雷磊 - 武汉轻工大学 - 生物与制药工程学院

个人简介

生物化学博士后2015-2018 以色列魏茨曼科学研究所，DanTawfik教授课题组。教育背景微生物学博士2008-2014 中国，华中农业大学，农业微生物国家重点实验室，生物固氮实验室微生物学硕士2006-2008 中国，华中农业大学，农业微生物国家重点实验室，生物固氮实验室生物工程学士2002-2006湖北农学院（现长江大学）博士后课题主题二甲基巯基丙酸(DMSP)依赖的二甲基硫醚(DMS)释放的酶学机制以及对应蛋白家族的进化研究. 海洋中的生物通过裂解DMSP来释放DMS.目前已知有多个基因编码的蛋白拥有DMSP裂解活性，并且展示出不同水平的酶活。目前已报道的细菌来源DMSP裂解酶当中，包括DddK，DddL，DddQ,DddW以及DddY，隶属于同一个类cupin蛋白超家族。此研究当中，我们尝试对这个蛋白超家族成员进行定义并且分类。为此，我们通过同源重组以及体外表达/纯化，鉴定了属于该金属依赖的蛋白超家族成员的DMSP裂解酶的表征，尤其是DddY和DddL--最富有活性的DMSP裂解酶。我们确定了两个保守的motif，来作为这个超家族成员的特征。这些保守的氨基酸残基包括必需的金属螯合集团；而其他的氨基酸残基，包括活性位点中的酪氨酸（DddQ中的Y131），则在DMSP裂解中起相对较小的作用。同时我们还鉴定了一种金属螯合剂，TPEN，它可以选择性地抑制所有已知的具有DMSP裂解酶活性的Cupin-DLL超家族成员。系统发育分析表明，已知的DMSP裂解酶家族是零星分布的，这表明DMSP裂解酶在该超家族进化过程中反复出现多次。而且基于系统发育树的各个进化分支进行取样并且体外表达也展示出了和DddQ类似水平的DMSP裂解活性。基于这些结果，可以推导出，过低的DMSP裂解酶活性和所在基因簇之间的比较分析表明，DMSP裂解酶不是大多数cupinDLL家族的实际功能。本研究中，通过使用一系列DMSP类似物系统地进行分析底物选择性，表明一些成员，最明显的DddY和DddL是真正的DMSP裂解酶，而另一些成员，最为明显的是DddQ，可能仅表现出混杂的DMSP裂解酶活性。博士期间科研主题豆科植物-根瘤菌的相互作用. 在根瘤的发育过程中，含菌细胞中的根瘤菌数量显著增加。宿主植物需要大量的脂质来形成共生体膜，以包裹这些根瘤菌。然而这个过程中，植物合成的脂质是如何转运至共生体膜的，我们所知甚少。在真核生物中，有囊泡运输和非囊泡运输两种转运机制参与了细胞间的脂质转运。之前认为，细胞器之间大量的脂质转运过程是通过囊泡运输的方式来进行的。后来的研究发现，转脂蛋白参与的非囊泡运输模式在细胞间脂质运输过程中起着重要的作用。植物转脂蛋白通常是带正电荷的多肽，分子量大小为7-10道尔顿。在体外条件下，可以可逆地结合并转运疏水分子。植物转脂蛋白被分为两个蛋白家族，LTP1和LTP2。这两个家族都含有一个保守的含有八个半胱氨酸的模体（motif），而且三维结构显示这两个家族成员内部都含有一个疏水空腔以形成脂质结合位点。根据报道，一个来源于小麦的转脂蛋白可以和前列腺素形成复合体，这意味着植物转脂蛋白可以和较大的疏水化合物结合。同时一个来自于拟南芥中的转脂蛋白LTPg1，是蜡质转运至植物外表皮过程中的必须基因。然而，到目前为止，以共生体为目的地的脂质转运蛋白还没有被报道。因此，我们认为植物转脂蛋白参与了共生固氮过程中，共生体膜所需脂质的转运以及共生体膜的装配。在之前的工作中，本实验室通过抑制差减杂交，从豆科植物紫云英当中，分离了两个转脂蛋白基因，AsE246和AsIB259。AsE246仅在根瘤中检测到了表达，而AsIB259则是在未接种根以及根瘤中都有表达。在此，我们的免疫荧光以及免疫电镜结果显示，根瘤中特异性表达转脂蛋白AsE246定位于共生体膜。在此基础上，超表达植株展现出更多的根瘤以及对应的根毛卷曲、侵入线、以及根瘤原基等根瘤菌侵入事件。而RNAi结果植株则展现出结瘤数较少，且相关的根毛卷曲、侵入线、以及根瘤原基都有大幅度减少。与此同时，液质联用的检测结果显示，RNAi的根瘤中各种脂质含量降低且无固氮酶活性。综合以上结果，转脂蛋白AsE246基因参与了共生体膜上所需脂质的转运，并且在共生体膜生物发生以及有效的共生固氮过程中发挥重要的作用。

研究领域

基于功能筛选的蛋白质体外进化蛋白家族的进化研究真核生物RNA测序的从头拼接，以及差异表达分析原核生物基因组拼接，注释以及数据挖掘蛋白表达及纯化，包括组氨酸标签，GST标签，DEAE离子交换农杆菌介导的植物转化，植物原生质体转化亚细胞定位：免疫荧光以及免疫电镜蛋白质相互作用研究：免疫共沉淀以及pull-down 液质联用：紫云英根瘤中的脂质组分析激光共聚焦以及荧光显微镜：免疫荧光以及GFP/DsRed融合蛋白常规分子克隆技术：载体构建，细菌基因敲除，植物基因RNAi

近期论文

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