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微生物的基因转录过程大多受到以蛋白质为主的调控因子的调控,对DNA结合蛋白的研究能够帮助人们解析微生物的转录调控机制。目前已经发展了很多研究DNA与蛋白相互作用的技术,例如DNA亲和色谱、EMSA等。然而体内真实环境下的基因转录等调控过程往往比较复杂,可能有多个蛋白同时作用于某一DNA区域,并且结合蛋白种类受环境影响。因此,获知体内与特定DNA真实相互作用的未知蛋白质具有重要意义。 近年来建立的DNA Sampling方法可以检测大肠杆菌体内任意给定DNA的结合蛋白,但是由于需要对外源酶进行诱导表达,可能改变体内真实环境下的DNA蛋白结合。本研究在该方法的基础上,探索建立一种能够检测体内任意给定DNA的真实结合蛋白的方法——Angling the Intracellular DNA-Interacted Proteins,AIDIP。该方法首先利用甲醛对已知DNA片段及其潜在结合蛋白质进行体内固定,以实现保真性;然后利用末端添加3个FLAG标签的乳糖操纵子抑制蛋白(LacI-3*FLAG)与乳糖操纵子上的LacI结合区域核酸片段(LacPO3)特异性结合,通过纯化LacI-3*FLAG蛋白获取与LacPO3连接的已知DNA片段及其潜在结合蛋白;最后通过质谱分析,获取蛋白的信息。具体研究内容如下: (1)本文首先对甲醛的使用条件进行了优化,以降低甲醛的过量使用可能导致的LacI-3*FLAG蛋白变性、DNA和蛋白非特异性固定等问题,最终确定使用1%甲醛固定互作复合体,并利用0.75M的三羟甲基氨基甲烷(Tris)及时淬灭剩余甲醛。 (2)另外,对细胞破碎条件、LacI-3*FLAG的表达量、增强与LacI-3*FLAG结合能力的LacPO3突变体的选择、LacPO3的拷贝数、蛋白纯化方法等步骤也做了相应优化,确定了最优的AIDIP流程。 (3)以大肠杆菌dapB启动子区域作为靶DNA片段对建立的AIDIP方法进行了测试,通过对质谱检定到的蛋白进行统计分析,得到了多种与dapB启动子区域可能存在相互作用的蛋白;经EMSA实验证实YajQ、PanB能够与dapB启动子区域结合,为深入研究dapB基因的转录调控机理提供了新靶点。 本研究中建立的AIDIP方法能够检测体内真实环境下已知DNA的潜在结合蛋白,其中的“特定DNA”可以为任意核酸片段,为发现任意DNA的新结合蛋白、解析基因转录调控机制等提供了可能的工具。