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野猪DHX36解旋酶酶学特性及保守性分析

中国生物化学与分子生物学报 2022年第12期38卷 1681-1693页

作者：徐思颖郭海磊奚绪光西北农林科技大学生命科学学院生物化学与分子生物学教研室陕西杨凌712100

DHX36解旋酶(DEAH-box helicase 36)在生物体内广泛存在,可作为外源核酸传感器广泛参与机体免疫反应,因其对G-四链体具有高度亲和性和解旋活性而备受关注。目前已报道了3个物种DHX36解旋酶的三维结构,但其酶学活性的保守性研究鲜见报道... 详细信息

DHX36解旋酶(DEAH-box helicase 36)在生物体内广泛存在,可作为外源核酸传感器广泛参与机体免疫反应,因其对G-四链体具有高度亲和性和解旋活性而备受关注。目前已报道了3个物种DHX36解旋酶的三维结构,但其酶学活性的保守性研究鲜见报道。本文以哺乳动物野猪(Sus scrofa)DHX36解旋酶(SsDHX36)为研究对象,通过生物化学与生物物理研究技术系统研究了其酶学性质,并对比其与低等无脊椎动物黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)DHX36解旋酶(DmDHX36)的活性,探究DHX36在物种间的功能保守性。本研究通过原核表达系统,分离纯化得到了纯度大于95%的SsDHX36解旋酶;利用荧光偏振和快速停留技术得到SsDHX36的最佳酶学反应条件,发现SsDHX36对G4 DNA具有平行构型的亲和选择性,对富含鸟嘌呤的ssDNA具有结合和解旋的底物偏好性;结合单分子荧光共振能量转移技术对SsDHX36和DmDHX36进行活性比较,发现两者与G4 DNA结合的构型选择性和对富含鸟嘌呤DNA的底物偏好性是保守的。但两者对不同序列长度ssDNA的亲和性差异显著,SsDHX36受序列长度影响较大且亲和力随序列长度的增加而增强,而DmDHX36则完全相反。本文克隆纯化了SsDHX36解旋酶并研究了其酶学活性,着重分析了SsDHX36和DmDHX36的功能保守性,为理解DHX36的保守功能机制,探究基于DHX36与富含鸟嘌呤序列互作的免疫反应酶学活性基础和靶向药物设计提供了理论与实验基础。

关键词：野猪DHX36解旋酶 G-四链体酶学活性底物偏好性功能保守性

长非编码RNA CASC15影响肝细胞SREBP1a表达及定位

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中国生物化学与分子生物学报 2023年第5期39卷 663-671页

作者：党园园王磊贾林涛张瑞王晓涧延安大学生命科学学院延安716000 空军军医大学基础部生物化学与分子生物学教研室西安710000

长非编码RNA CASC15(long non-coding RNA CASC15,CASC15)被认为是一种与肿瘤相关的lncRNA,参与调控多种肿瘤的侵袭、增殖和迁移等生物学过程。然而CASC15在细胞内脂质代谢中的作用仍不明确。胆固醇调节元件结合蛋白1(SREBP1)是细胞内... 详细信息

长非编码RNA CASC15(long non-coding RNA CASC15,CASC15)被认为是一种与肿瘤相关的lncRNA,参与调控多种肿瘤的侵袭、增殖和迁移等生物学过程。然而CASC15在细胞内脂质代谢中的作用仍不明确。胆固醇调节元件结合蛋白1(SREBP1)是细胞内调控脂质代谢的关键转录因子,其成员SREBP1a主要调控脂肪合成中关键酶基因的表达。本文通过分子生物学实验及细胞功能学实验,研究CASC15对人肝细胞中脂质调控因子SREBP1a表达及定位的影响。研究结果显示,在肝细胞中,过表达CASC15(P<0.001)后细胞内的SREBP1a的mRNA和总蛋白质水平不变,前体蛋白质水平增加(P<0.05)且定位发生改变,即入核增加;SREBP1a调控脂肪酸合成相关产物游离脂肪酸(P<0.001)和甘油三酯(P<0.001)呈下调趋势。本文揭示了CASC15调控肝细胞脂代谢的一种可能机制,希望为脂代谢紊乱相关疾病的治疗和研究提供新思路。

关键词：长非编码RNA CASC15 胆固醇调节元件结合蛋白1 亚细胞定位脂代谢

C7ORF41在非酒精性脂肪肝中甲基化功能研究

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中国生物化学与分子生物学报 2020年第11期36卷 1346-1352页

作者：宋伊伶李盛蓝何春梅闫凤娟江苏师范大学生命科学学院生物化学与分子生物学教研室江苏徐州221116

非酒精性脂肪肝(nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)是众多代谢性疾病的共同病理基础,其发病机制尚未完全阐明,且临床上缺乏有效的治疗方法。大量研究表明,DNA甲基化在调控NAFLD相关代谢性疾病的发病机制中发挥重要作用。前期研... 详细信息

非酒精性脂肪肝(nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)是众多代谢性疾病的共同病理基础,其发病机制尚未完全阐明,且临床上缺乏有效的治疗方法。大量研究表明,DNA甲基化在调控NAFLD相关代谢性疾病的发病机制中发挥重要作用。前期研究发现,C7ORF41参与非酒精性脂肪肝的发生,然而其作用机制需进一步探究。本研究采用棕榈酸(palmitate acid,PA)诱导的L02、HepG2细胞作为脂肪肝研究模型,探究C7ORF41基因启动子区DNA甲基化在脂肪肝中的作用。结果显示,C7ORF41在PA诱导的脂肪肝中表达明显降低(P<0.01),并且其启动子区CpG岛甲基化水平显著升高(P<0.01)。此外,DNA甲基转移酶抑制剂5-AzadC能够逆转PA诱导的C7ORF41低表达及脂质积累。进一步的研究发现,脂肪肝中DNMT3a表达增多,用siRNA将其敲低后能够逆转C7ORF41的低表达,表明脂肪肝发生过程中,DNMT3a介导C7ORF41启动子区甲基化是导致其表达降低的原因之一。

关键词：非酒精性脂肪肝 C7ORF41 CpG岛 DNA甲基化 DNA甲基转移酶3a

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嗜热菌PIF1解旋酶的生化活性研究

中国生物化学与分子生物学报 2021年第9期37卷 1220-1232页

作者：李丹李海红戴阳雪刘娜女侯锡苗奚绪光西北农林科技大学生命科学学院生物化学与分子生物学教研室陕西杨凌712100

小整合频率1(petite integration frequency 1,PIF1)解旋酶广泛存在于生物体内,在核酸的代谢过程中发挥着重要作用。近年来,人们已经报道了多种PIF1解旋酶的生化活性及三维结构,但对极端环境下细菌的PIF1解旋酶的报道仍较少。本文利用... 详细信息

小整合频率1(petite integration frequency 1,PIF1)解旋酶广泛存在于生物体内,在核酸的代谢过程中发挥着重要作用。近年来,人们已经报道了多种PIF1解旋酶的生化活性及三维结构,但对极端环境下细菌的PIF1解旋酶的报道仍较少。本文利用多种生物化学与生物物理学技术,对黄石热脱硫弧菌PIF1(Ty.PIF1)解旋酶进行了多方面研究。通过原核表达纯化系统,获得了纯度90%以上,均一性好的Ty.PIF1蛋白。Ty.PIF1在溶液中为单体,分子量约为60 kD。Ty.PIF1具有很高的热稳定性,在65℃以下时,二级结构保持稳定,大于70℃时,二级结构才会发生改变。Ty.PIF1在体外最适解旋温度为45℃,并非黄石热脱硫弧菌生存的最适温度,预示着Ty.PIF1在体内发挥活性时,可能需要其他辅助因子的参与。Ty.PIF1的酶活力温度范围较宽,在20~55℃均具有解旋活性,在55℃能解旋预示了Ty.PIF1具有耐热特性。Ty.PIF1偏向于同含有单链的底物结合,但对单链长度有一定要求,其长度至少大于4 nt;Ty.PIF1也会较好地结合无单链尾链的G4结构,说明Ty.PIF1可能有专门结合G4结构的区域。Ty.PIF1能解开一系列带有5′-单链尾链的类似于复制中间体的底物,且对底物结构有一定的偏好性;Ty.PIF1也可以解开含有G4结构的底物,DNA-RNA杂交链、RNA-loop结构,预示着Ty.PIF1在生物体内有着多种生物学功能。Ty.PIF1解旋带有不同长度5′-单链尾链的双链底物时,尾链长度越长,解旋速率越快,预示着Ty.PIF1可能与Sc.PIF1一样有着较低的解旋持续性。本文将Ty.PIF1的生化活性与其它物种的PIF1解旋酶进行了比较,找出了其中的共性与差异,加深了人们对嗜热菌PIF1解旋酶的认识,为今后研究其它极端环境微生物的PIF1解旋酶提供了一些思路。

关键词：小整合频率1解旋酶热稳定性结合活性解旋活性底物偏好性

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肺癌中赖氨酰氧化酶样蛋白2的研究进展

临床与实验病理学杂志 2022年第3期38卷 323-327页

作者：普元倩李彬余敏熊伟大理大学基础医学院生物化学与分子生物学教研室云南省高校临床生物化学检验重点实验室大理671000 云南大学生命科学学院生物化学与分子生物学实验室昆明650091

赖氨酰氧化酶样蛋白2(lysyl oxidase-like protein-2,LOXL2)是一种铜依赖性胺氧化酶,其过表达可导致肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移。大量研究表明LOXL2在肺癌中的高表达与上皮-间质转化、转移、肿瘤进展和预后不良有关。该文主要对LOXL2... 详细信息

赖氨酰氧化酶样蛋白2(lysyl oxidase-like protein-2,LOXL2)是一种铜依赖性胺氧化酶,其过表达可导致肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移。大量研究表明LOXL2在肺癌中的高表达与上皮-间质转化、转移、肿瘤进展和预后不良有关。该文主要对LOXL2蛋白的结构、生物学作用、在肺癌中的表达与预后价值进行综述,并进一步探讨LOXL2单克隆抗体和小分子抑制剂在肺癌中的应用前景,以期为肺癌患者筛选预后标志物及相关临床治疗靶点提供理论基础和参考依据。

关键词：肺肿瘤上皮-间质转化赖氨酰氧化酶样蛋白-2 文献综述

DDX21 RNA解旋酶不同结构域的功能特点解析

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中国生物化学与分子生物学报 2019年第4期35卷 446-456页

作者：谢艳张倩刘娜女奚绪光西北农林科技大学生命科学学院生物化学与分子生物学教研室陕西杨凌712100

DEAD-box家族是在生物体内普遍存在的一类高度保守的RNA解旋酶,在RNA的合成和加工、细胞发育和细胞代谢等过程中都发挥着重要作用。DDX21 RNA解旋酶是DEAD-box家族成员之一,而目前为止DDX21的酶学功能及结构特征尚未被完全了解。本研究... 详细信息

DEAD-box家族是在生物体内普遍存在的一类高度保守的RNA解旋酶,在RNA的合成和加工、细胞发育和细胞代谢等过程中都发挥着重要作用。DDX21 RNA解旋酶是DEAD-box家族成员之一,而目前为止DDX21的酶学功能及结构特征尚未被完全了解。本研究运用生物化学与生物物理学前沿技术,系统地研究了DDX21各结构域在不同功能中发挥的作用。首先重组构建并纯化了人的DDX21 RNA解旋酶及不同的截短蛋白质,利用动态激光散射和凝胶层析技术分析各蛋白质的寡聚形态,发现N-端的非功能区(N-端181aa)与C-端的4个FRGQR重复结构域对其结构有较大的影响;利用荧光偏振技术比较分析了各蛋白质与单链RNA的结合反应,结果显示,仅保留DEADc和HELICc结构域的截短蛋白质与单链RNA完全没有亲和性,缺失N-端181aa的截短蛋白质对ssRNA的结合能力与全长蛋白质基本一致,而仅缺失C-端的4个重复FRGQR结构域的截短蛋白质与单链RNA的亲和能力将显著下降;利用快速停流检测技术分析各截短蛋白质的解旋及退火活性,发现DEADc、HELICc及GUCT_RHII三个结构域共同参与DDX21的解旋功能,另一方面,缺失C-端4个FRGQR重复结构域的截短蛋白质导致退火能力的丧失。本研究揭示了DDX21的GUCT_RHII结构域及C-端4个FRGQR重复结构域在其结构及功能中发挥的重要作用,为今后研究DDX21的结构及其细胞功能提供了重要的理论依据。

关键词： DDX21 RNA解旋酶荧光偏振技术快速停流检测技术解旋活性退火活性

赖氨酰氧化酶样蛋白3在人类恶性肿瘤发生、发展中的研究进展

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临床与实验病理学杂志 2022年第8期38卷 966-970页

作者：李彬朱泓黄照能余敏熊伟大理大学基础医学院生物化学与分子生物学教研室大理671000 云南省高校临床生物化学检验重点实验室大理671000 云南大学生命科学学院生物化学与分子生物学实验室昆明650091

赖氨酰氧化酶样蛋白3 (lysyl oxidase like 3,LOXL3)属于LOX蛋白家族成员之一,是一种铜依赖性胺氧化酶,负责细胞外基质中胶原蛋白和弹性蛋白的交联。LOX蛋白家族还包括LOX、LOXL1、LOXL2和LOXL4。LOXL3基因存在两种转录本变体,分别为LOX... 详细信息

赖氨酰氧化酶样蛋白3 (lysyl oxidase like 3,LOXL3)属于LOX蛋白家族成员之一,是一种铜依赖性胺氧化酶,负责细胞外基质中胶原蛋白和弹性蛋白的交联。LOX蛋白家族还包括LOX、LOXL1、LOXL2和LOXL4。LOXL3基因存在两种转录本变体,分别为LOXL3-sv1和LOXL3-sv2,在人体正常组织中差异表达。LOXL3定位于胃癌细胞胞核,与胃癌的侵袭和预后不良相关。LOXL3蛋白在恶性肿瘤发生、发展中通过诱导上皮-间充质转化,促进肿瘤侵袭和转移;LOXL3与维持DNA稳定性和有丝分裂的蛋白质相互作用,促进肿瘤进展和持续增殖。该文现就LOXL3蛋白的结构、功能及其在人类恶性肿瘤发生、发展中的作用进行综述,以期为恶性肿瘤的临床诊断、治疗和筛选预后标志物,提供理论基础和参考依据。

关键词：恶性肿瘤胶原蛋白 LOXL3蛋白赖氨酰氧化酶

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细胞焦亡在肿瘤发生、发展与治疗中的作用

中国生物化学与分子生物学报 2023年第1期39卷 42-53页

作者：姜珊关一夫李硕中国医科大学智能医学学院生物医学工程教研室沈阳110122 中国医科大学生命科学学院生物化学与分子生物学教研室沈阳110122

细胞焦亡(pyroptosis)又称细胞炎性坏死,是Gasdermin蛋白家族介导的一种程序性细胞死亡,表现为细胞不断肿胀直至细胞膜破裂,导致细胞内容物释放,进而激活强烈的炎症反应。近年来,细胞焦亡在肿瘤发病机制中的作用变得越来越突出,焦亡信... 详细信息

细胞焦亡(pyroptosis)又称细胞炎性坏死,是Gasdermin蛋白家族介导的一种程序性细胞死亡,表现为细胞不断肿胀直至细胞膜破裂,导致细胞内容物释放,进而激活强烈的炎症反应。近年来,细胞焦亡在肿瘤发病机制中的作用变得越来越突出,焦亡信号通路分子及细胞焦亡过程中释放的多种炎症介质与肿瘤的发生、发展及对肿瘤化疗和免疫治疗的反应密切相关。由于肿瘤的异质性,细胞焦亡在不同肿瘤中的作用并不相同,因此有必要研究细胞焦亡在不同肿瘤中的具体作用机制。从药理学角度,寻求促进生成炎症小体或激活焦亡通路的分子底物,为肿瘤药物的研发和治疗提供更多思路。细胞焦亡在一定程度上也解答了肿瘤化疗和免疫治疗副作用产生的原因。细胞焦亡在肿瘤治疗过程中是“双刃剑”,如何调节药物在肿瘤组织、正常组织和免疫微环境中诱导细胞焦亡的方式和程度,对于提高肿瘤的化疗和免疫治疗效果,降低毒副作用具有重要的意义。本文就细胞焦亡的类型及分子机制,细胞焦亡在肿瘤的发生发展及其在肿瘤化疗、放射治疗、中药治疗和免疫治疗过程中发挥的作用进行综述,以期为临床肿瘤治疗和预后分析提供新靶点。

关键词：细胞焦亡 Gasdermin蛋白家族胱天蛋白酶家族细胞焦亡分子机制肿瘤治疗

ATRA通过抑制铁死亡缓解脂多糖诱导的小鼠急性心肌损伤

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安徽医科大学学报 2023年第3期58卷 373-378页

作者：但章勇束传林施晓蕊周青汪渊任梦飞王怡朱华庆安徽医科大学生物化学与分子生物学教研室安徽医科大学分子生物学实验室合肥230032 安徽医科大学生命科学学院合肥230032 安徽医科大学生命科学学院生物工程系合肥230032

目的研究全反式维甲酸(ATRA)对脂多糖(LPS)诱导C57BL/6小鼠急性心肌损伤的影响及机制。方法20只C57BL/6雄性小鼠随机均分成正常组、模型组、ATRA组、ferrostatin-1组。ATRA组和ferrostatin-1组小鼠分别腹腔注射ATRA[15 mg/kg·d]、ferro... 详细信息

目的研究全反式维甲酸(ATRA)对脂多糖(LPS)诱导C57BL/6小鼠急性心肌损伤的影响及机制。方法20只C57BL/6雄性小鼠随机均分成正常组、模型组、ATRA组、ferrostatin-1组。ATRA组和ferrostatin-1组小鼠分别腹腔注射ATRA[15 mg/kg·d]、ferrostatin-1[2 mg/(kg·d)],正常组和模型组给予溶剂,持续给药一周后,模型组、ATRA组、ferrostatin-1组腹腔注射LPS(6 mg/kg),6 h后处死所有小鼠。检测小鼠血清中丙二醛(MDA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量;qPCR检测心脏组织IL-6、TNF-α的mRNA水平;苏木精-伊红(HE)染色观察小鼠心脏组织变化;透射电子显微镜(TEM)观察小鼠心肌线粒体的结构;蛋白质印迹法(Western blot)检测铁死亡标志物[谷胱甘肽过氧化酶4(GPX4)、铁蛋白重链1(FTH1)、溶质载体家族7成员11(SLC7A11)、长链脂酰辅酶A合成酶4(ACSL4)]以及相关调控蛋白[核因子E2相关因子2(NRF2)、kelch样ECH关联蛋白1(KEAP1)]的表达。结果与正常组小鼠相比,模型组小鼠血清中MDA含量上升、GSH含量下降、还原型谷胱甘肽和氧化型谷胱甘肽的比值(GSH/GSSG)下降,ATRA组和ferrostatin-1组逆转以上变化;与正常组小鼠相比,模型组小鼠心脏组织IL-6、TNF-α的mRNA水平增高,与模型组相比ATRA组和ferrostatin-1组mRNA水平降低;各组小鼠心肌组织HE染色无明显差异;TEM显示与正常组相比,模型组心肌线粒体出现嵴减少或消失的现象,与模型组相比,ATRA组和ferrostatin-1组心肌线粒体嵴数量增多;Western blot显示,与正常组相比,模型组小鼠心肌组织中GPX4、FTH1、SLC7A11、NRF2蛋白表达减少,ACSL4、KEAP1蛋白表达增加,ATRA组、ferrostatin-1组逆转以上变化。结论ATRA通过抑制铁死亡缓解脂多糖引起的小鼠急性心肌损伤。

关键词：全反式维甲酸铁死亡核因子E2相关因子2 脂多糖