中国生物化学与分子生物学报

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黄欢李万杰杨冬

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(2): 99-109.

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转运必需内体分选复合物（endosomal sorting complex required for transport, ESCRT）系统是真核细胞中完成内体（endosome）膜内陷以形成多囊泡体（multi-vesicular body, MVB）的分子机器.其主要功能是促进被泛素（ubiquitin）标记的膜蛋白的降解, 还与细胞分裂、病毒出芽、细胞自噬以及真菌pH感知相关. ESCRT系统包括ESCRT-0，-Ⅰ，-Ⅱ，-Ⅲ和Vps4-Vta1共5个蛋白蛋白复合物.晶体学研究已经解析了大部分复合物的结构. 其促使膜内陷的分子机理一般认为分3步. 首先是ESCRT-Ⅰ和-Ⅱ在内体膜上结合并促使内体膜内陷形成初始芽体. 之后，ESCRT-Ⅲ在芽体颈部聚合并导致芽体的剪切，从而将内腔囊泡（intralumenal vesicles, ILVs）释放到内体腔内，形成MVB. 最后，Vps4/Vta1复合物则以水解ATP提供能量将聚合的ESCRT-Ⅲ解聚以循环使用，完成更多的出芽过程.本文将对ESCRT系统的结构、出芽机理和生物功能几方面做一个综述.

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病毒RNA如何逃避宿主细胞的降解

谢兆辉

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(2): 110-116.

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细胞RNA的降解机制不仅在基因表达调节方面具有重要作用，而且也是一种重要的病毒防御机制. 作为一种必须在细胞内增殖的微生物，病毒已经进化出了多种机制，以保护它们的RNA免被宿主细胞降解，如病毒RNA模拟宿主细胞mRNA的结构、形成磷脂包膜、形成局部二级结构、结合自己或宿主细胞编码的蛋白质和编码核酸酶增强宿主细胞mRNA降解等. 本文主要论述了病毒RNA逃避宿主细胞降解的方式，并对其应用前景进行了展望，尤其是在研发抗病毒药物方面的应用前景.

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PcG蛋白复合体对Hox基因调节的研究

季思涵管祎祺吴向伟薛丽香

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(2): 117-121.

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PcG蛋白广泛参与到生长、发育、增殖、分化以及肿瘤发生等重要过程.而目前为止对PcG蛋白的靶基因研究最透彻的就是Hox家族. Hox基因存在于一个高度保守的基因簇内，在调控维持正常发育及肿瘤发生中有重要作用.一般认为，PcG蛋白复合物对Hox基因进行以组蛋白表观修饰为主的沉默作用，指导Hox基因适时适地发挥功能. 同时，这个过程还需要DNA连接蛋白、ncRNA等分子的辅助.本文对Hox基因和PcG蛋白的组成和功能进行介绍，并重点归纳总结了对二者关系的经典和最新认识.

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β-Arrestins参与GPCRs信号通路的分子机制

项荣胡艳曹贝贝

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(2): 122-127.

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β-抑制蛋白(βarrestins)是一类在β肾上腺素受体激酶（βARK)提纯过程中发现的重要支架蛋白和信号调控因子；G蛋白偶联受体（GPCRs）为7次跨膜受体，在细胞信号转导中发挥关键作用，是很多临床药物的作用靶点. β-抑制蛋白作为衔接蛋白，调控GPCRs相关的信号通路，介导GPCRs的脱敏、内化、循环、复敏等生理过程，影响多种疾病的进程. 本文总结了β-抑制蛋白参与GPCRs信号通路的研究进展，侧重阐明了其中的分子机制，以期为开发新一代调控GPCRs功能活性的相关药物提供理论基础.

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肽类抗生素生物合成基因簇在Escherichia coli中的异源表达

顾斌斌何山朱鹏严小军

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(2): 128-138.

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微生物能够产生众多结构和生物活性多样的次生代谢产物，而其生物合成基因簇的挖掘和异源表达是药物创新和产量提高的必要前提. 在过去20年里，大量重要天然产物的生物合成基因簇在微生物中被不断的发现. 在这些被挖掘的基因簇中，肽类抗生素的生物合成基因簇占了很大比重.肽类抗生素因具有抗菌、抗肿瘤、抗病毒等多种生物学活性而备受化学家和药物学家的重视. 如能了解它们的生物合成机制，实现其基因簇的异源表达，将使合理化遗传修饰生物合成通路获取结构类似物（药物开发）和提高产量成为可能. 大肠杆菌作为最广泛、最成功的表达体系，常用来表达外源基因，但一般只能表达一个或几个基因，却很少有用它来表达整个生物合成基因簇. 2001年，Khosla和Cane在E.coli中成功异源表达了一个复杂聚酮天然产物（红霉素苷原6dEB）基因簇. 这是首个有关在E.coli中异源表达天然产物生物合成基因簇的研究. 至此之后，大肠杆菌开始作为生物合成基因簇的异源表达宿主，越来越受到相关领域的重视. 紧接着核糖体肽和非核糖体肽生物合成基因簇也相继在大肠杆菌中成功异源表达. 本文对肽类抗生素生物合成基因簇在E.coli中的异源表达进行了综述.

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皮质抑素在内分泌系统中的作用

王京兰习欠云张永亮

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(2): 139-143.

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皮质抑素（cortistatin, CST）是一种新型神经内分泌肽，因其在皮质中大量表达并抑制皮质的功能而得名，属于生长抑素基因家族新成员，与生长抑素(somatostatin)具有结构同源性．CST能与生长抑素受体、生长素释放肽受体、Mas相关基因2受体结合，发挥多种生物学效应，如诱导慢波睡眠、参与炎症过程、调节神经内分泌．研究表明，就内分泌系统而言，CST是生长抑素的一种天然替代物．本文重点从细胞、整体水平对CST在内分泌系统中的作用做一简介．

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白桦叶绿体RNA结合蛋白的蛋白质组学分析

乌凤章王柏臣杨传平

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(2): 144-150.

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在高等植物叶绿体中，RNA结合蛋白在转录后RNA处理、运输以及mRNA的稳定等方面发挥重要作用.本项研究使用多聚腺苷酸(polyA）吸附柱或单链DNA(ssDNA)吸附柱富集白桦叶绿体的polyA结合蛋白或RNA结合蛋白，并通过MALDI-TOF-MS以及ESIMS/MS进行鉴定,13个叶绿体蛋白质得到了鉴定.按照SwissProt数据库的注释，这些蛋白质的功能主要包括4个相关种类，分别为NAD结合蛋白、RNA结合蛋白、DNA结合蛋白和ATP结合蛋白.使用这些方法还鉴定出包括转录因子的4个高丰度蛋白.这些结果加深了对树木中叶绿体RNA结合蛋白的全面了解，可以将其应用于其他树木叶绿体中RNA蛋白质的相互作用的研究.

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慢病毒载体介导shRNA干扰IL-6Rα基因表达削弱IL-6对猪脂肪细胞分化的影响

杨永青刘凤兰秦素荣

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(2): 151-160.

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为研究白细胞介素-6(IL-6)对猪脂肪细胞分化的影响及其分子机制，构建猪IL6Rα基因RNA干扰（RNA interference, RNAi）慢病毒载体；用IL-6Rα-RNAi重组慢病毒预处理原代培养的猪前体脂肪细胞或不处理, 然后用100 ng/mL IL-6处理分化第6 d的脂肪细胞48 h．通过测定甘油释放量检测脂肪细胞的脂解率；油红O染色提取法测定脂肪细胞的脂质含量；采用RT-PCR 和Western印迹检测脂肪细胞分化相关基因的mRNA 和蛋白表达．结果显示，IL-6显著抑制猪脂肪细胞分化，并下调PPARγ2、Perilipin A和IRS-1的mRNA及蛋白表达，同时增强ERK1/2磷酸化；IL-6Rα-RNAi预处理前体脂肪细胞则显著逆转IL6的上述作用．总之，IL-6通过多重机制抑制猪脂肪细胞分化；而且本研究构建的IL-6Rα-RNAi重组慢病毒载体可有效阻断IL-6信号，为进一步研究IL-6的功能奠定了基础．

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MicroRNA-449a/b抑制人结肠癌细胞内Fra-1的表达

吴建民樊淑玉

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(2): 161-167.

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MicroRNAs (miRNAs) 是一类长度约为22 nt的非编码的调控性小RNA，它们在诸多的生命活动中发挥重要作用，如参与调控细胞的增殖、分化、凋亡以及肿瘤的发生发展. MicroRNA-449a/b (miR449a/b) 是脊椎动物中进化保守的miRNA，作为抑癌基因，参与了许多癌症的发生过程，但其在结肠癌中的作用尚不清楚. 本文利用实时荧光定量技术研究了miR-449a/b在结肠癌组织中的表达. 利用双荧光素酶报告基因检测系统及Western印迹鉴定miR-449a/b的靶基因. 应用MTS法和Transwell分别检测miR-449a/b对结肠癌细胞增殖和迁移的影响. 检测组蛋白乙酰化酶抑制剂曲古菌素A (trichostatin A, TSA) 对结肠癌细胞中miR-449a/b表达的影响. 研究结果表明：与正常结肠组织相比，miR-449a/b在结肠癌组织中低表达；miR449a/b能够结合到FRA-1 mRNA 3′-非翻译区 (3′-untranslated region, 3′-UTR)，从而抑制结肠癌细胞HCT116内源Fra1的表达；外源转染miR-449a/b明显抑制结肠癌细胞HCT116的增殖和迁移；并且TSA处理能够诱导结肠癌细胞HCT116中miR-449a/b的表达. 以上结果提示: miR-449a/b可能通过抑制靶基因Fra-1的表达，进而抑制结肠癌细胞的增殖和迁移．

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基于生物信息学的抑癌基因NDRG2相互作用蛋白预测及验证

牛天水刘学武李霞茹懿王秦豪张璟

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(2): 168-174.

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NDRG2(NMyc downstream regulator gene 2)是NDRG 家族成员之一. 以往研究表明,该家族与细胞的增殖和分化有关. 而该分子参与的细胞信号通路及调节机制尚未阐明. 本研究利用保守蛋白间相互作用（interologs）的生物信息学方法预测NDRG2相互作用分子，并通过免疫共沉淀（Co-IP）及His pull-down蛋白体外结合实验方法对预测结果进行验证. 生物信息学软件预测和分析结果表明，细胞中存在多个可能与NDRG2发生相互作用分子.结合文献报道，从中选取了3个候选分子Gnb1、 Rgs16及 Rgs5进行分子生物学实验验证.Co-IP及His pull-down实验结果表明，3个候选分子中,Rgs5蛋白能够和NDRG2蛋白相互作用，而其它2个候选分子与NDRG2的相互作用未获得实验室方法的验证.研究结果表明，生物信息学分析与实验室验证相结合是一种高效省时的蛋白质相互作用研究策略.通过这种策略证实NDRG2可以与 Rgs5蛋白相互作用，为后续NDRG2功能的研究提供了有效的线索.

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生理pH条件下精氨酸脱亚胺酶的分子改造研究

倪晔刘梦晗张龙章凯孙志浩

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(2): 175-182.

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精氨酸脱亚胺酶（arginine deiminase，EC 3.5.3.6，ADI）因其可作为精氨酸营养缺陷型肿瘤细胞的靶向治疗药物而受到广泛关注. 目前，支原体来源的重组ADI处于肝癌和黑素瘤的三期临床研究阶段. 作为药用酶，当前报道的ADI在体内生理条件下普遍存在酶活低、半衰期短、底物亲和性弱等局限性.本研究结合随机突变及基于理性设计的定点突变两种方法，对研究室前期自主筛选得到的变形假单胞菌Pseudomonas plecoglossicida来源的ADI经一轮定向进化后所获优势突变株M314(A128T/H404R/I410L)进行分子改造.通过对随机突变法获得的1480个突变株进行96孔板高通量筛选，得到优良突变株M173(A128T/H404R/I410L/K272R)；同时，基于同源序列比对及ADI蛋白三维结构同源建模，采用PyMOL软件理性预测和分析其活性中心及附近保守区域氨基酸位点对蛋白功能的影响，选择了6个位点D78E、L223I、P230I、S245D、A275N、R400M分别在M314的基础上进行定点突变，最终获得优势突变株M04(A128T/H404R/I410L/S245D). 通过对突变株的酶学性质以及动力学参数分析发现：生理pH值下，突变株M173的酶比活（12.32 U/mg）在M314（9.02 U/mg）的基础上提升3659%，Kcat/Km提高5236%；而突变株M04的最适pH由6.5升高至7.0，更接近体内生理pH，其比酶活（14.66 U/mg）较M314提升62.53 %，Kcat/Km提高了37.12%. 综上结果，本研究结合两种分子改造方法成功地对该ADI在生理pH条件下的酶活和酶学性质进行了改良，并为蛋白质的分子改造策略提供了理论基础和实验依据.

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MER-ERK信号通路调控H3K27me3甲基化酶和去甲基化酶基因表达的研究

李晶,张云生,李宁,石国庆,刘守仁,柳楠

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(2): 183-188.

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在人的某些癌症细胞中，组蛋白H3K27me3甲基化酶EZH2基因存在过表达的现象，很多研究已经证明，这可能是受MEKERK信号通路调控的.为了确定这种调控模式在小鼠细胞系中是否同样存在，以及MEKERK信号通路是否同时调控H3K27me3甲基化酶EZH1基因和去甲基化酶UTX、JMJD3基因的表达,用RTPCR和Western印迹方法检测不同浓度的MEKERK抑制剂U0126（0、10、20、40 μmol/L）对C2C12、C127、NIH3T3三种小鼠细胞系处理后，EZH1、EZH2基因和UTX、JMJD3基因表达变化.结果显示：MEK-ERK抑制剂处理后，3种细胞中EZH1和EZH2基因的表达与对照相比都有不同程度的降低，其中EZH2基因表达变化在C2C12、NIH3T3两种细胞达到显著水平(P<0.05). H3K27me3去甲基化酶UTX、JMJD3基因在3种细胞中表达均有升高，JMJD3升高达到显著水平（P<0.05).因此，在小鼠细胞系MEKERK信号通路可能参与调控EZH2、JMJD3基因的表达，但对EZH1、UTX基因的表达调控作用不明显.
关键词MEKERK信号通路;

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采用双荧光素酶报告法验证乳腺癌中miR-155靶标

孟丽,纪婷,李鹿丰,张喜平,杨红健,朱聪,郭江峰,丁先锋

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(2): 189-195.

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MiR-155与乳腺癌发生发展密切相关. 本研究以乳腺癌组织和血清中均显著高表达的miR155为研究对象，利用TargetScan和PicTar预测miR155的靶基因. 根据miR155与靶基因结合的保守性、动力学及靶基因功能，筛选出miR155的靶基因ACTA1（actin alpha 1, skeletal muscle）和CEBPB（CCAAT/enhancer binding protein beta），并用双荧光素酶报告法验证. 将ACTA1和CEBPB的3′-UTR（3′-untranslated region）全长序列载入海肾荧光素酶基因的下游，并构建结合位点的突变序列，得到pRL-TK-Aw、pRL-TK-Am、pRL-TK-Cw、pRL-TK-Cm载体.不同海肾荧光素酶载体转染Bcap37乳腺癌细胞，同时转染miR-155及内参对照萤火虫荧光素酶载体pGL3-control. 根据不同转染的海肾荧光素酶表达活性，运用SPSS软件分析，结果显示,CEBPB是miR-155在乳腺癌中的直接靶基因（P< 0.05）. miR-155通过下调CEBPB影响乳腺癌的发生.

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