G-四链体在糖酵解相关基因中的分布及调控

Distribution and regulation of G-quadruplexes in genes related to glycolysis

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摘要目的探讨G-四链体(G4)在糖酵解相关基因中的分布及调控.方法选取200个糖酵解相关基因转录起始位点上游1500 bp至5'非翻译区的序列进行生物信息学分析,初步确定含有潜在G-四链体形成序列(PQS)的相关基因;圆二色谱法和非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳法检测G4形成;外切酶Ⅰ(ExoⅠ)水解实验在0,0.5,2,8,16和32 min检测G4稳定性;构建将相关基因的特定片段插入到荧光素酶表达序列之前的报告基因质粒,双荧光素酶报告基因系统检测荧光素酶的表达水平进而判断G4对启动子活性的影响;实时荧光定量PCR检测荧光素酶的mRNA水平进一步验证G4的转录调控作用.结果 ①生物信息学分析表明,200个糖酵解相关基因中有12个基因含有PQS,进一步结合PQS长度及结构分析,醛缩酶A(ALDOA)和磷酸变位酶2(PGAM2)的PQS理论上可形成稳定G4.②ALDOA和PGAM2均在260 nm处有最大正吸收峰,在240 nm处有最大负吸收峰,符合平行结构G4的特征构象,同时二者的PQS可形成G4.③ExoⅠ消化后,ALDOA和PGAM2无明显水解,证明G4具有稳定性,同时二者的PQS突变后均可逐渐被水解.④ALDOA突变后荧光素酶的表达水平和mRNA水平显著升高(P<0.01);PGAM2突变后荧光素酶的表达水平和mRNA水平显著降低(P<0.01).结论糖酵解相关基因的序列中存在大量PQS,其中ALDOA和PGAM2的PQS可形成稳定G4,并具有转录调控作用.