全 文 ：综述与专论
生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2010年第 5期
核糖开关的结构和调控机理
王少伟 李锡香
(中国农业科学院蔬菜花卉研究所,北京 100081)
摘 要: 一种新发现的 RNA分子 核糖开关, 通过感知代谢物浓度的变化调控目标基因的表达。它可以调整自身的
结构直接结合代谢物小分子,而不需要蛋白因子的参与。在原核生物中发现了大量的核糖开关, 在真核生物如植物和真菌中
也发现了核糖开关。核糖开关由适体域和表达平台两个功能域组成,能在不同水平调控基因的表达, 如转录终止、翻译起始、
mRNA剪辑和加工。核糖开关不需要蛋白因子的参与,因此人们认为它可能是古代 RNA世界的遗留物。核糖开关作为 RNA
传感器可以设计成一种基因控制元件,在未来的基因治疗方面可能具有很大的应用前景。
关键词: 核糖开关 适体域 表达平台 基因表达调控
The Structures andM echanisms of Riboswitches
W ang Shaowe i L iX ix iang
(The Insititute of Vegetables and F lowersChinese A cademy of Agricultural Sciences, Beijing 100081)
Abstrac:t The r ibo sw itch, new ly d iscovered RNA m o lecular, can regulate gene expression in response to subtle changes in m etab
o lite concentrations. R ibosw itches m ake use o fRNA structuralm odulation to sensem e tabo lite directly rather than w ith the assistance of
prote in fac to rs. They arew idespread in prokaryotes, and a lso discovered in eukaryo tes such as fung i and p lant. R ibosw itch e lem ents are
genera lly com posed of two func tiona l dom a ins: aptam er and expression p la tform. R ibosw itches are invo lved at various regulation levels of
gene expression, such as transcription a ttenuation, transla tion in itia tion, mRNA sp lic ing and mRNA processing. B ecause ribosw itches
operate w ithou t the he lp o f prote in factors, they are be lieved to be remnants o f an anc ientRNA w or ld. A s RNA sensors, r ibo sw itches can
be des igned to genecontro l e lem en ts, o ffe ring a great potentia l for gene cure.
Key words: R ibosw itch Aptam er dom a in Expression platform Gene expression regu la tion
收稿日期: 20091228
作者简介:王少伟,女,硕士研究生,主要从事蔬菜种质资源与生物技术的研究; Em ai:l sh aow ei3456@ 163. com
通讯作者:李锡香,研究员,博士生导师, Em ai:l lee0612@ gm ai.l com
随着 lac阻遏蛋白的发现, 在各种代谢和信号
途径中也相继找到了大量的蛋白因子。然而, 在基
因调控现象中也出现了不少令人困惑的例子。大肠
杆菌 (E scherichia coli)的 b tuB基因和鼠伤寒沙门氏
菌 ( Salmonella typhimurium )的 cob操纵子通过转运
或生物合成途径保证细胞内维生素 B12的浓度,这些
基因的 mRNA的 5!UTR都含有调控必需的保守序
列。维生素 B12参与反馈抑制反应,使这些基因表达
下调。人们认为维生素 B12可能结合于某种蛋白因
子,再结合到 mRNA调控 btuB基因和 cob操纵子的
表达。然而,一直没有找到相应的蛋白因子。 1990
年 [ 1]体外合成了大量随机序列 RNA分子,从中筛选
出能特异结合有机染料的 RNA 分子, 并将这些
RNA分子命名为 ∀适体 # ( aptamer)。这些 RNA在
体外可以折叠成稳定的多维结构, 大约每 1010个随
机序列 RNA分子中才有一个分子可以折叠成某种
小分子配体的特异结合位点。Sto rmo教授 [ 2]认为天
然的 mRNA s可能也存在一些小分子的特异结合位
点, 调控基因的表达。为了验证这个想法,他将体外
合成的一段能特异结合有机染料的适体序列插入到
表达载体中,并转染到哺乳动物。结果表明,适体结
构在体内也可以进行正常的折叠。然而当时并没有
发现小分子直接结合生物体自身 mRNAs的试验证
据。Breaker教授也认为生物界应该存在一种天然的
RNA适体, 2002年开始使用 ∀核糖开关 ( ribosw itch) #
这一术语,并用一系列试验验证了该想法 [ 3- 6]。
2010年第 5期 王少伟等:核糖开关的结构和调控机理
一直以来,人们认为蛋白质在生命过程中发挥着
重要的作用。但是一系列的事实表明, 仅由简单的 4
种核苷酸或脱氧核苷酸组成的核酸分子则发挥着更
大的作用。由 4种脱氧核苷酸组成的 DNA比由 20
多种氨基酸组成的蛋白质更适合充当遗传信息的携
带者;不是所有的遗传信息都要翻译成蛋白质才能发
挥作用,部分 RNA转录物也起着重要的作用;核酶可
以完成自我剪切而不需要蛋白酶参与; m icroRNA直
接结合目标 RNA造成基因沉默。新发现的核糖开关
通过自身结构的改变就可以直接感知目标代谢物浓
度的变化,也不需要蛋白质参加反应。核糖开关不仅
广泛存在于原核生物中, 而且也分布于真菌和植物
中,是一种新发现的古老的基因表达调控方式。
1 核糖开关的分子结构
核糖开关也称为 RNA分子开关 ( RNA sw itch) ,
由适体域 ( aptam er doma in, AD)和表达平台 ( expres
sion platform, EP)两部分组成 [ 7] (图 1)。适体域可
折叠成多维结构,选择性地结合目标代谢物,并感知
代谢物浓度的变化, 具有高度的亲和性及特异性。
表达平台位于适体域的下游,通常与适体域有一定
程度的重叠。代谢物结合后,表达平台 RNA折叠状
况发生改变,调控基因表达。适体域由 70- 170个
核苷酸组成,保证了对配体识别的亲和力和特异性。
适体域柔韧性很强,可以形成不同的二级结构。适
体域特异的序列和结构特征是区分各种类型的核糖
开关的依据。不同物种的同类核糖开关的适体域的
核苷酸序列非常保守, 但是不同类型甚至同一类型
核糖开关的表达平台的序列、结构和调控机理却相
差甚大。已鉴定的核糖开关大多存在于细菌中,且
均位于相关代谢物基因 mRNA的 5!UTR。但是,在
植物和真菌中也发现了 TPP核糖开关的存在 [ 8 ]。
表明核糖开关不仅存在于原核生物中, 也存在于真
核生物中,可能是一种古老的遗传调节子。
原核生物核糖开关位于 mRNA的 5!UTR,由适体域和表
达平台两部分组成,并且存在一定的重叠区域
图 1 核糖开关的结构
最近已经鉴别出 20多种不同类型的核糖开
关 [ 9] , 识别各种基础代谢物如辅酶、氨基酸、核苷酸
碱基以及氨基糖。多数核糖开关广泛存在于真细菌
( eubacteria)中,通常参与代谢物生物合成或转运相
关基因的反馈抑制调控。大部分核糖开关结合特异
配体后抑制下游目标基因的表达; 而腺嘌呤核糖开
关和甘氨酸核糖开关例外, 它们结合各自的特异配
体后会激活下游目标基因的表达。目前发现的核糖
开关所结合的代谢物主要有腺苷钴胺素 ( adenosy l
cobalam in, AdoCbl)、硫胺素焦磷酸 ( th iam ine pyro
phosphate, TPP)、黄素单核苷酸 ( flav in mononucleoti
de, FMN )、鸟嘌呤 ( guan ine)、腺嘌呤 ( aden ine)、腺
苷蛋氨酸 ( S adenosy lmeth ionine, SAM )、赖氨酸 ( ly
sine )、甘 氨酸 ( g lyc ine )、葡 糖胺 6磷酸 ( g lu
cosam ine6phosphate, G lcN6P) 9种类型, 此外, 还有
2!脱氧鸟苷酸 ( 2!deoxyguanosine)、腺苷高半光氨
酸 (S adenosylhomocysteine, SAH )、钼离子 ( mo lybde
num )以及 7氨甲基 7去氮杂鸟嘌呤 ( 7am inom eth
y l7deazaguanine, preQ1)等。今后还将会发现更多
的核糖开关。
核糖开关适体域二级结构种类多种多样, 常位
于螺旋连接处 ( helical junction) ,且有不同程度的复
杂性 (图 2)。鸟嘌呤核糖开关与腺嘌呤核糖开关适
体域的核苷酸序列相似性低于 60% ,但却形成几乎
同样的三级结构 [ 10] ,结合口袋几乎完全相同。两者
核苷酸序列差异最重要的地方在第 74位核苷酸上,
鸟嘌呤核糖开关是胞嘧啶而腺嘌呤核糖开关是尿嘧
啶。这两种核糖开关和以及 2!脱氧鸟苷酸核糖开
关的适体域都有三元 RNA连接体 ( a threeway junc
tion) ,以及一个环 环互作 ( looploop interact ion); 在
该连接体的 P1和 P3臂之间有一个螺旋堆互作
( helicalstack ing interact ion)。
preQ1和 SAM 核糖开关都有多种不同的适
体域 [ 11 ]。 preQ 1I和 preQ1II核糖开关适体域的
二级结构非常相似。 SAM 核糖开关适体域有 4
种不同的类型, 既有简单的茎 环结构, 也有复杂
的三元或四元 RNA连接体。尽管 SAM核糖开关
的适体域不同, 但对配体 SAH 的特异性仍然很
高, 因此其识别配体的亲和力和特异性并不受
影响。
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生物技术通报 B iotechnology Bulletin 2010年第 5期
图 2 核糖开关适体域的二级结构类型 [ 11]
嘌呤类核糖开关的配体可以与适体域进行简单
的W atsonCr ick碱基配对。但是,如果原始 RNA世
界的生物要进化出更复杂的代谢过程, 就要求适体
域能够结合一些与核酸没有化学相似性的复合物,
赖氨酸核糖开关很好地说明了这一点。尽管赖氨酸
比其它代谢物配体小, 但是适体域的共有序列和二
级结构却是最大的,并且拥有一个独特的五元 RNA
连接体 ( unique f iveway junction)。这种核糖开关
的分子识别机制十分精确, 对赖氨酸具有很高的特
异性。
甘氨酸核糖开关 (图 3)位于编码形成甘氨酸剪
切系统蛋白基因的上游,有两个相似的适体域,由一
个短的保守连接序列连接 [ 10]。其特别之处有 3点:
第一, 与腺嘌呤核糖开关一样, 与配体结合后都可激
活目标基因表达; 第二, 有两个适体域;第三, 一个
适体域结合甘氨酸后影响另一个适体域对甘氨酸的
亲和力。甘氨酸核糖开关对代谢物浓度的细微变化
比普通核糖开关敏感得多。甘氨酸对枯草杆菌的繁
殖有一定的抑制作用。当环境中甘氨酸过量时,细
胞需要更复杂的核糖开关使甘氨酸剪切系统的表达
活性最大化。同样,当甘氨酸水平微微下调后,这种
互作的核糖开关可以快速关闭这些蛋白的表达, 保
证足够数量的氨基酸用于蛋白质合成。
在炭疽芽孢杆菌 ( Bacillus anthracis )中串联排
列两个 TPP核糖开关 (图 3) ,每个 TPP核糖开关独
立发挥作用,一个 TPP配体的结合并不影响另一个
TPP配体的结合 [ 12]。这种识别同一种配体而串联
排列的核糖开关能检测到配体浓度的微小变化, 保
证了调控效率的最大化。尽管这种调控方式与甘氨
酸核糖开关相似, 但是串联 TPP核糖开关更能充分
发挥协同调控的优势。同时, 这种核糖开关以一种
简单的方式就可以感知目标代谢物的一系列浓度的
变化。
A. 甘氨酸核糖开关 只有一个表达平台,一个配体结合
核糖开关后影响另一个配体的结合; B. 串联 TPP核糖
开关 有两个表达平台,两个 TPP核糖开关独立发挥作
用; C. SAMA doC bl核糖开关也有两个表达平台, 两个
核糖开关也独立发挥作用
图 3 三种串联核糖开关 [ 9]
有些核糖开关利用复杂的结构和代谢机理调控
基因表达, glm S核糖开关利用复杂的配体 G lcN6P,
甘氨酸核糖开关则拥有两个适体域。核糖开关通常
只识别一种代谢物,然而在克劳氏芽孢杆菌 (Bacil
lus clausii )的 metE基因的 5!UTR端串联排列两个
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2010年第 5期 王少伟等:核糖开关的结构和调控机理
SAM AdoCb l核糖开关 [ 13 ] (图 3 )。配体 SAM 和
AdoCb l独立地与各自的适体域结合,分别抑制 metE
基因表达。与甘氨酸核糖开关不同, 一个配体结合
到核糖开关后并不影响另一个配体的亲和力。 SAM
和 A doCb l配体都导致转录终止, 但互不影响。枯草
杆菌 metE基因和大肠杆菌的 metE基因功能基本类
似。大肠杆菌 m etE基因用两个蛋白因子分别感知
SAM和 AdoCb l。这说明核糖开关也具有和蛋白因
子同样复杂的调控机制。
2 核糖开关的作用机理
核糖开关结合代谢物配体后通常抑制下游基因
表达, 偶尔也有激活目标基因表达的情况 (如腺嘌
呤核糖开关、甘氨酸核糖开关 )。但并不是 RNA本
身结构上的缺陷引起核糖开关的这种偏向性, 而是
因为细菌总能频繁感知各种过量的代谢物, 需要抑
制相关生物合成或转运基因的表达 [ 14 ]。
核糖开关主要有两种调控机理: 调控转录提前
终止和调控翻译起始。此外, 核糖开关还参与 mR
NA加工和可变剪辑等过程。调控转录终止和翻译
起始利用相似的 RNA折叠变化都涉及WatsonC rick
碱基配对。配体结合到核糖开关后, 适体域结构重
排,形成一种典型的稳定构象。而没有配体结合时,
适体域和表达平台又能形成另一种构象。核糖开关
调控过程涉及很多生化过程的精确协调, 如 RNA折
叠、转录延伸、代谢物结合、螺旋形成、核糖体结合以
及 mRNA加工等。
2. 1 调控转录提前终止
细菌的两种终止子, 包括 依赖型终止子和内
源性终止子 ( intrinsic term inators)。内源性终止子
包括 RNA产物中一个 GC含量较高的发夹结构以
及在此之后的富含 U的区域,这一区域也是终止反
应发生的位置。在核糖开关表达平台中也存在内源
性终止子。配体结合适体域后,表达平台构象改变,
促使或扰乱终止子的形成, 导致转录提前终止或继
续延伸。核糖开关通过对适体域、终止子、抗终止子
结构以及代谢物浓度变化的识别, 调节转录是否提
前终止,调控基因表达。
调控转录提前终止的机理是终止子的左半部分
和上游序列形成抗终止子 ( antiterm inator)螺旋, 从
而控制终止子发卡结构的形成 [ 14]。核糖开关的表
达平台在有无配体结合时形成不同的二级结构
(图 4)。对抑制型核糖开关来说, 没有配体结合属
于游离态时,表达平台形成正常的抗终止子结构,于
是下游基因正常转录;而当其配体结合而属于结合
态时,抗终止子的右半部分和下游序列形成终止子
结构,导致转录提前终止, 结果下游基因表达量降
低。相反, 对激活型核糖开关来说, 属于游离态时,
表达平台形成终止子结构,于是下游基因表达受阻;
属于结合态时,终止子的左半部分和上游序列形成
抗终止子结构,导致转录继续进行,结果下游基因表
达量增加。
1- 4代表不同的序列元件。不结合代谢物配体时, 2和
3之间形成抗终止子结构,下游基因正常转录。结合配
体后, 1和 2、3和 4之间都形成螺旋结构, 3 + 4发卡结
构是一个内源性终止子, 转录提前终止, 下游基因表达
量降低
图 4 核糖开关在转录水平的调控机理 [ 14]
适体域配体复合物的亲和力是影响核糖开关
调控基因表达的一个重要因素。配体和适体域的亲
和力用解离常数 ( dissoc iation constan,t KD )表示。解
离常数是在热力学平衡条件下测得的, 配体适体域
达到平衡所需要的时间超过了下游基因表达与否的
决定时间,因此可能未必代表体内核糖开关结合配
体所需要的精确浓度。因此, 综合理解核糖开关的
功能需要考虑热力学和动力学两个方面的因素, 而
参与 RNA折叠、代谢物配体结合和转录的动力学参
数可能更重要。
配体结合速率 ( the rate of ligand b ind ing )与
mRNA转录速率之间的平衡, 决定基因的表达调
控 [ 11]。配体结合速率比 RNA聚合酶转录速率慢意
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生物技术通报 B iotechnology Bulletin 2010年第 5期
味着表达平台转录之前适体域配体复合物的形成
不能达到平衡,也就是说, 表达平台转录之前配体
不能结合到适体域上。那么, 受动力学控制的遗
传信息已经决定时, 适体域就不能形成稳定的状
态, 也就不能完成遗传信息的调控。此外, RNAP
转录速率确定时, 转录暂停 ( transcriptional pause)
对核糖开关调控也非常重要。转录暂停为核糖开
关 配体复合物的形成提供了一个缓冲的时间
( breath ing time)。
2. 2 调控翻译起始
核糖开关表达平台的 SD( ShineDa lgarno)区域
能形成长度和结构不同的屏蔽螺旋 ( sequestering
he lix)。屏蔽螺旋的一部分 (通常是左侧部分 )能与
适体域 (通常与 P1螺旋的右半部分重叠 )的寡核苷
酸配对,形成抗屏蔽螺旋 ( ant isequestering helix) [ 14]。
RNA元件通过隔离核糖体结合位点调控翻译起始的
效率 (图 5)。
1- 4代表不同的序列元件。不结合代谢物配体时, 2和
3之间形成抗屏蔽螺旋, 核糖体结合位点裸露, 下游基
因翻译正常起始。结合配体后, 1和 2、3和 4之间都形
成螺旋。 3+ 4发卡结构屏蔽核糖体结合位点, 阻碍了
核糖体结合,翻译起始被阻断,下游基因表达量降低
图 5 核糖开关在翻译水平的调控机理 [ 14]
对抑制型核糖开关来说,游离态时,表达平台形
成正常的抗屏蔽螺旋,核糖体结合位点裸露,下游基
因翻译正常起始;结合态时,抗屏蔽螺旋的右半部分
和下游序列,包括翻译起始密码子和 SD序列, 形成
屏蔽螺旋,阻碍了核糖体的结合, 翻译起始被阻断,
下游基因表达量降低。相反,对激活型核糖开关来
说, 游离态时, 表达平台形成屏蔽螺旋,下游基因翻
译受阻;结合态时, 屏蔽螺旋的左半部分和上游序列
形成抗屏蔽螺旋,核糖体结合位点释放,翻译继续进
行, 下游基因表达量增加。
有趣的是, 不同生物中核糖开关究竟是在转录
水平还是翻译水平调控基因表达呈现出种属偏向
性。G +细菌的核糖开关倾向于通过转录提前终止
调控, 而 G-细菌的核糖开关则倾向于抑制翻译的
起始。这可能是因为 G+细菌的代谢相关基因聚集
在一个大操纵子中,转录水平可以调控下游所有相
关基因的表达;而 G -细菌的代谢相关基因散布在
染色体中,在翻译水平调控有利于调节特异基因的
表达。
2. 3 调控 mRNA加工
核糖开关除了在转录和翻译水平进行调控, 还
调控配体 依赖型 mRNA的加工。g lmS基因编码谷
氨酰胺果糖 6磷酸合成酶, 该酶催化果糖 6磷酸
和谷氨酰胺合成葡糖胺 6磷酸 ( G lcN6P)。G lcN6P
结合到 glmS核糖开关适体域后, mRNA发生自我催
化剪切,产生带 5!OH的片段和带 2!, 3!环磷酸的
片段 [ 11]。该催化机理与小分子核酶类似, 有两个
∀假结# ( pseudoknot)结构 P2. 1和 P2. 2, 但是 glmS
的二级结构与其它核酶有很大差异 (图 6A )。这两
个 ∀假结#结构参与核酶核心和配体结合位点的形
成, P4. 1茎和 P1螺旋小沟之间形成一段序列很长
的三级结构的互作,这些结构对核酶折叠来说非常
重要。
glmS核酶的 mRNA分子是刚性的, mRNA分子
预先存在一个配体结合位点。G lcN6P直接结合到
核糖开关的这个口袋中, 作为辅因子直接参加化学
反应。G lcN 6P的 C1OH基团稳定磷酸基团的正电
效应, C2NH2基团激活 5!O离去基团 ( 5!Oleav ing
group) (图 6B)。高度保守的 G33作为亲核基团激
活剪切位点的 2!OH (图 6B和 6C )。自我剪切完
成后, glmS下游转录物有一个特殊的 5!OH 末端,
很容易被广泛存在的核酸外切酶 RNase J1降解。
可见 g lmS核酶与常规的核糖开关不同,配体结合后
不需要发生结构重排,而是像蛋白酶一样利用配体
作为辅因子完成催化反应。
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2010年第 5期 王少伟等:核糖开关的结构和调控机理
A. g lmS核酶的二级结构大箭头表示剪切位点, G33是一个关键的核苷酸,虚线表示没有序列。 B. g lmS核酶的剪切位点 2!OH、磷
酸基团和 5!O离去基团依次攻击。G33的 N1功能基团与 2!OH 非常近,启动催化反应。G lcN6P分别与 5!OH 和磷酸基团上的
氧离子互作。G lcN6P的 C 1OH基团也与磷酸中心互作,稳定磷酸基团的正电效应。C. g lmS核酶的剪切机理 G33使 2!OH去质
子化, G lcN6P使 5!OH质子化。剪切反应产生了 2!, 3!环磷酸盐和 5!OH末端。 5!OH末端也是其它小分子核酶的典型产物
图 6 glmS核酶的调控机理 [ 11]
2. 4 调控 mRNA可变剪辑与 mRNA的稳定性
TPP核糖开关是目前已知的惟一同时存在于原
核生物和真核生物的一种核糖开关, 它可以在基因
表达的不同水平进行调控。细菌中在转录和翻译水
平调控; 真菌中参与 mRNA剪辑; 植物体内甚至参
与 mRNA 3!末端加工。
在红色面包霉 (N eurospora crassa )中已发现 3
个 TPP核糖开关 [ 15 ] , 通过控制 mRNA剪辑激活或
抑制下游基因表达。这 3个核糖开关分别位于
NMT1、CyPBP37、NCU01977. 1基因转录产物的 5!
UTR。NMT1基因编码蛋白参与 TPP代谢, NMT1前
体 mRNA的剪辑过程说明核糖开关可以自如的调
控剪切效率以及选择剪切位点 (图 7)。
TPP核糖开关位于主要开放阅读框 ( main
ORF, mORF)起始密码子上游的内含子中。该内含
子有两个 5!剪辑位点和一个 3!剪辑位点, 5!剪辑位
点位于适体域的上游, 3!剪辑位点位于适体域的下
游。TPP浓度低时, TPP核糖开关适体域与第二个
5!剪辑位点附近的互补序列碱基配对, 分支位点可
用于剪辑。剪辑体在第一个 5!剪辑位点和 3!剪辑
位点发生反应, 产生 mRNA的 I3形式, 表达 NMT1
蛋白。TPP浓度高时,结合态 TPP核糖开关的 RNA
折叠方式改变,第二个 5!剪辑位点附近的结构柔韧
性增加,而分支位点附近的核苷酸变的难接近,产生
保留上游开放阅读框 ( upstream ORF, uORF )的 I2
mRNA。 I1 和 I2 mRNA 都有 uORF, uORF 与
mORF竞争翻译并抑制 NMT1基因表达。因此, 核
糖开关在真核生物基因表达调控代谢中也发挥着重
要的作用。
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生物技术通报 B iotechnology Bulletin 2010年第 5期
图 7 红色面包霉 NMT 1的 TPP
核糖开关的调控机理 [ 9]
3 应用前景
近年来, 科学家们热衷于发明能特异结合小分
子信号的新型基因调控系统。而核糖开关的发现证
明 RNA分子具备成为精确遗传开关的特点。自从
可以人工合成 RNA适体域后,科学家就着手开发人
工 RNA传感器和 RNA开关。核糖开关的应用非常
广泛, 可以作为人工设计的基因控制元件,也可用于
开发新型抗菌药物。
核糖开关完全由核苷酸组成, 如果改变适体域
的结构,就可以设计出一种新的生物传感器。它不
但可以特异结合新的配体, 而且能调控下游基因的
表达。将报告基因 (如绿色荧光蛋白 )与之融合,那
么人工合成的核糖开关可用于检测溶液中某种代谢
物的存在与否, 为某些特殊需要提供了一种分子
工具。
近年来,细菌的抗药性不断增强,特别是对那些
长期使用的过量抗生素产生了多重抗性 ( multip le
drug resistance, MDR )。核糖开关的发现为人们寻
找新抗生素打开了一扇窗户。如果设计一种能结合
适体域的配体类似物作为新的药物, 那么细菌中受
核糖开关调控的下游基因就将被抑制, 结果导致细
菌死亡 [ 16]。例如, TPP核糖开关和 FMN核糖开关
广泛存在于各种细菌中, 可以设计一种具有广谱抗
菌剂的药物。然而,利用核糖开关设计新药物也面
临许多挑战。核糖开关抑制下游基因表达的程度如
何。这种抗菌剂是否对人体构成潜在危害。细菌会
不会产生突变体扰乱核糖开关对基因的表达调控产
生抗性。
致谢:中国科学院遗传与发育生物学研究所吴乃虎教授
对本文倾注了大量的心血, 做了反复修改, 在此对吴老师表
示深深的谢意!
参 考 文 献
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科学出版社新书
免疫信息学:计算机辅助预测免疫原性
(英 )弗劳尔 ( Darren R Flow er) 主编 吴玉章等译
9787030262707 68. 00 2010年 1月出版
内容简介:随着基因组学、计算机技术以及免疫学的快速发展,免疫信息学已经成为一个新兴的且逐步完善的研究领域。免疫信息学分析
就是利用免疫学的规律,对免疫学实验结果进行预测,再通过有效的免疫学实验进行验证,从而大幅度地减少免疫学研究的工作量,节约研究
成本,促进现代免疫学的发展。本书系统介绍了免疫信息学的概念、产生和发展、相关数据库、研究方法及其应用等,特别着重于抗原性的预
测、分析和计算机辅助疫苗设计,并介绍了一些复杂软件的使用方法,因此理论性和实用性都很强。
本书定位于免疫信息学初学者,尤其适合本科生、研究生,对于免疫学研究工作者也有很大的参考价值。
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