列腺癌细胞增长显著减慢而凋亡增加,形成克隆的能力下降且形成的肿瘤也显著减小。
我们进一步发现抑癌基因P27蛋白在PUM1敲减后升高,且其3’UTR上带有PUM结合位点,提示PUM1可能通过调控P27的翻译影响增殖。
因此,我们在前列腺癌细胞中的工作支持我们提出的PUM调控肿瘤细胞增殖的假说。
综上所述,PUM1蛋白对于雄性生殖细胞的维持以及前列腺癌细胞的生长起
着重要的作用,这为研究雄性不育及寻找肿瘤发病机制提供了新的线索。