中国生物化学与分子生物学报

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周涛,赵炜,刘新光

中国生物化学与分子生物学报. 2016, 32(8): 849-855. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2016.08.01

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核纤层蛋白是一种存在于真核细胞核膜下的中间丝纤维蛋白，是细胞核中重要的骨架蛋白，对维持细胞核的结构和功能具有重要作用。其基因突变会引起一系列的遗传性疾病，称为核纤层蛋白病。这些疾病在细胞水平表现出氧化应激和DNA损伤的特征，提示核纤层蛋白在氧化应激和DNA损伤反应中具有重要作用。本文主要就A型核纤层蛋白在氧化应激、DNA损伤反应中的作用机制进行综述。

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ABA信号通路的起源与进化

刘维仲,李林艳,胡勇

中国生物化学与分子生物学报. 2016, 32(8): 856-863. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2016.08.02

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植物激素脱落酸（abscisic acid，ABA）在植物的生长、发育和胁迫反应方面起重要的调控作用，其信号转导通路由4个核心组分共同组成一个双重负调控系统（PYR/PYL/RCAR—| PP2C—| SnRK2—ABF/AREB），调控ABA应答反应。本文在综述和分析ABA信号通路4个核心组分的起源与进化的基础上，初步提出ABA信号通路的起源与进化路径：A类PP2C、第Ⅲ亚类SnRK2以及转录因子AREB/ABF在水生植物轮藻中已经进化产生，当陆生植物进化产生ABA受体PYR/PYL/RCAR后，即与其它3个组分形成完整的ABA信号通路。在植物进化过程中，ABA信号通路4个核心组分各家族成员的数量（亚类）呈递增趋势。

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CREB与其相关的非编码RNA在肿瘤发生发展中的作用

孟祥余,庄海慧,王萍

中国生物化学与分子生物学报. 2016, 32(8): 864-871. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2016.08.03

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cAMP反应元件结合蛋白（cAMP responsive element binding protein, CREB）是亮氨酸拉链家族转录因子。新近研究发现，其在肿瘤组织中的表达显著高于癌旁，被认为是体内的原癌基因之一。非编码RNA（non-coding RNA, ncRNA）是生物体内不能翻译成蛋白质的RNA，主要包括微小RNA（microRNA, miRNA）和长链非编码RNA（long non-coding RNA, lncRNA）等，其异常表达与肿瘤的发生发展密切相关，是目前肿瘤研究的热点。研究表明，CREB与ncRNA之间存在互动效应，并且二者之间的相互作用影响肿瘤的发生发展，然而miRNA和lncRNA的作用机制却不相同。肿瘤细胞内高表达的CREB在影响下游靶基因表达时能够正调控miRNA，而对lncRNA则有促进和抑制两方面的作用。反之，肿瘤细胞中一些低表达的miRNA能促进CREB的表达；有趣的是，高表达的lncRNA能够促进CREB的表达和诱导其活性增强。在影响下游靶基因表达时miRNA仅仅发挥抑制作用，而lncRNA则分别具有促进和抑制作用。本文结合我们的系列报道和最新的研究结果，对ncRNA与CREB的互动效应及其与肿瘤的发生发展之间的关系作一综述。

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抗衰老的GDF11生物学特征与功能表现

沈巧艳,李娜,华进联

中国生物化学与分子生物学报. 2016, 32(8): 872-878. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2016.08.04

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生长分化因子11（growth differentiation factor-11, GDF11）是转化生长因子β(transforming growth factor-β, TGF-β) 超家族中骨形态发生蛋白（bone morphogenetic proteins，BMPs）亚家族中的一个重要成员，在哺乳动物的骨骼、肾等多种器官组织上均有表达，且在胚胎发育、骨骼和肌肉形成等方面起着重要作用。近年研究发现，GDF11与哺乳动物的抗衰老作用联系越来越紧密。本文整理国内外关于GDF11与衰老关系的研究，对 GDF11生物学基础以及对动物心脏的衰老、认知能力以及骨骼肌肉等方面的影响进行了综述。我们认为，GDF11作为一种新的细胞因子，可以调控多种下游信号通路，其作用的方式及影响还有待研究。GDF11研究可为在抗衰老以及与衰老相关疾病的治疗提供一定的理论基础。

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内质网应激与哺乳动物雄性生殖

崔艳华,华进联,彭莎

中国生物化学与分子生物学报. 2016, 32(8): 879-885. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2016.08.05

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内质网应激 (endoplasmic reticulum stress，ERS) 激活未折叠蛋白反应，维持哺乳动物细胞的胞内稳态，过度持续的ERS导致细胞凋亡。最新研究表明，ERS对哺乳动物雄性生殖有重要的调节作用，包括对精母细胞、睾丸结构及精子发生的影响。ERS是研究生殖细胞生存和凋亡的新通路。雄性不育可能是由过度ERS引起的。本文通过简述ERS的最新研究进展，分析雄性生殖与ERS的关系，并从ERS调控雄性生殖角度提出新的理解和展望。

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骨桥蛋白对细胞生存的多重作用

王改平,赵聪聪,徐存拴

中国生物化学与分子生物学报. 2016, 32(8): 886-891. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2016.08.06

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骨桥蛋白(osteopontin, OPN)作为一种分泌性蛋白质广泛存在于多种组织细胞中，不仅调控肿瘤细胞的转移、侵袭和增殖，也在炎症反应、血管再生等生理过程中发挥作用。OPN通过与受体结合直接或间接地激活细胞内信号途径，介导细胞与细胞、细胞与细胞外基质之间的相互作用，从而参与调控细胞的生存。大量实验证实，OPN能够促进细胞的增殖，抑制细胞凋亡，尤其是对于肿瘤细胞。但在有些细胞中，OPN对细胞命运的影响却恰恰相反。本文综述了OPN在不同条件下对细胞存活、活化和增殖，细胞自噬和细胞凋亡的多重作用及其作用途径，为进一步研究OPN对不同细胞作用的受体及其信号网络机制提供重要理论基础。

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厄他培南与人血清清蛋白体外相互作用的理化特性

王燕,郭明,王晓萌

中国生物化学与分子生物学报. 2016, 32(8): 892-900. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2016.08.07

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研究新型碳青霉烯类抗菌素厄他培南（ertapenem, ERT）与人血清清蛋白（human serum albumin，HSA）的体外相互作用的物理化学特性。模拟生理条件下，计算机模拟技术结合荧光光谱和紫外光谱，研究ERT与HSA相互作用机制，荧光光谱实验中，Kq 值远大于2.0×1010 L·(mol·s)-1，ERT对HSA荧光猝灭的Stern-Volmer 曲线有良好的线性关系，表明ERT与HSA的相互作用表现为静态结合过程。HSA的最大发射波长发生轻微红移，说明HSA的微环境发生了改变。ERT与HSA的分子结合距离r值较小，说明发生能量转移现象。同步荧光技术解析出ERT对HSA的结构域微区构象产生影响，使色氨酸残基周围的微区构象及结合位域的疏水性发生改变。荧光相图技术解析出ERT与HSA相互反应呈线性，说明HSA构象型态的变迁为“二态”模型。HSA与ERT相互作用的热力学参数及分子模拟技术建立ERT-HSA结合模型，表明ERT与HSA的相互作用力主要是疏水作用力，兼有氢键作用力的存在。荧光偏振定量证明，HSA与ERT相互作用过程中生成了非共价复合物。光谱实验与计算机模拟结果基本一致，其结果可为研究ERT与HSA相互作用本质提供一定参考。

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β淀粉样蛋白突变体的寡聚及插膜能力鉴定

石镜明,郭苗苗,高博烜

中国生物化学与分子生物学报. 2016, 32(8): 901-909. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2016.08.08

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β-淀粉样蛋白（β-amyloid peptide, Aβ）的插膜与寡聚是导致阿尔茨海默症（Alzheimer disease, AD）发病的重要事件。已有研究证明，Aβ氨基酸序列29～36与1～28依靠“核心疏水簇”（central hydrophobic cluster，CHC）的作用形成一个稳定的β-发夹结构，Aβ1-40/Aβ1-42的插膜与寡聚需要作用于序列37～40/37～42从而解除序列29～36与N-端之间的结合，但各基元序列如何互作从而贡献出Aβ的寡聚及插膜行为仍不清楚。本文主要研究Aβ1-28、Aβ1-36、Aβ1-40、Aβ1-42、Aβ11-42、Aβ17-42等突变体的寡聚和插膜能力，并探讨各基元序列（motif）在突变体插膜与寡聚过程中的相互作用。Western印迹、硫黄素T荧光分析、透射电镜等实验检测寡聚能力，模型膜实验比较插膜能力。结果显示：与Aβ1-28及Aβ1-36相比，Aβ1-42、Aβ11-42及Aβ17-42均具有较强的寡聚及插膜能力，说明C-端序列37～42在Aβ寡聚及插膜过程中具有重要的起始作用；Aβ1-42及Aβ1-40可以形成原纤维及纤维，但Aβ11-42、Aβ17-42却不能，这显示序列1～17可以稳定纤维结构。Aβ1-28及Aβ1-36插膜及寡聚能力弱，暗示这两个突变体可能形成了不容易插膜且不容易寡聚的自身稳定结构。上述结果证明，Aβ蛋白C-端是诱导插膜与寡聚的主因，N-端可以稳定长纤维，但对插膜和寡聚的影响并不大，中间肽段很可能形成一个自身稳定的区域，这在一定程度上解释Aβ基元序列的相互作用，但具体氨基酸互作分子机制及抑制方法还需进一步研究。

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重组杂合蛛丝蛋白MiSpNT-PySpRp-MiSpCT的二级结构表征

吴忠笏, 温睿, 孟清

中国生物化学与分子生物学报. 2016, 32(8): 910-918. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2016.08.09

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重组蛛丝纤维作为一种性能优异的生物材料，具有良好的生物相容性，在生物医学工程领域具有极大的潜在应用价值。已有研究表明，重组蛛丝蛋白可用作血管、神经导管及药物载体等，但其生物学功能仍有待研究。本研究以大腹园蛛基因组为模板，设计特异性引物，通过PCR扩增获得大腹园蛛梨状腺丝（piriform spidroin: PySp）一个完整重复区（Rp）编码序列；此Rp模块与MiSpNT/CT模块重组，构建微小型杂合蛛丝蛋白MiSpNT-PySpRp-MiSpCT，成功在大肠杆菌BL21中高效表达，借助8 mol/L尿素裂解缓冲液进行变性纯化，得到纯度较高的杂合蛛丝蛋白MiSpNT-PySpRp-MiSpCT，产量约100 mg/L。CD图谱显示，MiSpNT-PySpRp-MiSpCT蛋白质溶液主要以α-螺旋和无规卷曲形式存在，随着溶液pH值降低，部分α-螺旋向β-折叠转变；红外光谱显示，在自然成丝及冻干过程中，部分α-螺旋转化为β-折叠，符合天然蛛丝蛋白成丝过程的二级结构变化特征。本研究结果为今后获得具有天然蛛丝纤维优异性能的人工重组蛛丝纤维材料提供一种新的可能。

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过表达胡杨XTH基因能够提高烟草抗旱性

韩彦莎,仪慧兰

中国生物化学与分子生物学报. 2016, 32(8): 919-925. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2016.08.10

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胡杨是典型的抗旱树种。挖掘和鉴定胡杨的耐旱基因对于提高植物抗旱性具有重要意义。木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶（XTH）是植物细胞壁重构过程中的关键酶，在植物逆境胁迫响应中发挥重要作用。我们前期已从胡杨叶片中克隆了PeXTH基因。本文利用Real-time PCR检测PeXTH基因在干旱胁迫下的表达水平。在此基础上，构建植物表达载体pMDC85-PeXTH，通过农杆菌介导法将PeXTH基因转入烟草，分析过表达PeXTH基因烟草的抗旱性。研究发现，胡杨叶片中PeXTH基因的表达受干旱胁迫诱导。干旱处理后，转PeXTH基因烟草的萌发率明显高于野生型烟草；与野生型植株相比，转基因植株的叶片失水速率明显降低。干旱胁迫下，转基因烟草的气孔开度仅为野生型烟草的51.2%～53.6%。结果表明，过表达PeXTH基因能够提高烟草的抗旱性。本研究丰富了对胡杨PeXTH基因功能的认识，为植物抗旱分子育种提供了重要的基因资源。

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MiR-34a通过抑制Pgc-1β和线粒体生成促进小鼠骨骼肌脂肪异位沉积

文凤云,位治国,李晓丽,杨在清, 李彬, 李磊, 陈艺, 刘艺婷, 王晴, 梁钰

中国生物化学与分子生物学报. 2016, 32(8): 926-933. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2016.08.11

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过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子-1β（peroxisome proliferative activated receptor γ coactivator1 β，Pgc-1β）与线粒体生成相关。已有研究证明，miR-34a在肝组织脂肪异位沉积中发挥重要作用，但是否与骨骼肌的脂肪异位沉积相关尚不清楚。本研究以C57Bl/6J小鼠为研究对象，通过尾静脉注射miR-34a模拟物，探讨miR-34a过表达对小鼠骨骼肌脂肪沉积的影响。组织切片进行油红O染色及甘油三酯含量测定揭示，miR-34a过表达的小鼠骨骼肌组织中脂滴积累及甘油三酯含量显著增加。实时荧光定量PCR（qRT-PCR）显示，与对照鼠比较，miR-34a处理的小鼠骨骼肌组织中的脂肪酸合成酶(Fas）表达显著上调，而脂肪酸氧化分解相关基因产物肉毒碱棕榈酰基转移酶1α（Cpt 1α）表达显著下调，提示miR-34a调控骨骼肌内脂肪的沉积机制可能是通过促进脂肪酸生成和抑制脂肪酸分解实现的。qRT-PCR和Western印迹证明，miR-34a可抑制Pgc-1β蛋白的表达。CoxⅡ/28S比例（线粒体定量指标）测定提示，注射miR-34a模拟物导致小鼠骨骼肌线粒体数目显著下调。生物信息分析显示，Pgc-1β mRNA的3′-UTR存在 miR-34a的潜在识别位点，因此miR-34a可能通过靶向识别Pgc-1β的3′-UTR抑制Pgc-1β表达，从而抑制线粒体生成。上述结果证明，miR-34a能通过靶向抑制PGC-1β表达，抑制线粒体生成，继而减少脂肪酸氧化分解，导致骨骼肌脂肪沉积增加。此外，上调脂肪酸合成酶也可能是miR-34a导致骨骼肌脂肪沉积增加的另一原因，其作用机制需进一步研究。

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异位（过）表达PGRN抑制IL-1β引起的髓核细胞损伤

史栋梁, 史桂荣, 谢静, 杜旭召, 杨豪

中国生物化学与分子生物学报. 2016, 32(8): 934-942. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2016.08.12

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炎症因子IL-1β是引起髓核细胞功能异常的关键因素之一。颗粒体蛋白原（progranulin，PGRN）是一种多功能生长因子，在组织修复、炎症反应等过程中发挥重要作用，但其在髓核细胞中的作用尚不清楚。本研究以IL-1β诱导的髓核细胞炎性损伤模型为研究对象，探讨PGRN对IL1β诱导的髓核细胞损伤的保护作用及其机制。基因转染结合MTT方法证明，与IL-1β处理的细胞比较，过表达PGRN可逆转IL-1β引起的原代培养的髓核细胞生长抑制，促进细胞增殖。TUNEL技术和流式细胞分析显示，PGRN抑制IL-1β诱导的髓核细胞凋亡。Western印迹和RT-qPCR方法揭示，与IL-1β处理的细胞相比，过表达PGRN显著上调聚蛋白聚糖（aggrecan）和II型胶原（collagen type II）的蛋白质表达，但下调基质金属蛋白酶-13（MMP-13）、分解素-金属蛋白酶ADAMTS-5的表达，同时抑制IL-1β诱导的炎性因子IL-6、IL-8和TNF-α的表达，说明PGRN可缓解IL-1β引起的炎性反应，并减少细胞外基质（ECM）相关蛋白质的降解。此外，过表达PGRN还可降低p65、p-IkBa和β-catenin的蛋白质表达水平，提示PGRN可抑制IL-1β下游TNF-α介导的NF-κB信号途径及β-catenin途径。总之，上述结果提示，过表达PGRN可通过抑制IL-1β诱导的炎性反应、髓核细胞凋亡及基质代谢紊乱，缓解IL-1β诱导的髓核细胞损伤；PGRN的这种抗炎、抗基质降解作用可能与PGRN参与调控NF-κB和β-catenin信号途径有关。

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鸡miR-19a、miR-19b通过靶向抑制LIN9促进前脂肪细胞增殖

宋鹤, 张潇飞, 褚衍凯, 邢天宇, 闫晓红, 李辉, 王宁

中国生物化学与分子生物学报. 2016, 32(8): 943-952. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2016.08.13

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miR-17-92基因簇编码包括miR-19a、miR-19b在内的至少6个miRNA，在鸡细胞的增殖、分化、凋亡及发育等多种生物学过程中发挥重要作用，但其作用机制尚不清楚。生物信息学分析显示，细胞周期调控子LIN9是 miR-17-92 基因簇成员miR-19a和miR-19b的潜在靶点。为验证这一预测，构建含野生型LIN9 3′-UTR荧光素酶报告基因载体（psi-CHECK2-LIN9-3′-UTR-WT）及突变型报告基因载体（psi-CHECK2-LIN9-3′-UTR-MUT），开展靶标LIN9的鉴定。复合转染结合报告基因酶活性测定结果表明，过表达miR-19a和miR-19b能显著抑制含野生型LIN9 3′-UTR的报告基因表达，而过表达miR-19a和miR-19b抑制剂显著提高野生型LIN9 3′-UTR报告基因的表达。实时定量PCR（RT-qPCR）证明，miR-19a和miR-19b 抑制剂对内源性LIN9 mRNA的表达没有影响，提示miR-19a和miR-19b可能不是通过降解mRNA调控LIN9表达。转染结合CCK-8细胞增殖分析显示，在鸡前脂肪细胞过表达LIN9 明显抑制细胞增殖。与此相一致的是，细胞增殖标志分子CyclinD1、c-Myc、PCNA、Ki67 的mRNA表达量明显降低。本研究证实，LIN9是miR-17-92 基因簇成员miR-19a和miR-19b的靶标，同时证实，LIN9抑制鸡前脂肪细胞的增殖。是否miR-17-92基因簇编码的其它mi-RNA成员也以LIN9为靶标尚不得而知，我室正在研究中。

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Ⅱ型葡萄糖异构酶N端随机卷曲序列的嫁接效应

邓辉, 王广林, 陈乃东, 陈乃富

中国生物化学与分子生物学报. 2016, 32(8): 953-961. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2016.08.14

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木糖/葡萄糖异构酶（xylose/glucose isomerase, XIase/GIase）是果葡糖浆生产的关键用酶，也是重要的模式酶，其组成域的结构和功能一直是研究的热点。本研究采用重叠PCR技术将源自超嗜热菌Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus的Ⅱ型葡萄糖异构酶（TTGIase）N端31个氨基酸序列融合到嗜热菌Thermobifida fusca的I型葡萄糖异构酶（TFGIase）的N端，构建了融合蛋白N-TFGIase。发酵实验结果显示，在相同培养和诱导条件下，N-TFGIase菌体单位浓度产酶量比TFGIase高出约40%；酶学检测结果显示，N-TFGIase比酶活较TFGIase高出26%，最适温度较TFGIase高出5℃，75℃下的半衰期较TFGIase延长30%，最适pH较TFGIase降低1.0。序列分析表明，TTGIase N端序列的mRNA二级结构不形成有阻碍的颈环结构，提高了融合蛋白的表达效率；其含有的31个氨基酸残基的疏水性指数均小于0，利于融合蛋白的初始折叠和包装；其含有的酸性氨基酸残基比例约为碱性氨基酸残基比例的两倍，减小了酸性介质环境对融合蛋白分子表面的影响。实验结果提示，将来自超嗜热菌的Ⅱ型XIase/GIase的N端随机卷曲序列融合到I型XIase/GIase N端，能够提高后者的热稳定性、酸稳定性和表达效率等酶学性质，与我们的预测结果相一致，这为酶的分子改造和生产应用提供了参考。

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遗传谱系示踪技术揭示小鼠胚胎前体心外膜向心外膜转化过程

杜建霖, 袁欣, 刘亚杰, 邓松柏,佘强

中国生物化学与分子生物学报. 2016, 32(8): 962-966. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2016.08.15

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心外膜的形成是胚胎心脏发育的关键生理过程之一。利用遗传谱系示踪技术示踪观察前体心外膜向心外膜细胞转化过程，具有重要的科学研究价值。本研究拟利用Tbx18+前体/心外膜祖细胞遗传谱系示踪模型，揭示胚胎心外膜的起源及前体心外膜向心外膜转化的过程。利用整胚和切片原位杂交技术揭示，Tbx18 mRNA特异性表达于胚龄（E）9.5 d小鼠胚胎前体心外膜；故Tbx18是前体心外膜的特异性标记基因。利用整胚X-Gal染色，揭示报告基因Lacz在E9.5 d遗传谱系示踪模型鼠胚前体心外膜中大量表达，此时报告基因从前体心外膜逐渐迁移并开始少量表达于心外膜。Lacz在E10～E10.5 d双杂合鼠胚前体心外膜中表达逐渐减少，而在心外膜组织中逐渐增多；在E11.5 d，报告基因在前体心外膜中表达基本消失，而在心外膜组织中大量表达。切片进行X-Gal染色也揭示，报告基因Lacz定位于早期胚胎前体心外膜及心外膜。免疫荧光染色证实，早期胚胎心外膜细胞呈现未分化的祖细胞状态。通过报告基因的表达变化模式揭示，胚胎心外膜的形成经历了启动、转化、完成3个阶段；E9.5～11.5 d左右这个时间段发生的前体心外膜向心外膜转化，可能是心外膜形成的主要来源和形式。

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