EoRab43参与游仆虫细胞内大核周围的物质运输

Rab家族蛋白是真核细胞内膜泡运输途径中重要的调节因子。EoRab43是八肋游仆虫中一种编码非典型Rab蛋白的基因。本研究依据已获得的EoRab43基因序列设计引物．从八肋游仆虫大核DNA中扩增了EoRab43基因的3’端153bp片段,即EoRab43 153bp（对应于EoRab43蛋白的C末端50个氨基酸,EoRab43C）,构建重组表达质粒pGEX—EoRab43,53bp转化大肠杆菌BL21（DE3）进行表达．纯化后的融合蛋白GST—EoRab43C免疫BALB／c小鼠制备多克隆抗体。经检测,制备的抗体具有较高的效价及良好的特异性。利用制备的抗体对EoRab43在游仆虫细胞内进行免疫荧光定位．结果显示该蛋白主要定位于该生物细胞内大核染色体的周围。     

八肋游仆虫Rab家族基因克隆和多样性分析

Rab蛋白是在真核细胞内膜泡运输过程中起重要调节作用的一类小分子Ras-like蛋白,为Ras超家族中最大的家族。Rab家族成员在不同的生物中表现出数量的多样性和功能上的分化。为进一步了解Rab蛋白的多样性及其在真核细胞内膜泡运输网络中的功能,本研究利用游仆虫大核染色体特异的端粒结构和基因大小的染色体结构特征,通过简并引物PCR方法从八肋游仆虫(Euplotes octocarinatus)中克隆到9种新的Rab基因,分别为EoRab1A、EoRab2b、EoRab2c、EoRab2d、EoRab6、EoRab7、EoRab2-like、EoRabL2和EoRan(GenBank登陆号为HM371131～HM371139)。序列分析表明,游仆虫中Rab基因家族成员既包括具有维持细胞结构核心功能保守基因,又包括为适应环境而进化出的特殊功能的新基因。     

游仆虫Rab蛋白基因的克隆表达与纯化

为对单细胞原生动物纤毛虫中Rab蛋白的功能进行研究 ,进而探讨以胞吞和胞吐为主要物质交换途径的纤毛虫中囊泡定向运输的机理 .利用PCR技术从游仆虫大核DNA及cDNA中扩增出rab基因 ,并进行了序列分析 ,该基因全长为 783bp ,两端为端粒序列 ,编码框为 6 2 4bp ,编码 2 0 7个氨基酸 ,开放读框中有 3个TGA ,在此编码半胱氨酸 .利用定点突变将rab基因中 3个TGA突变为通用半胱氨酸密码子TGC .将游仆虫Rab蛋白基因构建于原核表达载体pGEX 4T 2中 ,得到的重组质粒pGEX Eorab1转化至大肠杆菌BL2 1(DE3)中 ,IPTG诱导表达 .表达产物与抗GST抗体在 4 9kD处有很强的交叉反应 .融合蛋白GST EoRab1通过亲和层析柱纯化和凝血酶的切割 ,再经两步纯化得到电泳纯的游仆虫Rab蛋白 .     

八肋游仆虫Rab家族新成员Eo-rab-1N基因的克隆与序列分析

Rab蛋白家族属于小分子GTP结合蛋白家族Ras超家族中最大的亚家族,主要在囊泡运输中起作用。本实验运用PCR、RT-PCR等技术,从八肋游仆虫中克隆到一种新的rab基因。序列分析结果表明：在大核中,该基因全长884bp,除去两端的端粒与非编码区,该基因在大核中由723bp组成。从小核中克隆相应的基因片段,此基因片段序列与大核中序列一致,表明该基因在小核中无内部删除序列的存在。通过RT-PCR,从mRNA获得的该基因的开放读框为663bp,表明该基因在转录过程中有内含子的删除。大核基因序列和cDNA序列比较,发现60bp的内含子序列位于大核基因的153~212bp之间,并符合一类内含子GU-AG剪切规则。在遗传密码使用上,该基因内部含有2个TGA,在游仆虫中编码半胱氨酸。同时首次发现,八肋游仆虫基因使用TAG作为终止密码子。NCBI上序列比对表明该基因翻译的蛋白与其它物种Rab1蛋白的同源性达49%~52%,因此我们将它命名为Eo-rab-1N,GenBank登录号为DQ105562。Eo-rab-1N与其他物种的Rab1蛋白构建进化树,发现该蛋白的进化与物种的进化保持一致,表明该基因在细胞中具有重要功能。     

EoRab11a在游仆虫及HEK293T细胞中的定位

Rab11是一种在真核生物细胞生命活动过程中发挥多种调控作用的小分子GTP酶.EoRab11a是八肋游仆虫中的Rab11蛋白同源物,为了解EoRab11a蛋白在细胞中的功能,本研究将EoRab11a基因克隆到哺乳动物表达载体pEGFP-C2中,构建重组表达质粒pEGFP-C2-EoRab11a,转染HEK293T细胞并观察其细胞定位.在间期HEK293T细胞中,EoRab11a定位于细胞核附近;在游仆虫细胞中,EoRab11a具有相似的分布模式.在HEK293T细胞的胞质分裂过程中,EoRab11a在分裂沟附近、分裂沟收缩区、以及最后形成的中间体处分布,提示EoRab11a可能参与了胞质分离过程中分裂沟及中间体处的膜泡运输事件.     

游仆虫EoRab2a蛋白的表达、纯化及定位分析

Rab GTPase家族蛋白是真核细胞内膜系统转运途径中重要的调控因子,不同的Rab家族成员在细胞具有功能多样性。为了解Rab2的功能,八肋游仆虫EoRab2a基因连接入原核表达质粒pGEX-6P-1中,获得重组表达质粒pGEX-6P-1-EoRab2a。质粒pGEX-6P-1-EoRab2a转化大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导,大肠杆菌BL21(DE3)/pGEX-6P-1-EoRab2a高效表达了可溶性GST-EoRab2a蛋白。融合蛋白GST-EoRab2a经亲和层析获得电泳纯蛋白。纯化后的GST-EoRab2a免疫BALB/c小鼠制备多克隆抗体。ELISA和Western blotting检测显示制备的抗体效价1∶25600,特异性良好。免疫荧光定位表明EoRab2a在游仆虫细胞质中点状分布,推测参与内质网与高尔基体间膜泡转运。       

游仆虫Rab家族成员Eorab1f基因的克隆、表达及多克隆抗体制备

Rab家族蛋白在真核细胞囊泡转运过程中起关键作用。为进一步研究该家族成员的功能, 本研究从八肋游仆虫(Euplotes octocarinatus) 大核基因组中克隆得到Rab蛋白家族中一个新Rab蛋白基因(命名为Eorab1f)的编码区。该开放读框长624 bp, 含有两个通用终止密码子TGA。通过定点突变将TGA突变为TGC。突变后的Eorab1f克隆入原核表达载体pRSETc 中, 工程菌E coli BL21 (DE3) /pRSETc Eorab1f 经IPTG诱导表达,SDS- PAGE分析表明, 有一分子量约为26 kD的特异蛋白条带出现。表达产物经IMAC金属螯合亲和层析及Re source- Q阴离子交换层析纯化, 获得电泳纯的蛋白。Brandford法检测表明每升发酵液中可获得纯化的目的蛋白1 353 mg。Western blotting印迹分析表明该蛋白为融合有6个His的Eorab1f蛋白。纯化的Eorab1f融合蛋白免疫大鼠制备多克隆抗体, ELISA法测得抗体效价为1∶5 000。用制备的多克隆抗体检测八肋游仆虫的蛋白提取物,表明Eorab1f蛋白在游仆虫细胞内表达, 同时表明所得的多克隆抗体特异性良好。     

八肋游仆虫含绿色荧光蛋白基因的大核人工染色体的构建

为研究八肋游仆虫(Euplotes octocarinatus)相关基因的功能,构建了八肋游仆虫大核人工染色体(macronuclear artificial chromosome of E. octocarinatus,EoMAC-G),其两端为克隆自八肋游仆虫大核β2-微管蛋白基因的5′和3′非编码区和两侧的端粒序列,中间为多克隆位点和密码子优化后的增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescence protein, EGFP-Eo) 报道基因. 用脂质体转染方法将携带有EoMAC－G的pBTub-Tel载体转入八肋游仆虫大核,分析EGFP-Eo基因在八肋游仆虫细胞中的表达. 荧光显微镜观察发现,EGFP-Eo产生的荧光均匀分布于八肋游仆虫细胞质中. 在细胞进行有丝分裂的情况下,荧 光可持续20 d以上. 相比pEGFP-N1质粒转化的游仆虫,人工染色体中的EGFP-Eo基因表达的荧光亮度强、稳定且持续时间长. Western 杂交分析进一步证实,外源EGFP-Eo基因在细胞中过量表达. 通过细菌喂食法进行纤毛虫RNA干扰实验,抑制了外源EGFP-Eo基因在八肋游仆虫细胞中的表达. 利用构建的人工染色体不仅可以在八肋游仆虫细胞内表达外源基因,对目的蛋白质进行活细胞实时动态的定位分析,还可通过RNA干扰的方法调控外源基因在纤毛虫细胞中的表达,便于进一步分析目的蛋白质的功能.     

八肋游仆虫第二类释放因子基因的克隆与序列分析

分离八肋游仆虫 (Euplotesoctocarinatus)大核eRF3基因 ,为进一步研究第二类释放因子结构与功能 ,探讨低等真核生物新生肽链释放机理提供实验素材 .以八肋游仆虫基因组DNA为材料 ,根据已知的第二类释放因子eRF3保守氨基酸序列设计引物 ,扩增克隆了该游仆虫的第二类释放因子基因片段 ,并对其核苷酸序列进行了分析 .根据测得的序列设计特异性引物 ,并利用游仆虫的端粒序列 (C4 A4 C4 A4 C4 A4 C4 )为引物 ,扩增得到该基因的全序列 .序列分析表明 ,该基因位于 2 782bp长的大核染色体上 ,编码区由 2 4 0 0bp组成 ,编码 80 0个氨基酸 ,不含内含子     

滑动序列对游仆虫中识别+1位和+2位编程性核糖体移码具有关键作用

编程性核糖体移码(programmed ribosomal frameshifting,PRF)广泛存在于生命进化谱系的各个分支,是一种翻译水平上的基因表达调控方式。单细胞真核生物游仆虫(Euplotes)中不仅PRF基因比例高,而且移码类型有+1和+2位两种。本研究从基因组水平对八肋游仆虫(E.octocarinatus)中的+2 PRF基因进行了鉴定,比较分析+1及+2 PRF基因中可能的调控元件。为了探讨游仆虫中滑动序列对移码类型的影响,克隆了八肋游仆虫的+1 PRF基因——η微管蛋白基因,将其构建到含绿色荧光蛋白报告基因的游仆虫大核人工染色体中,转染游仆虫细胞,通过检测GFP的表达来确定不同滑动序列突变体对应的移码类型。结果表明,滑动序列的改变能使游仆虫+1 PRF转变为+2 PRF,且这种移码类型的改变与滑动序列第1个密码子编码何种氨基酸无关。本研究揭示了滑动序列对游仆虫中识别+1和+2位的编程性核糖体移码具有关键作用。     

Characterization of a Rab11 homologue, EoRab11a, in Euplotes octocarinatus

Rab GTPases are crucial in the regulation of intracellular vesicular trafficking. A novel Rab GTPase gene, EoRab11a (GenBank accession no. EF061065 ), was isolated and identified from Euplotes octocarinatus cells in this study. It contains an ORF of 696-bp nucleotides, encoding 231 amino acids with a calculated molecular weight of 26.8 kDa. Alignment of EoRab11a with other Rab11 proteins from other eukaryotes demonstrated that these proteins shared 53–61% identity at the amino acid level. The recombinant EoRab11a was expressed in Escherichia coli and purified by immobilized metal chelate affinity chromatography and iron chromatography. The GTPase activity of EoRab11a was 0.0024 min⁻¹ detected by HPLC at 30 °C. Three mutations were generated at amino acids Ser21 and Gly22 positions in the G1 domain of EoRab11a. All three mutants, S21P, S21G and G22R, increased the GTPase activity in vitro . Immunofluorescence microscopy results indicated that EoRab11a was localized on the phagosomal membrane during phagocytosis of E. octocarinatus . These data show that EoRab11a possesses GTP hydrolysis activity and may participate in vesicle transport events during phagocytosis of E. octocarinatus .     

Cloning and analysis of 16 Rab genes from macronuclear DNA of Euplotes octocarinatus.

Rab proteins belong to the largest family of the Ras superfamily of small GTPase that play an important role in intracellular vesicular traffic. So far, almost 60 members of Rab family have been identified in mammalian cells. To further study the diversity and function of Rab protein in evolution, unicellular protozoa ciliates, Euplotes octocarinatus, were used in this study, Rab genes were screened by PCR method from macronuclear DNA of E. octocarinatus. Sixteen Rab genes were obtained. They share 87.6-99.5% identities. Highly conserved GTP-binding domains were found. There are some hot regions that diverse sharply in these genes as well.     

Cloning and sequence analysis of the micronuclear and macronuclear gene encoding Rab protein of Euplotes octocarinatus

The DNA in a micronucleus undergoes remarkable rearrangements when it develops into a macronucleus after cell mating in the hypotrichous ciliate. A Rab gene was isolated from the macronuclear plasmid mini-library of Euplotes octocarinatus. A micronuclear version of the Rab gene was amplified by polymerase chain reaction (PCR). The macronuclear DNA molecule carrying the Rab gene is 767 bp long and shows characteristics typical of macronuclear chromosomes of hypotrichous ciliates. Three of the five cysteines are encoded by the opal codon UGA. The deduced protein is a 207-amino acid (aa) with a molecular mass of 23 kDa. The protein shares 36% identity with Rab 1 protein of Plasmodium and yeast. Analysis of the sequences indicated that the micronuclear version of the Rab gene contains two internal eliminated sequences, internal eliminated sequence (IES)1 and IES2. IES1 is flanked by a pair of hepta-nucleotide 5'-AAATTTT-3' direct repeats, and IES2 is flanked by 5'-TA-3' direct repeats.