耐輻射球菌核酸解旋酶的初步研究.pdf

1、耐輻射球菌(Deinococcus radiodurans)是至今發(fā)現(xiàn)的抗輻射能力最強(qiáng)的生物之一，對(duì)電離輻射、UV輻射、過(guò)氧化氫等壓力具有很強(qiáng)的抗性。耐輻射球菌可以耐受5 kGy的電離輻射而不受影響。高效的DNA修復(fù)能力、多種抗氧化機(jī)制和快速DNA損傷響應(yīng)能力，對(duì)耐輻射球菌的極端抗性做出了巨大的貢獻(xiàn)。DNA與RNA相伴而生，是一對(duì)孿生分子。生命的起源可能最早是“核酸世界”，DNA與RNA是后來(lái)分化產(chǎn)生的。在生命系統(tǒng)中，DNA、RNA和蛋

2、白質(zhì)起著決定性的作用，成為生命系統(tǒng)中的三駕馬車，核酸解旋酶的重要作用自然不言而喻，而在耐輻射球菌中系統(tǒng)性研究核酸解旋酶的文章卻罕見報(bào)道。
　　 耐輻射球菌基因組編碼了18種核酸解旋酶，本文選取了NCBI注釋過(guò)的全部3種RNA解旋酶和隨機(jī)選定的3種DNA解旋酶進(jìn)行了研究，它們是DR1624、DR0335、DRB0135、DRB0136、DR0065、DR1532。我們首先利用基因重組技術(shù)將抗性基因替代目標(biāo)基因，進(jìn)而成功地構(gòu)建了目標(biāo)

3、基因的敲除突變株。為研究這些激酶在耐輻射球菌電離輻射后恢復(fù)中的作用，我們比較了這些突變株與野生株在DNA損傷因子脅迫下的生存率。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，drb0136、dr1532兩個(gè)基因的突變株抗逆性與野生型菌株相比相差不大，表明這兩個(gè)基因?qū)鼓嫘詻](méi)有明顯的貢獻(xiàn)，它們?cè)谀洼椛淝蚓w內(nèi)不甚重要。而其他四種核酸解旋酶突變菌株對(duì)γ輻射、UV輻射和過(guò)氧化氫等DNA損傷因子較為敏感。其中dr1624的缺失導(dǎo)致耐輻射球菌對(duì)過(guò)氧化氫非常敏感。為了更好的理解突變菌

4、株出現(xiàn)的抗逆性表型，我們進(jìn)一步研究了這6種核酸解旋酶突變菌株的抗氧化活性。結(jié)果表明，dr1624、drb0135兩個(gè)基因突變菌株的抗氧化活性能力最差，與野生型菌株R1相比甚至于出現(xiàn)了4到5倍的巨大差異，而另一個(gè)RNA解旋酶突變株的抗氧化活性也比選定的3種DNA解旋酶突變菌株低。表明在耐輻射球菌體內(nèi)RNA解旋酶體現(xiàn)出了極強(qiáng)的重要性。
　　 dr1624的突變導(dǎo)致耐輻射球菌的生長(zhǎng)速度大大降低，而且突變株的生長(zhǎng)表現(xiàn)出了明顯的溫度敏感特

5、性，預(yù)示著其可能是一個(gè)冷激蛋白。而對(duì)于體外活性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果整體來(lái)說(shuō)，RNA解旋酶突變株的敏感性要強(qiáng)于DNA解旋酶的敏感性。這或許是由于耐輻射球菌中具有15種DNA解旋酶以及它本身強(qiáng)大的DNA修復(fù)機(jī)制所致。
　　 鑒于dr1624缺失突變株的溫度敏感性、超低生長(zhǎng)速度以及對(duì)各種抗逆性的敏感性，特別是對(duì)于過(guò)氧化氫的敏感性，我們嘗試在體外表達(dá)了DR1624蛋白，在多次嘗試改變條件后，DR1624全長(zhǎng)蛋白表達(dá)依然失敗，我們只表達(dá)了其C末端截