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CDC2为细胞周期依赖性蛋白激酶,属丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,是一种重要的真核细胞分裂周期蛋白,在真核生物中具有高度的保守性,已在几乎所有的真核生物的基因组中都发现了 CDC2的同源基因。本文对鱼腥藻PCC7120中CDC2同源基因all5278表达变化与细胞分裂的相关性进行了研究。1.1.1 目的研究al15278基因的功能是否与鱼腥藻PCC7120细胞分裂有关。1.1.2方法生物信息学分析:利用来自生物信息学数据库和互联网上的软件对all5278蛋白进行分析。利用CDC2的抑制剂roscovitine考察蓝细菌细胞活力与all5278表达的关系:分别对鱼腥藻PCC7120、集胞藻PCC6803和聚球藻PCC7002分组,给予不同浓度的roscov-itine培养4小时和4天。测取各组藻的浓度,MTT法测各组藻细胞活力。红光诱导鱼腥藻PCC7120进入细胞分裂,考察al15278表达变化与细胞分裂的相关性:将鱼腥藻PCC7120换至BG-11(-N)培养基中,红色塑料纸包裹诱导分裂,分别于培养的0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12和24h取样,显微镜下观察细胞分裂情况;反复冻融与超声破碎法制备蛋白样品,Western Blot检验不同时间点a115278蛋白表达量;提取总RNA,RT-PCR分析不同时间点all5278基因的表达变化。1.1.3结果生物信息学分析:鱼腥藻PCC7120中的a115278基因全长为1131bp,编码的蛋白具有376个氨基酸残基,分子量为42302.0Da,为亲水性蛋白,属于蛋白激酶c超家族。二级结构多为α-螺旋和无规则卷曲,其三级结构与丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶CDC2相似,氨基酸序列具有27%的同源相似性。利用CDC2的抑制剂roscovitine考察蓝细菌细胞分裂与al15278表达的关系:Ros-covitine能抑制鱼腥藻PCC7120的活性,从而抑制藻的生长。从形态学上,药物长时间作用后,鱼腥藻PCC7120的藻丝体较短。Roscovitine短时间内作用对聚球藻PCC7002的活性和生长有刺激作用,但长时间后作用不显著。对于集胞藻PCC6803,roscovitine并没显示出对其活性的抑制作用,但长时间作用后藻细胞的生长受到了抑制。可见鱼腥藻PCC7120中存在着与CDC2同源且可被roscovitine抑制其作用的蛋白。红光诱导鱼腥藻PCC7120进入细胞分裂,考察all5278表达变化与细胞分裂的相关性:缺氮红光诱导开始后,可以观察到细胞变长且中间部位有凹痕,这是细胞分裂的特征,随着时间的延长,处于该状态的细胞数明显增加,且可观察到异形胞。Western B1-ot检测all5278蛋白在同时间点的表达变化,将all5278与β-actin条带的灰度值比值进行统计学分析,实验结果表明all5278蛋白在红光诱导5小时和24小时表达量高。RT-PCR检测all5278基因在同时间点的表达变化,将all5278与rnpB条带的灰度值比值进行统计学分析,实验结果表明all5278基因红光诱导后在转录水平上表达量成周期性变化,不同时间点的表达具有显著差异,可见其在转录水平上的表达变化与细胞分裂周期有关。结论:all5278基因的功能与细胞分裂调控有关。