南极黄丝瓜藓（Pohlia nutans）CPD光修复酶PnPHR1的表达及其功能研究

发布时间：2023-04-01 05:14

　　DNA是染色体的主要成分之一,作为生物体遗传物质的主要承载者,其通过复制、转录等过程将遗传信息从亲代传递到子代。然而强紫外辐射会导致DNA紫外损伤,诱发相邻的嘧啶碱基之间形成共价键,产生二聚体光产物。这种光产物的积累影响了遗传信息的传递,阻碍了蛋白质功能的发挥,导致机体的病变甚至引发个体的死亡。光修复酶是负责DNA紫外损伤修复的一种酶,它能够专一有效地催化嘧啶二聚体之间的共价键断裂,恢复碱基的单体结构。根据光产物中碱基之间共价键连接的方式不同,光修复酶可分为环丁烷嘧啶二聚体光修复酶(cyclobutane pyrimidine dimers photolyase,简称CPD光修复酶)和嘧啶-嘧啶酮(6-4)光修复酶(pyrimidine-pyrimidone(6-4)photoproduct photolyase,简称(6-4)光修复酶)。目前,针对光修复酶的研究主要集中在微生物、藻类和高等植物中,在哺乳动物中尚未发现光修复酶的存在。当人体皮肤细胞经UV-B照射后,DNA损伤若得不到及时修复,皮肤将会出现红肿、炎症、甚至癌变等多种问题。南极气候恶劣,是紫外辐射较强的地区之一,其极端的生...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
缩略词表
一. 文献综述
    1.1 DNA损伤及其修复类型
    1.2 DNA紫外损伤及其修复途径
    1.3 DNA光修复酶
        1.3.1 光修复酶的发现
        1.3.2 光修复酶的分类
        1.3.3 光修复酶的作用原理
        1.3.4 光修复酶与隐花色素的关系
        1.3.5 光修复酶的研究进展及应用前景
    1.4 南极生态环境及苔藓抗UV-B研究进展
    1.5 立题依据
二. 实验材料及方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 菌种和质粒
        2.1.3 主要试剂
        2.1.4 溶液和培养基
        2.1.5 主要实验仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 植物培养条件
        2.2.2 南极黄丝瓜藓总RNA提取及cDNA的获得
        2.2.3 重组表达载体的构建
        2.2.4 大肠杆菌的转化与筛选
        2.2.5 南极黄丝瓜藓CPD光修复酶基因(PnPHR1)生物信息学分析
        2.2.6 PnPHR1基因在UVB胁迫条件下的表达水平分析
        2.2.7 南极黄丝瓜藓CPD光修复酶PnPHR1体外重组表达
        2.2.8 南极黄丝瓜藓CPD光修复酶PnPHR1活性检测
        2.2.9 SY2互补实验
        2.2.10 人永生化角质形成层细胞UV-B损伤修复实验
        2.2.11 过表达PnPHR1纯系拟南芥植株的获得
        2.2.12 过表达PnPHR1对拟南芥响应非生物胁迫的影响
三. 实验结果
    3.1. 南极黄丝瓜藓CPD光修复酶PnPHR1生物信息学分析
        3.1.1 PnPHR1多序列比对和系统进化分析
        3.1.2 PnPHR1二级序列及三维结构分析
    3.2 UV-B胁迫后南极黄丝瓜藓PnPHR1的表达水平分析
    3.3 南极黄丝瓜藓CPD光修复酶PnPHR1活性检测
        3.3.1 CPD寡聚核苷酸的形成
        3.3.2 CPD光修复酶与CPD寡聚核苷酸的反应
        3.3.3 探究酶促反应最适温度和pH
    3.4 利用光修复缺陷型大肠杆菌和人永生化角质形成细胞验证PnPHR1光修复功能
        3.4.1 UV-B照射时间对SY2菌落存活率的影响
        3.4.2 PnPHR1对SY2光修复功能互补
        3.4.3 PnPHR1对UV-B损伤HaCaT细胞存活率的影响
    3.5 南极黄丝瓜藓PnPHR1在非生物胁迫中的功能研究
        3.5.1 过表达拟南芥的构建和纯系种子的筛选
        3.5.2 过表达拟南芥UV-B胁迫表型分析及机制探究
        3.5.3 过表达拟南芥NaCl胁迫表型分析及机制探究
        3.5.4 过表达拟南芥H₂O₂胁迫表型分析及机制探究
四. 讨论
参考文献
附录
在学期间发表论文
致谢
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3776506