中国生物化学与分子生物学报

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岳志宇罗瑛郑晓飞

中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(2): 109-114.

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聚腺苷酸尾的降解对于mRNA的质量控制和转录后基因调控十分重要. 在真核生物中,去腺苷酸化是mRNA降解和翻译沉默的首要限速步骤. 3′核糖核酸外切酶——聚腺苷酸特异性核糖核酸酶（poly(A)-specific ribonuclease，PARN）能够高效降解真核生物mRNA的聚腺苷酸尾. PARN不仅在降解mRNA poly(A)尾中发挥关键的作用，还参与DNA损伤、非编码RNA的加工成熟以及肿瘤等疾病过程. PARN是一种多功能酶分子,本文就PARN发现、结构、催化机制和功能多样性进行综述.

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多聚磷酸相关蛋白结构及生物学功能

黄金玲魏峥于常海

中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(2): 115-124.

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多聚磷酸（polyphosphate，polyP）是由几个到数百个磷酸基通过高能磷酸酐键连接而成的链状多聚体，存在于所有细胞生物中.多聚磷酸相关蛋白包括多聚磷酸相关酶和多聚磷酸结合蛋白.多聚磷酸相关酶如多聚磷酸激酶（polyphosphate kinase，PPK）催化polyPn生成polyPn+1的可逆反应；外切聚磷酸酶（exopolyphosphatase，PPX）、内切聚磷酸酶（endopolyphosphatase，PPN）能将polyP水解成磷酸残基；多聚磷酸依赖的激酶将polyP的磷转移到生物小分子上，如葡萄糖和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NAD）,使其分别磷酸化为6磷酸葡萄糖和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADP）.多聚磷酸结合蛋白可与多聚磷酸结合，发挥各种生物学功能.本文将简要介绍多聚磷酸相关蛋白的结构与主要生物学功能，以阐述多聚磷酸参与的细胞内生化过程.

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蝎β型昆虫毒素的结构及其与钠通道作用机制

付月君赵洁梁爱华

中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(2): 125-131.

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蝎毒素是蝎为防卫的需要而产生的一系列活性短肽.其中蝎昆虫特异性毒素可特异性结合并调控昆虫可兴奋细胞膜上的钠离子通道，是研究离子通道结构与功能的首选探针，并在转基因抗虫植物及生物杀虫剂研究方面具有潜在的应用价值. 本文对蝎β型昆虫毒素的结构与功能及其对钠离子通道的作用方式和β毒素的电压传感器捕获（voltage sensor-trapping）模型做一综述，为进一步揭示蝎β毒素的结构与功能的关系和在农作物抗虫领域的应用提供依据.

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DNA甲基化与动脉粥样硬化

谭剑凯谭小进王佐

中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(2): 132-136.

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DNA甲基化是一种重要的表观遗传调控方式，可在转录前水平调节基因的表达.近年来的研究表明,动脉粥样硬化的发生发展与DNA甲基化密切相关. 对DNA甲基化模式改变在动脉粥样硬化发病的相关机制做深入研究，可能为动脉粥样硬化的诊治提供一种新的途径.本文将从基因组低甲基化、相关基因异常甲基化以及动脉粥样硬化危险因素的DNA甲基化等方面重点阐述DNA甲基化与动脉粥样硬化的关系.

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NADPH氧化酶与ROS信号区域化

陈丽云张正红王正朝

中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(2): 137-143.

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最近有关活性氧物质 (ROS)的研究取得了突飞猛进的进展，尤其是其作为第二信使介导了许多生理性与病理性细胞事件,包括细胞分化、过度生长、增殖及凋亡.为了避免ROS的毒性产生特异性的信号转导,ROS的产生与代谢必须被严格调控；其具体的调控机制一直是人们关注的焦点. 最近有关ROS区域化观点的提出解决了这一问题. NADPH是生成ROS的主要来源. 研究发现，NADPH氧化酶及其衍生的ROS存在于机体的多种组织内,且在细胞中呈区域化分布,对细胞内信号的精确调控具有至关重要的作用. NADPH一方面通过小窝/脂筏组装成功能型复合物,从而产生ROS区域化；另一方面,NADPH通过其不同亚细胞定位亚基与各种靶蛋白之间的相互作用,产生ROS特异性. 本文系统综述了NADPH衍生的ROS信号区域化,为进一步理解ROS信号在各种生理或病理过程的分子调控机制提供理论依据.

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褪黑素调控动物繁殖功能的作用途径

何珲姜冬梅康波

中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(2): 144-149.

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褪黑素是由松果体分泌的一种多功能吲哚类激素,在动物繁殖过程中起了至关重要的作用.褪黑素可通过多条途径调控动物的繁殖功能，主要包括：G蛋白偶联受体途径；作为神经内分泌激素对动物繁殖进行调控；与其核受体结合在转录水平上调控动物繁殖；通过抗氧化作用调控卵泡发育.本文就褪黑素对动物繁殖功能的调控途径进行综述，旨在为褪黑素调控动物繁殖的相关研究提供帮助.

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骨髓间充质干细胞成骨分化过程中Runx2的表观遗传学修饰

胡晓青，张辛，代岭辉，朱敬先，陈文庆，傅欣，敖英芳

中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(2): 150-155.

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利用骨髓来源的干细胞（bone marrow derived stem cells, BMSCs）作为骨组织工程种子细胞来修复骨缺损已成为研究热点. 转录因子是影响骨生长的重要因素，其中Runx2(Runt-related transcription factor 2)是参与成骨细胞分化与骨形成的重要转录因子之一. 近年来，表观遗传学在发育生物学及干细胞分化过程中的调控机制倍受重视.而Runx2是否受到表观遗传学调控尚未见报道. 本研究采用real-time RT-PCR检测Runx2的mRNA表达，ChIP（chromatin immunoprecipitation）结合real-time RT-PCR检测Runx2基因启动子区甲基化水平及组蛋白修饰水平的变化. 结果显示，BMSCs在成骨诱导分化中Runx2 的mRNA表达在3 d达到高峰,之后下降；同时在BMSCs成骨分化第3 d，与转录激活相关的组蛋白修饰乙酰化H3K9和三甲基化H3K4均升高；而与转录抑制相关的组蛋白修饰三甲基化H3K9降低.另外检测还显示，Runx2启动子区域乙酰化H3K9和三甲基化H3K4募集增加，而三甲基化H3K9募集降低. Runx2启动子区域DNA甲基化修饰程度降低. 上述结果表明，BMSCs在成骨分化过程中Runx2的表达上调，其基因启动子区域呈现促进基因表达的表观遗传修饰变化.由此推断，表观遗传调控在BMSCs成骨分化过程中具有一定作用，它将为提高BMSCs的成骨分化效率提供线索.

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肌肽通过调节JNK和NF-kappaB通路抑制高糖诱导的心肌细胞凋亡

齐晓丹张春晶师岩于海涛程昊岳丽玲孙济宇韩爽富东娜

中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(2): 156-162.

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高血糖症是糖尿病并发心血管疾病的重要危险因素. 高血糖诱导产生的活性氧（ROS）能够引起糖尿病心肌病.我们的前期工作已经证实，肌肽对高糖环境下细胞凋亡具有保护作用,但其机制尚未明确.为研究肌肽对高糖诱导的大鼠心肌细胞凋亡的抑制作用及相关信号机制,以高糖诱导心肌细胞H9c2为模型,采用Brdu-ELISA法检测细胞增殖过程中DNA合成情况,流式细胞术检测细胞凋亡率,免疫印迹实验检测JNK/c-Jun、NF-κB的磷酸化水平,RT-PCR检测TNF-α的mRNA表达. 实验结果显示,肌肽能够提高高糖损伤的H9c2细胞增殖能力,降低心肌细胞凋亡，抑制高糖激活的JNK、c-Jun和NF-κB磷酸化水平及TNFα的mRNA表达. 上述结果表明，肌肽拮抗高糖诱导的心肌细胞凋亡机制与抑制p-JNK /p-c-Jun、p-NF-κB水平和TNF-α表达有关.

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Toll样受体调节树突状细胞中腺苷受体A2B亚型的表达及功能

周树民赵嵘左爱军

中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(2): 163-169.

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树突状细胞（dendritic cell，DC）表面所表达的腺苷受体A2B亚型（ADOR-A2B）可促进DC对辅助性T淋巴细胞（T helper cell，Th）的激活,导致自身免疫性疾病的发生或加重. 本文旨在研究作为免疫反应的诱导分子Toll样受体（Toll-like receptors, TLRs）是否可调节ADOR-A2B在DC中的表达并籍此影响其功能. 体外诱导小鼠骨髓细胞分化为树突状细胞（BM-DC）,以多种TLRs的配体，Pam3csk4、polyIC、LPS及CpG进行干预. 提取细胞总RNA，real-time PCR测定ador-a2a、ador-a2b的表达；放射性配体结合实验测定BM-DC对3H腺苷结合能力的变化.以LPS及选择性ADOR-A2B激动剂BAY 60-6583协同干预BM-DC，ELISA测定培养基中IL-1、IL-6及IL-12的含量. 以干预后的BMDC刺激naive CD4细胞，ELISA测定培养基中IL-17A、IFNγ的含量，荧光抗体染色及流式细胞仪分析检测CD4细胞的分化. 结果显示, TLR4的配体LPS可显著提高BMDC中ador-a2b的表达及对腺苷的结合能力. BAY 60-6583与LPS相协同可刺激BMDC分泌多种致炎因子，并增加其诱导CD4细胞向Th1及Th17分化的能力. 由此可见，Toll样受体可上调ador-a2b在DC中的表达，并可籍此增加DC分泌促炎因子的能力及对CD4细胞的刺激作用.

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干扰Sema7A抑制C2C12成肌细胞的增殖和分化

贾龙李岳峰吴国芳路宏朝杨公社史新娥

中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(2): 170-178.

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为研究脑信号蛋白家族（Semaphorins）成员Sema7A对成肌细胞增殖和分化的影响，本文设计并合成了Sema7A基因的小干扰RNA（small interfering RNA，siRNA），用此siRNA转染C2C12成肌细胞．通过Hoechst核染和流式细胞术检测细胞增殖情况,免疫荧光检测肌管的形成情况，real-time qPCR和Western印迹技术检测成肌标记基因的变化.结果显示，干扰Sema7A后,C2C12成肌细胞增殖减慢，处在G2和S期的细胞所占的比例明显下降，而G1期细胞的比例升高．免疫荧光检测结果显示，干扰Sema7A后,肌管的直径及MyHC+细胞所占比例均显著降低．Real-time qPCR和Western印迹结果也显示，肌肉分化标志基因MyoD、MyoG、MyHC的mRNA及蛋白质表达均下降．进一步检测Sema7A受体下游信号通路发现，干扰Sema7A后,其下游信号分子PI3K和AKT的磷酸化水平被下调．以上结果表明，Sema7A可以调节C2C12成肌细胞的增殖和分化，可能是通过其受体作用于PI3K/AKT信号通路实现的，这为进一步研究Sema7A在骨骼肌发育中的作用提供实验基础.

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参与水稻光合作用的PsbR3基因启动子的功能分析

林智敏苏军陈在杰周淑芬王锋

中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(2): 179-186.

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本实验旨在研究水稻光合作用蛋白中各基因的表达模式. 采用RT-PCR和定量real-time PCR数据分析水稻不同组织的mRNA表达水平.结果显示，PsaK和PsbR3基因仅在茎、叶等绿色组织表达，而胚、胚乳部分均不表达.通过其启动子克隆、植物表达载体构建，以及农杆菌介导转化后，GUS组织染化分析和GUS荧光定量分析表明,两启动子均为组织特异性优势表达，PsbR3启动报告酶GUS在叶片中的表达活性为Actin启动子的3.29倍，而PsaK启动报告酶GUS在叶片中的表达活性低于Actin启动子的.这些初步结果提示,PsbR3启动子决定水稻绿色组织茎叶的优势表达，PsbR3基因可能参与水稻光合作用.

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ΦC31整合酶介导猪基因组定点修饰的探讨

毕延震刘西梅华再东张立苹郑新民肖红卫

中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(2): 187-193.

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高效与特异的基因组定点修饰是基因工程动物研究的前沿与难点.链霉菌噬菌体ΦC31整合酶能介导含attB位点的外源基因定点整合于多种真核生物基因组的假attP位点，可维持外源基因的正常结构及高效表达.本文探讨ΦC31整合酶介导外源基因在猪基因组内定点整合的分子基础.构建含attB位点的报告载体pEGFP-N1-attB，与ΦC31整合酶表达载体pCMV-INT共转染猪肾PK15细胞，G418筛选获得单克隆细胞系.实时荧光定量PCR筛选出单拷贝整合的转基因细胞系.TAIL-PCR鉴定出1个猪基因组假attP位点，位于猪1号染色体，watson链，坐标114220087-114220126，命名为pig-attP-1.测序结果显示，pEGFP-N1-attB在attB位点处断开插入到pig-attP-1.用荧光计测定细胞培养基上清EGFP含量发现，该转基因细胞系EGFP的表达水平是本底的50倍(13500 AU vs. 280 AU),表明pig-attP-1是利于外源基因高效表达的“友好位点”.该研究不仅为实现外源基因在猪基因组内的定点整合提供了新策略，也为创制基因工程猪、建立动物生物反应器等研究注入了新思路.

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Cre-loxP重组系统删除内源性选择标记基因的效能评价

王志蕊刘西梅周荆荣郑新民魏庆信董发明毕延震

中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(2): 194-201.

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选择标记的使用和残留可引起消费者对转基因生物环境安全和产品安全的担忧，建立消除选择标记的有效对策甚为必要.本研究的目标是评价Cre-LoxP重组系统删除内源性选择标记基因的效能,为猪安全转基因研究提供实验依据和技术支撑.本文所用的打靶载体ΔMSTN含有LoxP位点锚定的选择标记表达框(LoxP-CMV-NeoR-IRES-EGFP-LoxP). 经电穿孔将该打靶载体导入猪肾PK15细胞，经G418筛选，获得稳定整合该载体、EGFP表达均一的单克隆细胞系. 将Cre重组酶表达载体pTurbo-Cre导入该细胞系，借助流式分选（FACS）、终点PCR、荧光定量PCR、TA克隆与测序等手段，证明Cre-LoxP重组系统可在猪细胞内高效介导内源性选择标记基因的删除反应，EGFP水平的删除效率达到46.1 %，DNA水平的删除效率则达到97 %.本文的研究结果为消除选择标记的安全隐患提供了可靠的解决方案,为建立猪安全转基因技术提供了重要的科学依据.

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利用小肽控制的基于蛋白质内含子非层析标签制备重组蛋白

施长华孟清 David Wood

中国生物化学与分子生物学报. 2014, 30(2): 202-208.

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基于蛋白质内含子的蛋白质纯化自我断裂标签已经被广泛使用超过15年之久. 但这一系统体内表达过程的提前断裂一直是限制这一技术广泛应用的瓶颈，特别是在需要高温表达和长表达周期的真核表达系统中.本研究介绍了一种利用小肽控制的基于蛋白质内含子和非层析标签ELP (elastin-like polypeptide)的自我断裂系统.在这一系统中，蛋白质内含子的体内外活性严格受到其结构互补小肽控制.在体内表达不含有互补小肽时,蛋白质内含子不具有活性；而在体外添加结构互补小肽,蛋白质内含子结构恢复并发生C端断裂反应释放目的蛋白.由于非层析标签ELP的引入,因此整个纯化过程可以简单地通过几步机械沉淀完成.此外，这一系统反应pH、小肽与前体蛋白之间的摩尔比及断裂速率也一并进行了系统的研究.

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