两个人类新基因TRPT1和PGL29的结构及功能分析

发布时间：2020-06-07 23:38

【摘要】： 随着人类基因组及多种模式生物基因组测序的完成，摆在人们面前的任务就是要从这些简单而复杂的核酸序列中，发现和寻找新的基因，并对所有的基因的结构、功能及调控等方面进行研究，以期获得对生命本质和规律的认识。本论文正是基于这样的背景之下，通过生物信息学分析，，利用基因功能互补分析方法和酵母双杂交等技术，对来自人体的两个新基因TRPT1和PGL29的结构、功能及表达定位等方面进行了初步探讨。主要结果如下： TRPT1全长cDNA序列共963bp，含有一个编码253aa的开放阅读框，其5’-端和3’-端分别含有一个处于同一读框的终止密码和poly(A)加尾信号，该读框编码蛋白的预测分子质量为27.8kDa，等电点为10.13。和TRPT1基因位于基因组中染色体11q12.3区，跨越长度为2.5kb。它包含8个外显子和7个内含子，除第一个内含子的5’-端和外显子的边界外，其余均符合GT-AG规则。 TRPT1基因编码的蛋白质TRPT1与酿酒酵母中功能已知的Tpt1p蛋白有40％的同源性，但两者在核苷酸水平上同源性很低。TRPT1也与来自其它不同物种的诸多蛋白序列有不同程度的同源性，但这些蛋白的大多数为未经实验证实的可能蛋白(hypothetical proteins)。在TRPT1蛋白的氨基酸序列的中部区域，还有一个唯一的功能未知的DUF60或者KptA功能域。此外，在整个氨基酸序列中，还有4个蛋白激酶C磷酸化位点、3个酪氨酸激酶Ⅱ位点等不同的修饰位点。 酵母TPT1是一个生长必需的基因，其编码产物为一种tRNA剪接过程中去除剪接点处形成的2’-磷酸基团的tRNA 2’-磷酸转移酶。根据TRPT1与模式生物酵母Tpt1p的同源性，我们构建了TPT1的缺失菌株，利用plasmid shuffle技术，发现TRPT1能够互补酵母TPT1突变的功能，证明TRPT1是TPT1的人类同源基因。结合已有的研究，证明TRPT1蛋白就是tRNA 2’-磷酸转移酶。互补研究的结果表明人体内存在着与酵母相同的tRNA剪接方式，反映了这种tRNA剪接途径的高度保守性。同时也证明人体内具有两种tRNA剪接途径存在。 0 酵母以杂交筛选、加卫工加wn检测及＊－IP实验均证明m卜1”且与功能未知的 PIT13蛋；”之间存在着相互作用，说明IMj基因除了参与tRNA剪接之外，还 可能具有其它方面的功能，有待进一步研究。 在引出，”I”卫与PIT13的相互作用中，通过系列缺失方法，证＊了TRPTI的功能 区（即P门出的作用区〕位于其氨基酸序列的80－220＊。之间，基本上位于OUF60 功能域内。同时，对PIT13 的功能区也进厅了初步测定，在其氨基酸序列的 c 55－11 oa＊之间 为可能的功能位点。 用来自成人的12种不同组织的分析结果表明，IXET711基因的表达具有组织特 异性差异。其在骨胳肌、心脏中的表达量最为丰富，在其它组织中的表达较低或 者不表达。据此，我们推测；人体内的两种tRNA剪接方式可能也存在着组织差 异，即：种剪接方式存在于某些组织中，而另一种剪接途径可能存在于其它组 织中。TRPTI与GFP融合蛋白在细胞内的表达结果，显示TRPTI主要分布在细胞 核内，这与其具有的参与tRNA剪接成熟的功能是相符合的。 利用『l”RPT及其多种同源性蛋白进行的系统进化树分析表明，它们能够将来 O 自不同或者相同类群的物种按照进化关系正确地区分开来。因此，TRPTI蛋白可 以作为一种进化标记蛋白，用来反映物种间的亲缘关系。 PeLfq的全长cDNA序列为1698hp，含有一个编码260aa的ORF，编码蛋白 的分子量为28．6kDa，等电点为5．07。PGL29基因定位于染色体16p13．3区，整 个基因长度4．okb左右。由 8个外显子和 7个内含子组成。在 PGL29的编码蛋白 中，共有4个WD40结构域。其全长氨基酸序列与模式生物酿酒酵母中的LSt8P 有 440的问源性。 O 根 据％：729表达菌株对各种氨基酸类似物的抗性测定结果，发现Pe29与 LSTS并大明确的互补关系。酵母双杂交筛选结果，也未得到特异地与PGL29相 互作用的直白质分于，因而现有的实验无法确定该基因的功能。为此，对实验的 方法、材料选择及相关基因的背景等方面作了讨论。
【图文】：

从tRNA基因转录出来的前体tRNA，首先在内切核酸酶的作用下，分子的5’一端和3’一端，产生5’一端和3’一端两个外显子和一个内含子片显子片段也分别叫做5’一端半分子和3’一端半分子。5’一端半分子的3’一2’，3’一环状磷酸基团结构，3’一端外显子的5’一端为一个轻基基团。接l介材At只N八扮·翻e公“沁s

从而形成了一个完整的分子量约为140kDa的四聚体蛋白分子。p￥到图2)。基于这些研究，人们对内切核酸酶的作用机制提出了如下模型(图3)[18〕。遂璧缝羹谈令抢火六几图2酵母内切核酸酶结构图3.内切核酸酶作用机制模型该模型认为内切核酸酶结合到前体tRNA(pre一tRNA)分子后，主要通过SenZp与Sen54p的相互作用测定剪接点到tRNA分子上反密码子茎的长度或距离，并借助于Sen15p蛋白识别A一I碱基对的相互作用，更加精确地结合到前体tRNA分子上，使内含子的两个切点准确地被切开，产生5，一端、3，一端半分子。
【学位授予单位】：复旦大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：Q987

【共引文献】

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1 李卫,郭光沁,郑国

本文编号：2702169