松江鲈肌肉生长抑制素基因克隆和序列特征分析

肌肉生长抑制素(myostatin)属于转化生长因子β(TGF-β)超家族中的一个成员,是控制骨骼肌生长发育的重要细胞因子。该研究以松江鲈肌肉总RNA为模板,采用RT-PCR、5'-RACE和3'-RACE的方法,获得了松江鲈MSTN基因的3个片段,测序后拼接得到2568bp全长cDNA序列,其包含了1131个核苷酸的开放性阅读框,翻译编码376个氨基酸。松江鲈MSTN具有MSTN的共同特征,有蛋白酶水解位点RARR和10个保守的半胱氨酸残基;核苷酸和氨基酸同源性分析发现,松江鲈MSTN基因序列与石首鱼、条纹狼鲈、美洲白鲈、金眼石鮨等同源性较高;与哺乳动物和鸟类同源性较低。系统发育分析表明,松江鲈MSTN与石首鱼亲缘关系最近。RT-PCR分析表明,该基因在肌肉表达量最高;在肠中也有较高表达;在脑和肝脏中也能检测到表达。此结果表明,松江鲈MSTN基因除对肌肉生长发育有调控作用以外,可能还有其他功能。

蛇毒血管内皮生长因子及丝氨酸蛋白酶类似物的研究

蝰科蛇毒中含有丰富的具有血管通透增强活性的蛋白组分，本论文结合生物化学与分子生物学手段对几种毒蛇的蛇毒血管内皮生长因子进行了研究。其中，从云南产菜花烙铁头（Trimeresurus jerdonii）蛇毒中分离得到一个血管内皮生长因子，TjsvVEGF，并研究了其活性与受体结合特性的关系。同时，对圆斑蝰蛇、蝮蛇、山烙铁头和竹叶青等几种蛇的svVEGFs进行了分子生物学研究。此外，我们还分离到了一个蛇毒丝氨酸蛋白酶类似物,TjsvSPH,还对该蛋白的理化性质进行了初步研究。 TjsvVEGF是一个表观分子量为29 kDa的二聚体蛋白，由两个相同大小的亚基组成。活性实验表明，它在10ng的剂量下即可明显提高血管通透性，活性强度与VEGF165相当。虽然TjsvVEGF的氨基酸序列与TfsvVEGF和Pm-VEGF具有较高的相似性，但是它们的受体结合特性却有很大差异。TjsvVEGF与VEGFR-1的结合能力很弱，而对VEGR-2有很高的亲和力。这说明，TjsvVEGF的活性主要是VEGFR-2介导的。最后，我们对导致TjsvVEGF对VEGFR-1低亲和力的原因进行了探讨。 利用PCR方法，我们从圆斑蝰蛇毒腺中得到了三种svVEGFs蛋白编码区长短不一的cDNA序列，其差异是由cDNA链中一段富含AG（3’拼接接受位点）的区段发生了核苷酸缺失产生的。蛋白编码区核苷酸的缺失导致其编码的三种svVEGF蛋白N末端的氨基酸序列和长短均产生较大差异。因此我们推测，蝰属svVEGFs蛋白N末端普遍较短可能是编码它们的mRNA前体对3’拼接点的不同选择产生的。同时，通过对cDNAs推导的氨基酸序列分析发现，蝮蛇svVEGF和山烙铁头svVEGF在与受体结合相关的多个重要位点上发生了氨基酸替换，提示它们是研究svVEGFs与VEGFR结合机制的良好材料。 通过分子筛、离子交换和亲和层析等方法，我们还从菜花烙铁头蛇毒中得到了一个不具有酶活性的丝氨酸蛋白酶类似物，命名为：TjsvSPH。内肽序列测定结果表明，TjsvSPH三联体结构中的组氨酸已突变为精氨酸，这很可能是导致其失去蛋白水解酶活性的主要原因。活性检测验表明，与许多已发现的蛇毒活性组分不同，TjsvSPH不具有蛋白水解酶活性，不能引起血小板聚集，也不抑制ADP和凝血酶诱导的血小板聚集。它对人血浆的复钙时间也没有影响。TjsvSPH的氨基酸序列与典型蛇毒丝氨酸蛋白酶Halystase和Calobin有约77％的一致性。它与同科属来源的蛇毒丝氨酸蛋白酶类似物氨基酸序列相似性高达92％以上，与不同科属的也有约74％以上的相似性。通过对Genbank中六种毒蛇所有丝氨酸蛋白酶及其类似物进化分析，我们推测，蛇毒丝氨酸蛋白酶类似物很可能是由蛇毒丝氨酸蛋白酶进化而来，并在进化过程中形成了一类独特的蛋白质。

眼镜王蛇蛇毒金属蛋白酶的分离鉴定和分子克隆

蛇毒金属蛋白酶(SVMPs)被认为是出血性蛇毒中的重要成分，是一个包括多种类 型成员的家族，它们在结构上表现出较大的多样性，有的蛇毒金属蛋白酶除了含有酶结 构以外在羧基端还添加了更多的结构，如：去整合素样结构域、富含半胱氨酸结构域、 外源凝集素结构域，这种结构多样性导致了蛇毒金属蛋白酶生物活性上的多样性。眼镜 蛇科中的蛇毒主要以神经毒为主，对其金属蛋白酶成分的研究比较少，本文以眼镜王蛇 蛇毒中的金属蛋白酶为研究对象，探讨了它的生物活性、结构特点,为我们深入了解蛇 毒金属蛋白酶结构与功能的关系提供了新的研究信息。 首先，通过分子筛凝胶过滤、阴离子交换和肝素亲合层析，我们从梧州产眼镜王 蛇(Ophiophagus hannah)蛇毒中纯化到一个表观分子量为55,000Da 的单链蛋白，测定 了其N 端序列为SQKKDFLEEKKYLELYIVADYVMFR，与其它蛇毒金属蛋白酶的N 端 序列相似性较高，命名为Ohagin。接下来我们研究了该蛋白对纤维蛋白原的作用，发 现Ohagin 能专一性地降解人源纤维蛋白原的α-链，其降解活性能被EDTA 完全抑制， 但不被PMSF 所抑制，说明该蛋白酶为金属蛋白酶。Ohagin 能抑制TMVA 诱导的血小 板聚集，并且这种抑制效应是剂量依赖性的。我们通过cDNA 克隆、蛋白质测序和肽 指纹图谱方法确定了Ohagin 的蛋白质序列，Ohagin 的cDNA 序列编码一个611 氨基酸 长度的开放阅读框，包括信号肽、前肽和成熟蛋白所含有的金属蛋白酶结构域、去整合 素样结构域以及富含半胱氨酸结构域，根据这一结构特点，把Ohagin 归为P-III 型蛇毒 金属蛋白酶。将Ohagin 蛋白质序列与P-Ⅲ型蛇毒金属蛋白酶家族中有代表性的22 种 毒素蛋白序列进行比对和进化树分析后发现Ohagin 与P-Ⅲa 型、P-Ⅲb 型和P-Ⅲc 型 的蛇毒金属蛋白酶的亲缘关系较远，而与眼镜蛇科已知的几种金属蛋白酶亲缘关系较 近，推测它们的生物活性也类似，有可能属于新的P-III 型蛇毒金属蛋白酶亚家族。

竹叶青蛇毒金属蛋白酶结构与功能的研究

出血性的蝰科蛇毒中含有丰富的蛇毒金属蛋白酶，本论文就竹叶青（Trimeresurus stejnegeri）蛇毒中的蛇毒金属蛋白酶的结构与功能进行研究。我们用生物化学手段从竹叶青（T.stejnegeri）的粗毒中分离纯化得到一个二聚体的P-IIIb亚型蛇毒金属蛋白酶，命名为TSV-DM。同时，用分子生物学方法从竹叶青（T.stejnegeri）的毒腺cDNA文库中克隆得到3个P-III型的蛇毒金属蛋白酶的cDNAs序列， 其中一个编码TSV-DM蛋白前体，另两个编码P-IIIc亚型的出血性蛇毒金属蛋白酶前体，分别命名为stejnihagin-A 和 stejnihagin-B。 经过阴离子层析和肝素亲和层析两步层析方法，我们从竹叶青（T. stejnegeri）蛇毒中分离纯化得到TSV-DM蛋白质，非还原条件下SDS-PAGE电泳表观分子量约110 kDa，还原条件下约为55 kDa。活性检测表明，TSV-DM降解牛纤维蛋白原Aα链快于Bβ链，且呈剂量依赖关系。但不降解明胶，不诱导出血，不具有促凝或者抗凝活性，以及不诱导或者抑制血小板聚集。蛋白质N-末端测序表明TSV-DM的成熟蛋白N-末端封闭。利用肽指纹图谱确证了TSV-DM的编码cDNA。TSV-DM的cDNA序列编码622个氨基酸残基的蛋白前体，包括信号肽、前肽、金属蛋白酶区域、间隔区、去整合素样区域和富含半胱氨酸区域。TSV-DM与其他P-III型蛇毒金属蛋白酶的一级结构序列比对发现TSV-DM和诱导血管内皮细胞凋亡的P-IIIb亚型蛇毒金属蛋白酶具有高度的同源性。但是用人脐带静脉血管内皮细胞系ECV304细胞作为靶细胞检测TSV-DM的诱导血管内皮细胞凋亡活性发现，TSV-DM只能抑制ECV304细胞的增殖和诱导细胞形态从多角形的内皮细胞向成纤维细胞样的梭形状改变。电泳检测抽提的片断化DNA以及流式细胞仪检测TSV-DM处理的ECV304细胞的DNA含量变化均表明TSV-DM不能诱导ECV304细胞的凋亡。 Stejnihagin-A 和stejnihagin-B是用PCR方法从竹叶青（T.stejnegeri）毒腺cDNA文库中克隆得到的两个P-III型蛇毒金属蛋白酶前体的cDNAs。这两个cDNA序列均编码600个氨基酸残基的蛋白前体，包括信号肽、前肽、金属蛋白酶区域、间隔区、去整合素样区域和富含半胱氨酸区域。推导成熟肽的氨基酸序列分析结果表明，stejnihagin-A 和stejnihagin-B不仅在一级结构序列上和来源于黄绿烙铁头（Trimeresurus flavoviridis）的HR1b具有高度同源性，高达79%， 而且在他们的金属蛋白酶区域的第100个氨基酸残基位置上均有一保守的半胱氨酸残基。结合序列比对和进化树的分析，我们推测stejnihagin-A、stejnihagin-B和HR1b有可能组成一个新的P-III型蛇毒金属蛋白酶亚型，命名为P-IIIc亚型。

眼镜王蛇泛素融合蛋白和核糖体蛋白L30的分子克隆与分析及大蹼铃蟾膜联蛋白A2样蛋白的纯化与活性研究

本论文分为两个部分。第一部分利用分子生物学手段对广西产眼镜王蛇（OPhiophagushannah）泛素融合蛋白基因和核糖体蛋白L30基因进行了克隆及分析；第二部分利用生物化学手段对大蹼铃蟾（Bombinamaxima）膜联蛋白A2样蛋白进行了初步研究。首先，从广西产眼镜王蛇毒腺中抽提总RNA，经mRNA纯化后构建眼镜王蛇毒腺。DNA文库，得到大概1.8*105个独立的克隆。从所构建的cDNA文库中，我们随机筛选200个克隆测序，得到两个在进化上高度保守的基因：泛素融合蛋白基因（GenBahk登录号为AF297036）和核糖体蛋白L30基因（GenBank登录号是AF297033）。前者cDNA的开放阅读框为387bp，后者为348bp。前者编码128个氨基酸残基组成的泛素融合蛋白前体；后者编码1巧个氨基酸残基组成的核糖体蛋白L30前体。由cDNA序列推导出的氨基酸序列分析表明，泛素融合蛋白前体包括N-末端的泛素结构域（76个氨基酸残基）和C-末端的核糖体蛋白L40结构域（52个氨基酸残基）。该蛋白为一高碱性蛋白，C末端含有一个"锌指"结构域。与16个物种比较的结果表明，眼镜王蛇与脊椎动物的泛素融合蛋白氨基酸序列相似度较高，具有高度的保守性。我们克隆到的眼镜王蛇泛素融合蛋白基因和核糖体蛋白L30基因为泛素家族和核糖体家族提供新的序列信息，有助于深入研究泛素蛋白和核糖体蛋白的结构、功能以及与其他物种的类似分子之间的相互关系。其次，通过阴离子交换，凝胶过滤和阳离子交换层析我们从大蹼铃蟾皮肤匀浆物中纯化了一个表观分子量为33000Da的单链蛋白，N-末端序列比较分析显示它与脊椎动物膜联蛋白AZ亚群有较高的同源性，与来自非洲爪蟾、红色原鸡和人膜联蛋白AZ序列的annexin核心的第一个重复区结构域序列一致性分别为78.9％、89％和68％，因此命名为大蹼铃蟾膜联蛋白AZ样蛋白（BAllLP）。BAllLP具有钙依赖性的抑制专一性血小板膜受体GPVI激动剂一Stejnulxin诱导人血小板聚集的生物学功能。

大蹼铃蟾新型抗菌肽的研究

两栖类动物皮肤裸露，柔软而湿润，体表富含腺体，其皮肤分泌物含有大量的具有特殊分子结构、功能复杂多样的生物活性分子。从两栖类己经分离到的包括血管紧张素样肤，促甲状腺素释放肤，蛙啡肤，舒缓激肤样多肤，速激肤样多肤，雨蛙肤样多肽等14类多肤家族以及生物胺生物碱等。"大蹼铃蟾是两栖类无尾目的一种，是我国的一个特有物种，主要分布于中国西南，其中云南山区种群数量巨大，多生活在污水糖和沟渠中，生活环境富有大量病原体。其皮肤腺体发达，受刺激能大量分泌富含活性物质的粘液，是分离生物活性分子的优良来源。其中抗菌肤作为活性分子的一大类，在大蹼铃蟾皮肤分泌物中不断有新的发现。通过大蹼铃蟾皮肤cDNA文库的构建，并对cDNA文库中的793个长度大于500个碱基的cDNA克隆进行随机测序，得到一类新的大蹼铃蟾抗菌肤，命名为Inaximins。由4个cDNA克隆推测得到这一类的新的抗菌肤，一共可以分为5个不同的种类，分别命名为maximinS1-5。这一类由cD瓜序列推测而来的新型抗菌肤，除了maximinS1只有14个氨基酸残基组成，maXiminS2-5都由18个氨基酸残基。并且从氨基酸残基序列上分析，新的maximinS与以往分离的到的大蹼铃蟾抗菌肤InaX1in和IllaXi"inH都不具有相似性。和东方铃蟾、多彩铃蟾皮肤分泌物中分离到的bobinin和bOInininH相比较，序列上也无同源性。从cDNA的结构上看，其编码的前体蛋白呈现一种全新的排列方式。每个cDNA克隆编码的maxininS前体蛋白都是由两个部分：信号肤加上一组不同maximinS和间隔肤的不同排列。这种奇特的排列组合方式，在东方铃蟾和多彩铃蟾都未曾发现。出现这个排列方式的原因，是由于基因本身结构，或是由于mRNA的可变剪切，或是由于体细胞基因重排，都不得而知，需要进一步的研究除了maximinS1，maximinS2-5，其二级结构分析都显示出一种类似的两亲性的Q螺旋空间结构。为了检测这一类新的大蹼铃蟾的活性，maximinsl和maximinS4用人工合成的方法得到，并对其进行了抗菌肚活性的测定。活性测定的结果显示，相同条件下，maximinS1不具抗菌活性，maximinS4具有显著的抗支原体的活性。这些现象间接证明了，小分子的抗菌肤其功能可能与氨基酸序列无关，而和空间构象由更加密切的联系。由于抗菌肤maximinS是由cDNA序列推导而来，并没有直接通过生化分离方法从大蹼铃蟾皮肤中得到。为了证明maximinS确实会被大蹼铃蟾表达，设计了一系列试验，将大蹼铃蟾皮肤分泌物通过简单的分子筛分离，追踪抗菌活性，并对具有活性的组分用MALDI-TOP质谱仪分析，证明maximinS类抗菌肤确实载大谱铃蟾皮肤分泌物中存在。

大蹼铃蟾（Bombina maxima）白蛋白的皮肤表达、蛋白酶抑制及细胞调亡诱导活性

两栖类动物的皮肤是其得以生存的重要器官，它担负着许多生理功能，如呼吸、水份调节、温度控制、排泄、繁殖、抵抗微生物、防御天敌等。存在于两栖动物皮肤分泌物中的生物活性成分已成为研究热点。目前，己分离鉴定出许多具有各种生物活性的蛋白质及多肤。通过三步分离纯化过程：DEAE-SephadexA-50离子交换，SephadeX075凝胶过滤，和DEAE-SephadexA-50离子交换层析，我们从大蹼铃蟾（Bombinamaxima）皮肤匀浆物中分离得到纯化的大蹼铃蟾皮肤白蛋白（Bm-A-skin）。SDS-PAGE电泳表明，该蛋白为单链蛋白质，在还原状态下表观分子量为67kDa。非还原状态下至少存在三条带，分子量分别为50，55和110kDa。经N-端氨基酸序列分析，其序列均相同，故该蛋白在SDS存在下有同分异构体及多聚体形式。根据所测得的N端氨基酸序列及内肤序列设计引物，通过筛选已构建的大蹼铃蟾皮肤cDNA文库，获得了编码该蛋白的全长cDNA。经序列分析发现该蛋白由三个保守的血清白蛋白结构域组成，并且同人血清白蛋白及牛血清白蛋白的序列相似度分别为39％和38％。随后，我们从血清中也分离纯化到血清白蛋白（BmA-serum），并通过RT-PCR，从大蹼铃蟾肝脏中扩增得到其全长cDNA序列。对由cDNA序列推导的两个大蹼铃蟾白蛋白的氨基酸序列进行比较，发现二者基本相同，只有两个氨基酸的差异，即BmA-skin的Gly417，Ser569，在BmA-serum中均为Asn。造成这两个氨基酸差异的只有一个碱基的突变，即编码BmA-skinGly417，Ser569密码子的第二位碱基A在BmA-serum中变为G。另外，从肝脏获得的BmA-serum的cDNA3'非翻译区还有8个碱基的插入。经扫描光谱分析，BmA-skin含有大量的血红素b，含量为0．95moFinol蛋白，而BmA-serum中含量较少，为0.05mol／mol蛋白。经schiff试剂染色发现，BmA-skin及BmA-serum均为非糖蛋白质。两者均具有抑制trypsin水解小肚底物的活性，但对其它丝氨酸蛋白酶的活性则无抑制，如thrombin、chyomotryPSin、elastase及substilisin。利用表面等离子共振技术研究BmA-skin及BmA-serum与trysin的相互作用，分别得到它们与trrpsin结合的动力学常数，解离平衡常数KD为两者均通过由一对二硫键cys53-Cys62形成的一个暴露的活性位点环，以1：1分子摩尔比同tryrsin形成稳定的非共价结合的复合物，其反应活性位点为Arg58（P1）-His59（P1'）。利用免疫组织化学方法研究发现，BmA-skin广泛地分布于成年大蹼铃蟾上皮细胞的细胞膜及真皮的疏松结缔组织层。表明其在蛙皮肤的生理功能中发挥重要作用，如水及代谢物质交换，渗透压的维持，皮肤呼吸等。另外，我们还从非洲爪蟾（xenopus勿即is）的血清及皮肤中分离到其68扔a的血清白蛋白，经初步鉴定也具有trtPsin抑制活性，但其抑制机制与B．maxima白蛋白不同，还有待于进一步研究。通过MTT法研究发现，BmA-skin对人T淋巴细胞H9、C8166及hemin处理的红白血病细胞K562具有细胞毒活性。三种细胞经BmA-skin处理72h，CC50A片段化，细胞核形态变化及流式细胞仪分析，结果显示，BmA-skin具有选择性诱导细胞调亡的特性。而BmA-serum对三种细胞均无毒性作用，单独的hemin对三种细胞的，胜也很弱。实验结果表明，BmA-skin结合的血红素b可能对其细胞毒及诱导细胞调亡的活性具有较大的贡献。用Cy3标记的BmA-skin与Hg和C8166细胞保温后，发现其进入细胞内发挥作用，这可能是其诱导细胞调亡机制之一。

大蹼铃蟾(Bombina maxima)皮肤新型血小板活性蛋白及信号转导的研究

通过对两栖类动物大蹼铃蟾（B朋b了na勿日对朋）皮肤分泌物及匀浆物的分离，纯化，从其碱性组分中得到了全新的三叶因子多肤（BIn－－TFFZ）和膜联蛋白H相关蛋白（BAIIRP），它们分别具有诱导或抑制人血小板活化的全新功能。以血小板膜糖蛋白GPVI受体激动剂stejnulxin为对照，研究了Bm一TFFZ活化人血小板的信号传导途径。哺乳动物的三叶因子（TFF）蛋白的主要功能在于通过修复粘膜损伤，维持粘膜层的完整。它们在肿瘤抑制及癌症侵润方面也有一定程度的作用。我们从两栖类动物大蹼铃蟾皮肤分泌物分离，纯化而得到了一个全新的三叶因子多肤（Bm一TFFZ）。它是单亚基蛋白，表观分子量为13000，并具有全新的诱导人血小板活化的功能，我们研究了其诱导人血小板活化的活性的量效关系。它对血小板的激活涉及血小板整合素a：Ibp3的活化，Bm一TFFZ可诱导经阿斯匹林及三磷酸腺昔"双磷酸酶（Apyrase）处理的血小板的聚集，表明B，TFFZ的活性不依赖于血小板的ADP及血栓嗯烷A2（TXAZ）的自泌正反馈。F工TC标记的B爪一TFFZ蛋白能与血小板膜结合。通过专一性药理学抑制剂的研究，我们初步排除了Bm一TFFZ蛋白作用于血小板膜已知的G一蛋白偶联受体（如ADP，TXAZ及血小板活化因子受体）的可能性。以血小板GPVI激动剂stejnulxin为对照，我们仔细研究了Bm一TFFZ蛋白刺激血小板后的信号传导分子事件，发现其酪氨酸磷酸化图谱明显不同于血小板GPVI激动剂5tejnu1X如，尤其是磷脂酶CYZ并不磷酸化。因此，我们认为Bm一TFFZ蛋白激活血小板的信号传导通路是活化磷脂酶C，并刺激胞内钙离子的释放，活化血小板伪：。p3，进而导致血小板的聚集。从Bm－－TFFZ蛋白的cDNA克隆序列推知它由104个氨基酸组成，含有两个三叶因子结构域，与人TFFZ和非洲爪蟾xPZ序列中相同的氨基酸分别占28％及34％。为了确定两栖类的三叶因子蛋白具有诱导人血小板活化的功能，我们仔细地研究了整个分离纯化过程中所有组份的血小板聚集活性并比较了它们的相对活性差异。Bm一TFFZ是第一个来自两栖类动物的血小板激动剂，也是我们第一个报道的具有诱导血小板聚集活性的三叶因子多肤。·我们还通过阴离子交换，凝胶过滤和阳离子交换层析，从大蹼铃蟾皮肤匀浆物中纯化了一个表观分子量为33kD。的单链蛋白。N一末端序列比较分析显示，该·蛋白与来自非洲爪蟾、红色原鸡和人膜联蛋白H的N一末端序列相同的氨基酸分别占70％、64％和56％。该蛋白具有以钙依赖的方式抑制专一性血小板膜糖蛋白VI（GPVI）受体激动剂-Stejnu1Xin诱导洗涤人血小板聚集的生物学功能，最大抑制率达48％。结合其N一末端序列搜索结果及其活性的钙依赖性，推测该蛋白是与膜联蛋白H相关的一类蛋白质。

蟾蜍皮肤活性蛋白与多肽的研究

近年来，我们致力于蟾蛛（Bufo andrewski）皮肤活性组份的研究，构建了缥蛛皮肤cDNA文库，检测了蟾蛛皮肤分泌液中多种生物活性，进一步纯化得到了四个新的生物活性蛋白：溶菌酶、抗爱滋病毒蛋白以及两个丝氨酸蛋粼酶抑制剂，并，简述如下；I、第三章报导了我们从蟾蛛皮肤分泌液中分离得到的一个谊薇酚犷杰女呱BA一娜"zym"）·BA一lvs"Zym"经5DS一PAGE检测为一条带，其分子量约为巧k珍。·它是一个高效的溶菌酶，每毫克蛋白的溶菌活性为2．7xl护俪ts，还能抑制革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌Slaj，匆褚ococcusaureus）和革兰氏阴性菌（大肠杆菌Esch邵ichiacoli）生长，其最小抑菌浓度（MIC）分别为1．36拼M和84并M。使用PCR筛选法，我们从蟾蛛皮肤c溯A文库中克隆得到编码BA一lyso即me的cDNA序列。BA一lysozymeN末端测序和肤质量图谱确认了蛋白和基因的网一性。它的蛋白全序列与鸡溶菌酶的相似性为5氏5％。系统发育分析显示，与其最相似的是来源于海龟的溶菌酶。11、第四章介绍了我们从蟋蛛皮肤分泌液中分离得到的一个新的抗lllV蛋白，命名为BAS一AH。BAS一AH是一个分子量为63kD。的单链蛋白，每摩尔蛋白质含有0．89摩尔血红素辅基。BAS一AH对人T淋巴细胞系CS166细胞的毒性（CCS。）为9．5尽M。BAs一AH具有较强的抗HIV活性，它对HIV感染和复制具有剂量依赖抑制效应，其选择指数（CCso／Ecs。）分别为14．4和11．4·BAS一麟J也能抑制HIV的逆转录酶，其1C5（）为L32冬以。BAs一AH的N末端氨基酸为NA以KADvIGKIsILLGQDI』slvAAM，与己知的抗Hlv蛋白没有同源性·表明它可能是一个新的抗川v蛋自。BAs一AH没有检测到抗菌活性、蛋自酶水解活性、胰蛋自酶抑制剂活性、L一氨基酸氧化酶活性和过氧化氢酶活性。班、第五伞报导了我们通过离子交换、分子筛和反向层析，从蟾赊皮肤中分离得到的一个新的胰蛋白酶抑制剂，命名为BATI。BATI是一个单链糖蛋自·其分子量为22kD。。它是吵～个热稳定的竞争性的抑制剂，能有效抑制胰蛋自酶·其抑制常数凡为14nM。B灯I对凝血酶、弹性蛋白酶以及糜蛋白酶都没有抑制作用。BATI的N末端序列为El犯ITD，不同于其它物种来源的蛋白酶抑制剂。W、第六章介绍了蟾蛛皮肤分泌液中纯化得到的另外一个蛋白酶抑制剂（命名为baserpin）。与上述BATI不同的是，basel咖n不可逆地抑制多种蛋白酶。它是一个分子量约为60kDa的单链糖蛋白，除了能抑制胰蛋白酶，还能有效抑制糜蛋白酶和弹性蛋白酶。它抑制上述三种酶的二级反应常数（编）分别为4．6x1护M一，s一l、8．9》1护M一15一I以及6．8xl护M一ls一l。BaserPin是第一个来源于两栖类皮肤的不可逆抑制剂，其N末端氨基酸序列为HTQYPDILIAKPxDK，与其它物种来源的蛋白酶抑制剂不同。本论文综述了蟾蛛皮肤中的活性组份，报导了我们近年来研究蟾蛛皮肤活性蛋白与多肤的进展，分四章详细介绍了蟾蛛皮肤中纯化得到的四个活性蛋白。BA一lysozyme是两栖类动物中第一个得到蛋白质全序列的溶菌酶，能有效抑制革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌生长；BA象AH是一个含血红素辅基的抗HIV蛋白，其独特的理化性质和功能证明它是一个新的抗病毒蛋白。根据所鉴定的性质判断，BATI和bos仰in分别属于竞争性抑制剂和不可逆抑制剂。其中，base印in是第一个从两栖类皮肤中分离得到的不可逆抑制剂。

浦肯野细胞退化小鼠分子机制的初步研究

浦肯野细胞退化小鼠的主要特征是在出生后15到18天的时候浦肯野细胞开始退化，到出生后30天几乎所有的浦肯野细胞都己死亡。在22到24天左右pcd＿小鼠表现为中等程度的共济失调。同时在pcd小鼠中还伴随着视网膜光感受体细胞和嗅球僧帽细胞的缓慢退化。另外雄性的pcd小鼠精子发育异常。尽管已经发现该小鼠的表型特征是由ATP／GTPbindingprotein1（Agtpbp1）基因的突变引起的，但是引起浦肯野细胞退化的分子作用机制和途径仍然不是很清楚。在本研究中我们运用DNA微阵列技术对出生后20天的浦肯野细胞退化小鼠和野生型小鼠的基因表达谱进行了分析，处于该发育时期的pcd小鼠还没有表现出明显的表型异常现象。结果显示在野生型和突变型小鼠中有3的个表达水平显著不同的基因，其中大多数基因都与新陈代谢和细胞的生理过程相关。同时根据基因表达的方式将野生型和突变型小鼠分为两个不同的类型。我们用semi-quantitatiyeRT-PCR的方法验证了DNA微阵列的结果。在本实验中发现的基因将为我们今后的研究提供方向和分子目标。另一方面，为了探索可能引起浦肯野细胞退化小鼠表型的遗传途径，我们运用酵母双杂交的方法以AgtP如1基因的三个不同长度的片断为诱饵筛选小鼠脑的cDNA文库，试图找到与七切如湘互作用的蛋白。结果筛选到57个阳性克隆，其中22个是不同的cDNAs。共转化实验和信息学分析揭示6个蛋白可能与Agtpbp1发生相互作用。在57个阳性克隆中有15个经测序和共转化分析都属于同一个蛋白，即SNAP25-associatedproteins（Snapin）。它是神经递质释放过程中的一个功能蛋白。为了阐明pcd，J、鼠的突变机制我们需要进一步在哺乳动物中验证可能发生的蛋白相互作用和进行详尽的分析。

基于Vif-APOBEC3G相互作用的抗HIV-1药物研究

载脂蛋白B mRNA编辑酶催化多肽样蛋白3G(apolipoprotein B mRNA-editing enzyme catalyticpolypeptidelike3G,APOBEC3G或A3G)是人体天然抗病毒分子,可以使病毒逆转录形成的cDNA的胞嘧啶(C)脱氨为尿嘧啶(U),产生鸟嘌呤(G)→腺嘌呤(A)超突变,导致病毒转录产物突变,从而达到抑制病毒复制的作用。HIV-1的辅助蛋白Vif,可与APOBEC3G相互作用并导致其被降解,使得这一天然抗病毒机制失效,进而增强了HIV的感染力。Vif与APOBEC3G这种相互作用为抗HIV药物提供了新靶点。针对Vif-APOBEC3G相互作用的抗HIV抑制剂已经成为研究热点。本文综述了Vif和APOBEC3G的结构、二者的相互作用,以及基于这一相互作用的抗HIV-1抑制剂研究进展。

重组腺病毒载体vAd2tat 的构建及其在细胞中的表达

　目的　构建含HIV21 tat 基因重组腺病毒,观察在不同细胞中外源蛋白Tat 的表达,作为DC 抗HIV 疫苗的基 础。方法　通过PCR 扩增,获得HXB2 tat 的cDNA 片段,定向克隆入腺病毒转移载体pTrack2CMV ,线性化后转化含有腺病毒骨 架pAd2easy21 的大肠杆菌BJ5183 ,获得同源重组的质粒prAd2tat , Pac Ⅰ酶切纯化后转染293 细胞,包装成具有感染力的复制缺 陷型重组腺病毒vAd2tat 。结果　经PCR、酶切及DNA 序列测定,插入片段大小、方向正确,获得具有感染力的含有HIV21 tat 基 因的重组腺病毒;通过Western blot 方法检测,重组腺病毒在293 细胞中表达出Mr 为15 000 的蛋白。结论　成功构建了含有 HIV21 tat 基因的腺病毒,并观察到该基因在细胞中的表达。

TRIM5-CypA融合基因与北平顶猴易感HIV-1的机制研究

天然免疫分子TRIM5α（tripartite motif protein 5α）是近年来发现的一种重要的宿主细胞内逆转录病毒限制因子。在灵长类动物细胞中，TRIM5α蛋白可以在病毒进入细胞后、逆转录前的阶段抑制HIV-1、N-MLV和EIAV等逆转录病毒的复制。由于TRIM5α分子的作用，绝大部分旧大陆猴（Old World monkey）都不能感染HIV-1。而在新大陆猴（New World monkey）中，鹰猴是唯一不感染HIV-1的灵长类动物。研究证明，鹰猴细胞中存在的TRIM5-CypA融合蛋白（owl monkey TRIM5-CypA，omTRIMCyp）介导了抗HIV-1的作用，从而使鹰猴不能感染HIV-1。研究证明，平顶猴是旧大陆猴中唯一报道可以感染HIV-1的灵长类动物，但是其感染HIV-1的机制并不清楚。根据现行的灵长类动物分类学，原属平顶猴群体（M. nemestrina group）的三个亚种分为猕猴属的三个不同种：巽他平顶猴（Sunda pig-tailed macaque，M. nemestrina），北平顶猴（Northern pig-tailed macaque，M. leonina）和明打威猴（Mentawai macaque，M. pagensis）。本论文对中国云南境内北平顶猴TRIM5基因座和感染HIV-1的相关性进行了研究。通过PCR和测序对北平顶猴基因组TRIM5基因座进行分析，发现一个CypA假基因的cDNA通过逆转座机制插入至TRIM5基因座的3’-UTR区域，形成了一个不同于鹰猴TRIM5-CypA的新型融合基因npmTRIMCyp（northern pig-tailed macaque TRIM5-CypA）。通过RT-PCR对npmTRIMCyp融合基因的转录本进行分析，我们鉴定出npmTRIMCyp共有3种不同的选择性剪接产物，分别为npmTRIMCypV1-V3。进一步克隆和测序这3种不同选择性剪接体，通过丰度和序列分析证实：npmTRIMCypV2是优势剪接体，可能在该融合基因产物的功能中发挥作用。研究发现北平顶猴npmTRIMCyp融合基因主要转录本中外显子7和8均被剪切掉。外显子7剪接丢失机制源于TRIM5第6内含子内 3’剪接位点的G/T突变。我们克隆了npmTRIMCyp融合基因cDNA的蛋白编码区ORF，并构建了重组表达npmTRIMCyp的载体，转染HeLa和HeLa-T4细胞并获得稳定表达的细胞株。通过感染HIV-1证实，npmTRIMCyp融合蛋白不能够限制HIV-1的感染和复制，这可能是北平顶猴作为旧大陆猴中唯一对HIV-1易感的灵长类动物的重要分子机制之一。通过HIV-1感染灵长类动物PBMCs实验证实，北平顶猴可以感染HIV-1。npmTRIMCyp可以有效地限制HIV-2ROD的复制，但对SIVmac239只有十分微弱的限制活性。通过构建鹰猴omTRIMCyp和北平顶猴npmTRIMCyp的置换剪接体（SWAP-1和SWAP-2），转染融合基因及其置换剪接体的CRFK细胞激光共聚焦实验证明，npmTRIMCyp、SWAP1和SWAP2在细胞内主要存在于胞浆中。稳定表达融合蛋白和置换剪接体的CRFK细胞感染HIV-1-GFP-VSVG分析表明，含omTRIMCyp外显子7的SWAP-1和SWAP-2均具有限制HIV-1活性，但SWAP-1的活性更强一些，这表明TRIM5结构域的外显子7可能在介导对HIV-1的限制活性中发挥了协同辅助作用。免疫共沉淀研究表明，npmTRIMCyp不能识别和结合HIV-1的衣壳蛋白。对北平顶猴中介导识别逆转录病毒区域的基因组部分进行了测序，共鉴定出46个多态性位点，表明在北平顶猴识别逆转录病毒衣壳区域存在较高的多态性。

天然免疫相关分子的进化

本论文结合功能研究和进化遗传学方法对动物天然免疫（innate immunity）相关分子的进化历程进行深入研究。受体对病原微生物的识别是天然免疫系统发挥功能的基础。作为模式识别受体（pattern recognition receptor, PRR），果蝇肽聚糖识别蛋白SD（PGRP-SD）在识别革兰氏阳性细菌的过程中发挥了重要作用。针对已有的黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）群体数据，我们发现PGRP-SD在群体中存在2类高频的等位基因（分别为等位基因1和等位基因2）。以D. simulans为外群，我们追溯了黑腹果蝇2类等位基因上氨基酸的变化。这些氨基酸的结构特征和在蛋白质上所处的位置提示这2类等位基因在功能方面可能存在分化。通过功能研究的方法，我们发现在黑腹果蝇中该基因功能方面发生了显著的变化。等位基因2在有微生物时能激活天然免疫反应，但等位基因1的转基因果蝇成虫只要有外伤即便没有微生物的情况下即能激发天然免疫反应，而带有等位基因2果蝇成虫则不具有该功能。这一结果提示我们，发生在该等位基因上的氨基酸变化导致了其识别功能的变化。与推导的祖先基因相比，等位基因1发生了一个氨基酸的变化，因此导致其功能从识别细菌细胞壁组分肽聚糖转变为一未知的自身组分，即从病原相关分子模式（pathogen-associated molecular pattern，PAMP）识别受体转变为损伤相关识别模式（damage-associated molecular pattern, DAMP）识别受体。通过这一功能变化， 果蝇成虫可以通过仅识别自身损伤即可激活相应的免疫反应，对后续可能侵入的微生物进行杀伤。已有研究结果显示，微生物在进化过程中已经形成针对DAMP和PAMP规避策略。上述2类等位基因的同时存在能使黑腹果蝇同时具备两个机制，更加充分地抵抗病原微生物的入侵。结合功能研究和针对自然群体的群体遗传学分析，我们认为在黑腹果蝇群体中以高频共存的2类PGRP-SD等位基因可能可能受到了平衡选择（balancing selection）作用。上述工作主要研究了天然免疫系统识别受体的进化。而本论文的另一部分则主要针对天然免疫系统的效应分子（effector）进行了研究。作为重要的效应分子，抗菌肽在杀菌方面发挥着最为直接的作用。因此，研究抗菌肽的进化对于探索天然免疫系统的进化具有重要意义。本研究以两栖类动物大蹼铃蟾抗菌肽基因家族为例，通过对分别来自2个大蹼铃蟾个体的皮肤cDNA文库进行测序，我们鉴别出56个不同的抗菌肽cDNA序列。每一个cDNA均编码2个不同的抗菌肽，maximin 和maximin H。基于针对这些cDNA序列的分析，我们发现2类抗菌肽编码序列的非同义替代率均高于同义替代率，呈现高度分化的特征。但是，在信号肽和其它非抗菌肽编码区域并没有发现这种情况。这一结果提示抗菌肽可能受到超显性选择（overdominent selection, 即平衡选择）的影响。同时，我们分别从皮肤和肝脏克隆基因了7个抗菌肽的基因组编码序列并进行了测序。这些从不同组织获得的抗菌肽在各个编码序列中均存在序列的差异的同时呈现了相同的结构。这一结果提示不同抗菌肽间的差异不太可能来自于体细胞突变而是快速序列进化的结果。通过构建来自于同一个体的抗菌肽的不同编码区的基因树，我们发现结构域重排（domain shuffling）和/或基因转换（gene conversion）在这些抗菌肽的进化历程中发挥作用。

丙型肝炎病毒(HCV)株的全基因组序列测定: 完成HCV 基因型6 全套17 个亚型基因组的测序

丙型肝炎病毒（Hepatitis C virus, HCV）的全基因组序列测定，曾经由于许多方面 的条件限制而难于完成。但是，其对于研究HCV 分子病毒学、流行病学、进化和致 病性却至关重要，特别是在临床应用中，不同序列的基因型决定α-干扰素治疗的不同 效果。在本研究完成之前，HCV 基因型6 仅有6 个亚型有其全基因组序列。因此， 本研究的主要目的在于，测定HCV 变异株代表基因型6 其余的11 个亚型和新亚型的 全基因组序列，并深入分析。 本研究从样品分别来自于中国、泰国，和在美国及加拿大生活的东南亚国家移民 的HCV 感染者。因为样品有限，改良传统的PCR 方法，摸索出“桥”和“岛”DNA 全序列扩增法，从每例样品100μl 血清或从100μl 血清中获得的cDNA 中测定了13 个HCV 全基因组核苷酸序列。 以来源于Genbank 的已知基因型6 的七个全长序列为参考对所测定的13 个亚型 全序列进行共同分析显示，这些全基因组核苷酸的两两比较相似率变化范围为 71.9%--82.7%，著地， 这四对序列间的相同率高于标准定义的HCV 基因亚型之间的 范围值75%-80%。为了进一步理解和证实这些亚型间的遗传相似性，本研究还测定 了代表这4 对亚型的病毒原型株的全基因序列，结果显示了相同的核苷酸水平上的变 异范围，这为HCV 基因亚型的分类提供了新的认识，亦强调了全长序列对于分类的 重要性。 从系统发育方面的分析证实，本研究所测得的13 个分离株都属于基因型6。在系 统发育树上，每个病毒株代表一个独立的枝。并形成了高度分化的HCV 基因型6 分 枝，从而清楚显示，各亚型的独立分布。本研究至此完成了基因型6 中17 个亚型的 全序列测定，而km41 和gz52557 因缺乏其临床上和流行病学上的多个感染病例的证 实，而继续保留其亚型未命名状态。结合来源于Los Alamos HCV database 的基因型6 的已知部分序列的变异株进一步分析，发现各相近亚型变异株均来自东南亚或东南亚国家移民，这提示了这些HCV 的相同感染源。 为了探讨HCV 夫妻间传播的可能性，本研究还测定了来自于泰国的两位感染 HCV 的献血员及其感染HCV 的配偶。这4 个基因序列C-0044 和C-0046 之间核苷 酸相同率为98.1%，而C-0185 和 C-0192 之间为97.8%。文献研究感染HCV 的夫妇 间的部分亚基因序列的相同率为96.3%至100%，本研究结果与此范围相符，并第一 次用全基因组序列提示了HCV 在夫妻间传播的可能性。 本研究还测定了基因型6 的另一个变异株的全基因组序列：HK6554，香港的某患 者，与上文中的GX004 一起，均为静脉吸毒者，并共同感染了HCV 和HIV-1。分析 结果还表明了一种趋势，即是在中国南方，基因亚型6e 有从以前的地方性传播方式 转为现有的流行性传播方式。这种转变可能由于静脉吸毒感染HCV 的人群的网络传 播而加快。 综上，本研究用传统PCR、简并引物结合链特异引物的方法有效地测定了共21 个病毒株的全基因序列。该方法也可用于其它分子流行病学的研究，特别在测定珍贵 的病毒序列然而样品量又受限时。本研究所测定的全基因组序列代表HCV 中最古老、 分化最多、地方性传播、又可能动物源性的基因型6 的全套17 个亚型。这有助于进 一步理解HCV 基因亚型的分类意义、更准确评价HCV 的进化和起源，亦有助于发 现HCV 新的变异株和提高临床诊断、治疗，为将来HCV 的流行及公众健康的预测、 预防和疫苗的制备奠定了坚实的分子遗传学基础。