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Ser/Thr蛋白激酶可以把核苷三磷酸(通常情况下是ATP)上的γ-磷酸转移到蛋白质分子的氨基酸残基,在信号转导过程中起着重要的作用。冰岛硫化叶菌中开放阅读SiRe_2056预测是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,在冰岛硫化叶菌(Sulfolobus islandicus)中过表达Holiday Junction解离酶Hje可引起该蛋白转录水平的上调。Hje是一类结构特异的核酸内切酶,可以切割HJ底物,可能参与DNA双链断裂和复制叉停顿等损伤修复过程。前期研究发现,Hje本身可能存在着翻译后修饰。基于此,我们猜测SiRe_2056可能参与Hje的修饰过程。因此,本研究利用冰岛硫化叶菌中建立起来的无标记基因敲除及过表达体系对SiRe_2056进行体内功能和体外生化性质的分析。 首先,构建了一系列的pET22b载体表达并纯化蛋白。因为全长蛋白无法在大肠杆菌中表达,所以我们表达并纯化了一系列C端激酶结构域蛋白(PKC-C-His)和定点突变体蛋白。激酶活性检测试剂盒及体外[γ-32p]ATP实验证明SiRe_2056确实具有激酶活性,既可以磷酸化自身也可以磷酸化Hje和BSA等通用性底物。SiRe_2056在高温如(60℃和65℃)呈现更高的活性,并且偏好Mn2+。把第476位和第510位的天冬氨酸突变为丙氨酸后,失去自磷酸化和磷酸化底物的能力,证实D476和D510是两个关键性的激酶活性位点。 其次我们利用无标记基因敲除体系尝试敲除目的基因,得到纯的整合型转化子。一方面进行突变体增值实验,结果表明反选条件下Sis/pMID-2056菌株可以与Sis/pMID-Hjc菌株同时生长起来,说明基因SiRe_2056是可敲的;另一方面,在反选平板MTSVUF上经过五轮反选,PCR验证发现,菌株中还混有非常少量的野生型细胞。初步进行DNA损伤剂表型分析,发现在有HU和MMS的情况下,敲除培养物的生长趋势较好,对于DNA损伤剂的敏感性降低。说明基因SiRe_2056可能参与有DNA损伤相关的途径。这一点还需要后期再进行进一步的验证。 最后我们尝试在冰岛硫化叶菌体内过表达并分析菌株的表型。过表达菌株的生长曲线表明,全长和激酶结构域蛋白PKC-C-His的过表达都会抑制菌株的生长,D476和D510突变为丙氨酸后抑制趋势解除。当关键性位点D476和D510突变之后激酶活性缺失,蛋白即使过表达也不能抑制生长,说明抑制趋势是依赖于激酶活性的。三个预测自磷酸化位点T525,T592,T606分别突变成丙氨酸(使该位点不能被磷酸化)和谷氨酸(模拟磷酸化的状态)在体内过表达,结果表明PKC-T525A-C-His的过表达菌株正常生长;PKC-T525E-C-His,PKC-T592A-C-His,PKC-T592E-C-His,PKC-T606A-C-His, PKC-T606E-C-His的过表达菌株生长受到抑制,并且出现了大细胞。Western blot分析结果显示这些突变体蛋白都表达了,T525A过表达不抑制细胞生长但T525E仍然抑制,说明该位点可能为SiRe_2056的自激活位点。T592,T606两个位点可能不是激酶活性的关键性位点,即使突变为丙氨酸,推测仍然具有蛋白激酶活性,也不能解除抑制趋势。同时,SiRe_2056-C-His,PKC-C-His,T525E-C-His的过表达菌株中出现大细胞,暗示基因SiRe_2056可能参与细胞生长代谢相关途径的调控。