中国生物化学与分子生物学报

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黄胜和吴初新李东明饶泽昌胡成钰

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(8): 699-703.

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Z-DNA是一种非常独特的DNA二级结构.与B-DNA相比，Z-DNA最显著的结构特征是左手螺旋和磷酸-核糖骨架呈“zigzag”状. 虽然目前对Z-DNA功能的了解还不确切，但毫无疑问，Z-DNA与基因的转录和调控密切相关. 一方面，在体内Z-DNA在基因转录过程中产生；另一方面，分布于启动子等不同区域的Z-DNA又可以反过来调控基因的转录, 即Z-DNA能够增强一些基因转录，也能抑制某些基因的表达，但其调控机制还不清楚.这种调控似乎与Z-DNA在启动子中的位置、基因和细胞类型有关.研究Z-DNA的形成及其与基因转录的关系对理解基因转录调控理论具有十分重要的意义.

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HBx参与肝细胞癌发生发展调控的分子机制

林丛杨冬姜颖贺福初

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(8): 704-710.

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肝细胞癌 (hepatocellular carcinoma, HCC)是我国最常见的恶性肿瘤之一，而HBV慢性感染是肝癌发生的主要原因.乙型肝炎病毒(HBV)中X基因编码的一种多功能蛋白(HBx)，参与众多重要生物学过程的调控，并促进肝细胞癌的发生. 早期研究表明,HBx在HCC发生过程中发挥重要的调控功能，但其确切分子机制尚未完全明确. 近几年，HBx参与生物学过程的分子机制研究有了较快的进展. 有趣的是，研究发现,HBx在不同的细胞系以及HBV感染的不同阶段发挥促抑凋亡的双重作用，HBx还参与细胞自噬的调控. 此外，在HBx参与细胞增殖及肿瘤侵袭和转移等方面，也产生了一些新的认识. 本文将从HBx对肝细胞凋亡、自噬和增殖的调控及其对肝癌细胞转移和侵袭的调控等方面，对HBx参与肝细胞癌发生发展调控机制做一综述.

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细菌全局性调控因子CsrA的结构与功能

郑丽平赵振芳冯永君

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(8): 711-718.

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碳存储调控因子A (carbon storage regulator, CsrA) 是一种RNA结合蛋白，在细菌的碳代谢、生物被膜形成、运动性、病原菌毒力、群体感应、环二鸟苷酸信号合成、应激感应等多种生理过程中具有重要调节功能，是全局性调控蛋白.它通过与靶标mRNA的特异结合，抑制其翻译或增强其稳定性来调控下游基因的表达，属于转录后调控因子的范畴.CsrA蛋白的表达与活性受碳存储调控(Csr)系统本身多个自主调节回路的精密控制：　一些小的非编码RNA (snmRNAs,如CsrB/C）作为拮抗因子与CsrA二聚体结合并抑制其活性；而这些snmRNAs在体内又可在CsrD的辅助下被核糖核酸内切酶E和多核苷酸磷酸化酶降解，释放CsrA的活性.当前,对于Csr系统的调节作用、调控通路与机制的研究是细菌学研究的热点，本文综述了该蛋白及Csr系统的结构、功能和作用机制的最新研究进展.

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锌金属蛋白酶家族介绍及结构机理研究进展

郑媛盛军纪晓峰郑兰红孙谧

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(8): 719-726.

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锌金属蛋白酶是一类分布广泛，种类繁多的水解酶家族，是近年来人们研究的热点．一般来说，HEXXH保守序列一直都作为锌金属蛋白酶家族分类的依据．除此之外，不同种类的酶还有一些其它的序列特征．谷氨酸锌蛋白（gluzincin）在锌离子配体处共有2组保守区域；甲硫氨酸锌蛋白（metzincin）则拥有1个延长的保守序列HEBXHXBGBXH，里面包含了第3个His配体．大量的金属蛋白酶晶体结构被解析出来，从中可以发现该类酶的活性中心都包含有1个锌离子．锌金属蛋白酶的催化机理通常认为是锌离子与1个水分子结合活化而成．但是,最近的发现证实了并不是所有的锌金属蛋白酶催化都需要水分子参与活化．在本文中，综述了这些已发表的锌金属蛋白酶家族的分类、结构特征、底物特异性识别和催化机理．

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八肋游仆虫第二类肽链释放因子核定位信号分析

常文娟，李毳，申泉，柴宝峰

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(8): 727-733.

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蛋白质合成终止过程中肽链释放因子负责终止密码子的识别.真核生物第二类肽链释放因子（eRF3）是一类GTP酶，协助第一类肽链释放因子（eRF1）识别终止密码子和水解肽酰tRNA酯键.之前的研究表明,两类肽链释放因子在细胞核中发挥功能,参与蛋白质合成和纺锤体的组装.本研究根据软件预测结果,构建了一系列八肋游仆虫eRF3的截短型突变体，分析在其N端是否存在引导eRF3的核定位信号.结果表明，在eRF3的N端有两个区域（NLS1:23-36 aa 和 NLS2: 236-272 aa）可以引导eRF3进入细胞核中，而且这两个区域具有典型的核定位信号的氨基酸序列特征. eRF3的核定位与其作为一种穿梭蛋白的功能相一致，即参与细胞有丝分裂纺锤体的形成和无义介导的mRNA降解途径.

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多种S1断裂内含肽的体内交叉反应

宋慧玲孟清刘相钦

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(8): 734-739.

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断裂内含肽含有两个独立分离的多肽片段(N端内含肽和C端内含肽)，它催化蛋白质反式剪接反应，在蛋白质研究与蛋白质工程中已得到诸多实际应用.在蛋白质反式剪接过程中，内含肽的N端内含肽和C端内含肽通过结构互补特异性地非共价组合.然而，Ssp DnaX S1型断裂内含肽的较大C端内含肽片段近来被发现能够与源自其它内含肽的N端内含肽片段交叉反应，表明蛋白质内含子Ssp DnaX具有结构杂交特征.本研究对另外2种S1型内含肽Rma DnaB和Ssp GyrB的较大C端内含肽与不同S1型断裂内含肽的N端内含肽交叉反应活性进行分析检测.目的是探讨S1型断裂内含肽的结构杂交特征是否具有普遍性.结果发现，Rma DnaB的S1 C端内含肽能够与Ssp GyrB的S1 N端内含肽交叉反应，却不能与Ssp DnaX的S1 N端内含肽交叉反应；与此相似，Ssp GyrB的S1 C端内含肽能够与Rma DnaB的 S1 N端内含肽交叉反应，却不能与Ssp DnaX的S1 N端内含肽交叉反应.此外，某些交叉反应表现出温度依赖性.这些结果对于内含肽的结构功能关系以及S1型断裂内含肽的应用研究具有重要的意义.

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弱碱性消癌液抑制乳腺癌细胞生长、转移并介导其消亡

黄裕兵，刘革力，龙银江，麦力，张冀，马冬梅，易发平，卜友泉，宋方洲

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(8): 740-750.

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为了研究新的肿瘤治疗方法，设计了1种弱碱性消癌液（weak alkaline cancer-eliminating liquid，WACEL），测试WACEL是否抑制癌细胞的生长转移及消亡.在体外,检测WACEL对3种细胞株，即子宫颈鳞癌细胞SiHa、非小细胞肺鳞癌细胞H1299、人乳腺癌细胞MDA-MB-231的生长增殖、细胞周期、细胞凋亡、侵袭转移的影响. 在体内，建立人乳腺癌裸鼠颈背皮下移植瘤模型，观察WACEL对裸鼠皮下肿瘤生长转移的作用. 研究结果发现,WACEL明显抑制3种细胞系的生长增殖，G2/M期细胞增多，出现G2/M期阻滞，阻止细胞周期的进程. 细胞形态呈圆状，细胞核浓缩，caspase-3活性检测增加，线粒体的膜电位降低，细胞凋亡；活细胞数目减少，细胞膜破裂，发生消亡现象，癌细胞迁移明显减少（P﹤0.001）.目标基因SCCA1、cyclinB1、MMP-2以及MMP-9 的mRNA表达水平下调，caspase-3的mRNA表达水平上调；SCCA1、cyclinB1和MMP-2蛋白表达下调，caspase-3蛋白表达上调.体内动物实验发现，处理组的肿瘤生长较对照组明显缓慢，肺组织HE染色未见明显癌细胞转移，而对照组可见癌细胞转移. WACEL能抑制乳腺癌细胞的生长、转移并介导其消亡.本研究系统分析WACEL与癌细胞本身及其pH微环境之间的相互作用机制，发现其改变癌细胞所处的微环境的重要性.

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EGR1促进前列腺增生上皮细胞系 BPH-1的增殖

宁召臣石建党周颖杜小玲张琚

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(8): 751-758.

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早期生长反应基因1（early growth response gene 1, EGR1）属于锌指结构的转录因子，表达受多种因素调节，其蛋白至少参与对30种以上靶基因的调控. EGR1在前列腺癌中作为癌基因其表达量与肿瘤的恶性程度成正比，而在良性前列腺增生（benign prostatic hyperplasia, BPH）中其机制和功能尚不明确. EGR1在大鼠和人BPH组织中表达升高, 提示EGR1在BPH进程中发挥重要作用. 通过构建EGR1表达载体，以及EGR1稳定转染的良性前列腺增生上皮细胞系BPH-1，可见过表达EGR1的BPH-1细胞增殖能力升高. 通过转染siRNA将EGR1表达抑制，BPH1细胞的增殖水平下降. 雌激素在BPH疾病进程中发挥重要作用, 在BPH1细胞中，雌二醇 (estradiol, E2) 能促进EGR1的核迁移，从而激活其转录活性. 在EGR1稳定转染的BPH1细胞系中胰岛素样生长因子2 (insulinlike growth factor 2, IGF2) 的表达上调，表明EGR1可以调控IGF2的表达. 同时发现，E2可上调BPH-1细胞中 IGF2的表达，而将EGR1敲除后上调效果消失, 说明E2通过EGR1来调节IGF2的表达. E2对EGR1及其靶基因的调节可能是E2参与影响BPH的重要环节. 本文为进一步研究E2和EGR1在BPH中作用奠定了基础.

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靶向UL27shRNA抑制Ⅱ型单纯疱疹病毒在HEK293细胞中的复制

吕延成，潘晓瑜，周丹丹，袁俊杰，黄畅

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(8): 759-766.

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按照shRNA(small hairpin RNA)设计原则，针对Ⅱ型单纯疱疹病毒(herpes simplex virus type 2, HSV-2)的UL27基因序列保守区域筛选设计、合成4条干扰靶序列并构建表达UL27序列特异性siRNA(short interfering RNA)的质粒载体pGPU6/GFP/Neo．通过脂质体介导重组表达载体转染HEK293细胞 (human embryonic kidney 293 cell)再接种HSV-2．采用实时荧光定量PCR(real-time fluorescent quantitative PCR)技术检测UL27各组的mRNA转录水平，终点滴定法检测细胞上清液中的病毒滴度，四甲基偶氮唑盐(four methyl thiazolyl tetrazolium, MTT)法测定细胞存活率,Western印迹法检测蛋白表达效果．结果显示，UL27shRNA75组对UL27基因mRNA表达抑制效果最佳，同时能显著抑制感染细胞的CPE(cytopathic effect, CPE)，降低上清液中的病毒感染滴度，提高细胞的生存率，抑制UL27基因的蛋白表达．提示本研究构建的pGPU6/GFP/Neo-UL27表达载体能在细胞水平上不同程度地干扰HSV-2 UL27基因表达，抑制HSV-2在HEK293细胞中复制．

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碳酸酐酶CA9改变胞内pH影响舌癌的化疗

贾小婷郑国沛尹江张子娟贺智敏

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(8): 767-772.

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平阳霉素PYM（pingyangmycin）是舌癌最常用的化疗药物之一，而碳酸酐酶（carbonic anhydrase IX precursor, CA9）参与舌癌细胞对PYM的耐受. 有迹象表明,这种耐受的产生与CA9调节胞内pH的功能有关. 本文拟从此现象出发，探讨CA9的胞内pH调节功能对舌癌细胞化疗的影响. 以BCECFAM探针法评估实验细胞胞内pH的变化，并通过对比PYM与CA9抑制剂乙酰唑胺（acetazolamide，Atz）处理Tca8113/PYM细胞、PYM处理的Tca8113细胞及PYM处理的Tca8113/PYM细胞各组细胞中细胞凋亡标记物caspase 3的活化状态，以评估CA9的胞内pH调节功能对PYM诱导舌癌细胞凋亡的影响. Hoechst染色观察表明，经PYM和Atz共处理Tca8113/PYM细胞及经PYM处理24 h后的Tca8113细胞均出现细胞染色质固缩、细胞核呈碎石状和线粒体空泡化现象，表现出细胞凋亡状态，而对照组未见明显变化. Western印迹检测发现,经PYM处理的Tca8113细胞和经PYM与Atz共处理的Tca8113/PYM细胞中凋亡标志物caspase 3均处于活化状态，BCECF-AM探针检测发现,其胞内pH明显降低,对照组不见上述诸状. 由此可见,CA9在胞内pH调节中发挥重要作用，使用Atz抑制CA9活性，将会引起胞内pH值降低，促使PYM耐受舌癌细胞对PYM化疗增敏，可能有助于提高化疗效果.

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真核翻译延伸因子1A蛋白家族功能位点的进化踪迹分析

周峰刘燕马永贵黄原

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(8): 773-782.

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真核翻译延伸因子1A（eEF1A）是真核生物蛋白质翻译过程中能将氨酰tRNA运送到核糖体A位点参与多肽延伸反应的多功能蛋白质. 本文主要利用多种生物信息学分析工具进行地中海涡虫翻译延伸因子1A（SmEF1A）蛋白序列的查找与eEF1A直系同源蛋白的搜索, 并基于90条直系同源蛋白进行eEF1A蛋白家族的进化踪迹分析和SmEF1A蛋白功能位点的比较研究. 结果表明，在eEF1A蛋白家族中共识别到338个踪迹残基位点和20个踪迹残基富集区域，SmEF1A蛋白的功能位点与踪迹残基位点密切相关，与GTP/Mg2+结合相关的S21、T72、D91、G94等重要位点均为全家族保守的踪迹残基,N糖基化、磷酸化等蛋白修饰位点中踪迹残基位点往往是被修饰的部位或修饰功能发挥的关键辅助位点,而位于分子表面的配基结合口袋则与20个踪迹残基富集区域在分子表面形成的踪迹残基簇关系密切. eEF1A蛋白家族的进化踪迹分析为eEF1A蛋白重要功能区域关键残基的确定和未知功能位点的预测提供了重要信息.

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锌胁迫下小麦SSH文库的构建及初步分析

柴兴苹张玉秀谭金娟王建武陈煜娴柴团耀

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(8): 783-790.

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Zn是植物必需的微量元素，同时也是近年来造成环境污染的重金属元素之一.为了从基因表达水平揭示小麦Zn胁迫响应的分子机制，本研究利用抑制差减杂交(suppression subtractive hybridization，SSH)技术构建了Zn胁迫（0.5 mmol/L,1 mmol/L）下小麦的正反向SSH文库.从正反向文库中随机挑选阳性单克隆，并利用通用引物T7/Sp6对其进行验证. 结果显示，正反库中分别获得307和821个EST序列，其片段长度在200～1 000 bp之间，它们反映了Zn胁迫下特异响应的基因.利用BLASTn和BLASTx将这些EST序列进行比对分析，在正、反库中分别筛选出221和641个uniESTs，其中751个uniESTs被注释（包括正库中193个和反库中558个）.这些序列的功能主要涉及信号转导、抗氧化防御、转录与翻译、物质运输、核糖体结构、能量代谢，以及一些功能未知的基因.

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MicroRNA-21可促进金华猪胚胎肝脏生长

李艳华马义涛周辉云王颖徐宁迎

中国生物化学与分子生物学报. 2013, 29(8): 791-795.

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microRNAs是一种小分子非编码RNA，广泛参与细胞的生长发育、分化和凋亡等生物学过程. microRNA-21(miR-21)是一个在实体肿瘤中高表达的miRNA，可促进癌细胞增殖. 为了研究miR-21在金华猪生长过程中的作用，本试验选取了金华猪80日龄胚胎的心、肝、脾、肺、肾、小肠、胰脏、皮脂组织，进行miR-21组织表达谱研究，结果发现miR-21在肝脏中的表达最高. 进一步以肝脏为对象，研究miR-21在金华猪不同生长阶段中的表达，结果显示胚胎80日龄的miR-21表达量最高（P<0.01），其次是胚胎期的60日龄和105日龄，出生后1至120日龄miR-21的表达量均维持在较低的水平且相互之间差异不显著(P>0.05). 利用KEGG软件对miR-21预测的靶基因进行通路归类分析表明miR-21参与细胞代谢、生长等过程，从中选择两个抑制细胞增殖的靶基因，增强子结合蛋白（CCAAT/enhancer binding protein，Cebpa) 和原肌球蛋白1基因（tropomyosin 1，Tpm1)，qRT-PCR检测二者在不同生长阶段的mRNA表达量，结果其表达趋势与miR-21相反，其中胚胎期80天表达量最低(P<0.05). 综上表明miR-21可能具有促进胚胎肝脏生长的作用.

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