【摘 要】
:
耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)对外界不良环境有极强的抵抗力。该细菌拥有强大的抗氧化防御系统,是科学家研究氧化应激的模式生物。本论文以耐辐射奇球菌dr_0402基因及其编码的蛋白DrJAMM为研究对象,对DrJAMM的体外酶切活性及其在菌体氧化应激中的作用做了研究,主要研究结果如下:(1)生物信息学的实验结果表明,DrJAMM是典型的JAMM/MPN金属蛋白酶,具有保
【基金项目】
:
国家重点研究发展计划(项目编号:2017YFA0503900); 国家自然科学基金(项目编号:31670065,31870051);
论文部分内容阅读
耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)对外界不良环境有极强的抵抗力。该细菌拥有强大的抗氧化防御系统,是科学家研究氧化应激的模式生物。本论文以耐辐射奇球菌dr_0402基因及其编码的蛋白DrJAMM为研究对象,对DrJAMM的体外酶切活性及其在菌体氧化应激中的作用做了研究,主要研究结果如下:(1)生物信息学的实验结果表明,DrJAMM是典型的JAMM/MPN金属蛋白酶,具有保守的JAMM结构域,并且可能与DrMoaD-MoaE(DR_2607)、DrMoe B(DR_2269)等蛋白共同参与了耐辐射奇球菌中钼辅因子(Moco)的合成。DrJAMM蛋白与其它JAMM蛋白的同源性较高,具有多个保守位点。其中,预测的金属结合位点Glu24、His83、His85、Asp96在生物体中高度保守,与底物蛋白互相作用的α2-螺旋区域(Pro61-Arg73)也较为保守,这些保守位点和保守基序很可能对DrJAMM的蛋白活性起着关键作用。(2)我们纯化了DrJAMM野生型、点突变和截短的蛋白,以及DrMoaD-MoaE蛋白。DrJAMM蛋白可以将DrMoaD-MoaE切割成两段,对金属离子的选择有广谱性,但较为偏好Ca2+和Mg2+。另外,DrJAMM蛋白在酶切温度的选择上也比较广泛,从16℃到100℃都能稳定地发挥酶切作用。此外,我们验证了DrJAMM蛋白的α2-螺旋、E24、H85和D96位点对于酶切活性的重要性。(3)通过基因敲除手段,我们成功获得了Δdr_0402、Δdr_2607和Δdr_2269三种基因突变株。相比于野生型菌株,我们发现耐辐射奇球菌dr_0402基因的突变菌株对H2O2的敏感性显著增加,结合ROS清除能力的分析以及体内蛋白表达量大小的比较,我们认为dr_0402基因参与了耐辐射奇球菌的氧化应激。另外,通过对Δdr_0402、Δdr_2607和Δdr_2269的氧化胁迫表型分析、ROS清除能力分析,以及DrJAMM和DrMoaD-MoaE蛋白在氧化胁迫下的表达量情况分析,我们推测DrJAMM蛋白参与了细菌体内的Moco合成通路,进而影响了细菌的氧化应激。此外,我们还发现dr_0402基因的突变会导致耐辐射奇球菌体内的DMSO还原酶活性几乎完全丧失,而DMSO还原酶酶活能响应氧化应激。最终,我们提出了DrJAMM参与耐辐射奇球菌氧化应激的模型图,即DrJAMM通过切割DrMoaD-MoaE蛋白,阻断了耐辐射奇球菌Moco合成通路,进而抑制了DMSO还原酶的活性,最终影响了耐辐射奇球菌的氧化应激。这些研究为耐辐射奇球菌的极端抗性,特别是氧化抗性机制研究提供了新的线索和思路。
其他文献
蛋白质是一切生命的物质基础,其合成和降解受到严格且精确的调控。泛素-蛋白酶体系统(the ubiquitin-proteasome system,UPS)介导真核细胞内80%以上蛋白的降解。26S蛋白酶体对维持正常的生理过程是必不可少的,然而有关蛋白酶体调控机制的研究仍非常有限。我们发现,蛋白酶体亚基Rpt2的N-肉豆蔻酰化可以介导蛋白酶体的膜定位。本课题聚焦于膜定位蛋白酶体在高等生物体内的功能研
“物竞天择,适者生存”,这是达尔文进化论的核心观点。上世纪以来,结合新兴的群体遗传学与基因组学,达尔文进化论的相关研究走进了一个全新的阶段——科学家们开始研究基因组中有哪些基因位点受到了自然选择,以此来追溯和剖析物种起源进化的历史和复杂的环境适应性机制。探查基因组自然选择位点的传统方法,特别以遗传分化指数Fst为代表,均要求对群体有明确的亚群分类。但目前测序成本与表型收集成本之间还存在很大差异,导
通过对古代及现代文献的总结,概述了复发性流产的发病因素,包括宿主原因引起的遗传学因素、生殖道解剖因素、免疫因素、内分泌因素、血栓前状态、心理因素、男性精液异常以及环境中存在的感染因素、化学危害、其他不良生活习惯等因素,应及早找出病因并进行针对性治疗;中医认为滑胎以虚证为本,责之脾肾,同时以血瘀、情志失调为标;针灸治疗的思路上融合中医内科和针灸的理论精髓,强调以标本兼治为治疗大法,以补肾健脾、调理冲
脊椎动物表现出非常多样化的性别决定机制,其中,温度依赖型性别决定机制(Temperature-dependent sex determination,TSD)是在爬行类和鱼类中都广泛存在,也是目前最广为研究的一类环境性别决定机制(Environmental sex determination,ESD)。最初人们认为性别命运是胚胎时期双向发育潜能的性腺在经过下游分子的级联作用后被引导至性别特异性通路
细胞自噬无论是在生理条件还是应激状态下都对维持细胞的稳态起着至关重要的作用,并且该过程从酵母到人类都是高度保守的。目前已经发现多种疾病,如代谢疾病、神经退行性疾病、癌症等都与自噬的紊乱相关。因此,探究自噬的调控机制对于解决人类重大健康问题有着重要的意义。本研究以果蝇为实验模型,利用马赛克分析筛选发现饥饿诱导自噬后dwg突变克隆中自噬标记蛋白GFP-Atg8a水平明显降低。进一步研究发现,在饥饿诱导
在大多数物种中,性别间表现出性别二态性是一种常见的现象且对个体的存活和繁殖成功率有重要影响。大多数性别二态性的产生是基因在性别间的表达水平不同造成的。性染色体基因的剂量不补偿或者不充分补偿会造成性染色体上出现一定比例的性别偏倚基因,这些基因对性别二态性的分化发挥着重要作用。画眉(Chinese hwamei,Garrulax canorus)是一种常见的鸣禽,雄性画眉发声婉转多变且优雅动听,而雌性
DNA脱嘌呤或嘧啶位点(AP)核酸内切酶——APE1是体内清除AP位点的主要蛋白,在细胞应对氧化应激的反应中起核心作用,广泛参与细胞内多种重要的代谢过程。APE1功能的异常会引起DNA修复缺陷,从而导致基因组的不稳定以及疾病的发生,严重的甚至导致早期胚胎死亡。正是由于APE1对维持基因组稳定性的重要作用,它的活性及功能必须受到极为严格的调控。近年来的研究表明APE1的活性受多种翻译后修饰的调控,包
藻蓝蛋白作为一种稀有的水溶性蓝色色素-蛋白复合物,在食品饮料着色、保健食品等产业中具有广泛的应用前景,市场估值不断提高。钝顶螺旋藻可以大量合成藻蓝蛋白,目前已作为保健食品被开发,具有作为藻蓝蛋白产业原料的潜力。本文研究了使用人工污水条件下螺旋藻的藻蓝蛋白生产能力及最优环境参数,以及基于高光谱、拉曼光谱等光谱技术的藻蓝蛋白含量快速检测。主要结论如下:(1)对使用人工配制含氨氮及含磷废水的螺旋藻培养和
铁是植物必需的微量元素,参与多种重要的生理过程。铁元素在土壤中含量丰富,但在碱性或石灰性土壤中生物有效性极低,导致植物缺铁,从而严重制约该类土壤上的作物生产力。尽管缺铁响应的分子机制研究在转录调控水平上取得了很大的进展,但在蛋白翻译后水平上的调控还知之甚少。为了寻找缺铁响应的新调控基因,本文首先对缺铁处理的拟南芥野生型幼苗进行RNA-Seq分析,发现144个基因在缺铁处理下表达上调,而92个基因则