【摘 要】
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解旋酶的特殊生理活性对生命体个体的发育起到至关重要的作用,其广泛参与着遗传信息的复制、转录、翻译以及修复、RNA剪接和端粒的延长等重要生理过程。DHX36(又称RHAU,G4R1)是超家族2中DEAH-box亚家族的一类解旋酶。研究表明,DHX36在造血、心脏发育、精原细胞分化以及多种免疫反应中扮演着重要角色。目前人们对C端结构域的生物学功能的了解甚少,但大量研究显示N端结构域对DHX36结合G4
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(编号:31870788);
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解旋酶的特殊生理活性对生命体个体的发育起到至关重要的作用,其广泛参与着遗传信息的复制、转录、翻译以及修复、RNA剪接和端粒的延长等重要生理过程。DHX36(又称RHAU,G4R1)是超家族2中DEAH-box亚家族的一类解旋酶。研究表明,DHX36在造血、心脏发育、精原细胞分化以及多种免疫反应中扮演着重要角色。目前人们对C端结构域的生物学功能的了解甚少,但大量研究显示N端结构域对DHX36结合G4结构具有至关重要的作用。可由于尚无N端结构域的分子结构信息,DHX36的解旋作用机制仍未探明。本文以虎鲸(Orcinus orca)DHX36为研究对象,基于荧光各向异性和荧光共振能量转移等原理,通过凝胶电泳,荧光各向异性法和快速停流等技术,系统地对OrcDHX36的底物结合活性,体外解旋活性以及同源蛋白功能差异性进行分析和测定。实验获得以下结果:(1)通过将目标蛋白基因重组构建,得到pET-21a-HMT-OrcDHX36重组质粒,并借助大肠杆菌C2566H表达诱导,得到溶解性良好的目的蛋白。利用麦芽糖亲和介质和阳离子交换柱等工具,获得纯度较高且具有活性的目的蛋白OrcDHX36。(2)OrcDHX36具有明显的底物偏好性,可以特异性识别并结合G4 DNA、G4 RNA,但与已报道的同源蛋白不同,OrcDHX36无法与ss DNA,ds DNA结合,且无序列结合特异性。(3)OrcDHX36的解旋方向为3’-5’,对G4 DNA具有特异解旋活性,但无法直接解旋ds DNA;OrcDHX36的解旋能力受到G4 DNA底物3’端尾链的影响。(4)OrcDHX36的体外最适解旋条件确定:Tris-HCl为缓冲体系,p H 7.5,30 m M Na Cl、1 m M Mg Cl2、1 m M DTT,蛋白浓度300 n M,反应温度25°C。(5)明确了包括OrcDHX36蛋白在内的大量无RSM区DHX36的存在,并以临位法构建DHX36同源蛋白的分子进化树,明晰DHX36的序列特征关系。(6)分析对比了无RSM区的OrcDHX36、火鸡DHX36(Mel DHX36)和鸽子DHX36(Cl DHX36)以及Cl DHX36的酶切截短产物Cl DHX3691-968的氨基酸序列和解旋酶特征活性。结果表明OrcDHX36和Mel DHX36均对G4结构表现出高度的结合活性和解旋活性,且活性不依赖长约数十位的N端氨基酸序列。但对比Cl DHX36截短前后的解旋活性表明,Cl DHX36依赖一段类似RSM区结构域的氨基酸序列。因而本实验指出,无RSM区DHX36存在着多种G4结合和解旋作用机制。综上所述,本实验首次报道了OrcDHX36的构建、表达和纯化过程,测量分析了该蛋白解旋酶特征活性,并得到体外最佳解旋条件。同时,与先前对具备完整RSM区DHX36的相关报道不同,本实验鉴定出DHX36解旋酶具有三种典型的N端氨基酸序列,虽然同源蛋白间序列各有差异,但都对G4结构具有特异的结合和解旋活性。
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