蛋白质的单分子包埋

单分子包埋是一种高效的蛋白质包埋新方法.蛋白质的单分子包埋是利用蛋白质上的某些基团可以与修饰剂反应的特点,将蛋白质先与修饰剂反应,再进行单个蛋白质分子的包埋.该方法获得的蛋白质单分子包埋颗粒粒径处于纳米尺寸范围,外壳的材料层薄至几到几十纳米.本文介绍了蛋白质的单分子包埋的原理及目前蛋白质单分子包埋的主要方法,包括共价结...     

基于四重iTRAQ标记结合LC-MALDI-TOF-TOF方法分析雌二醇和它莫西芬对MCF-7乳腺癌细胞内蛋白质含量影响的研究

应用体外iTRAQ标记结合LC-MALDI-TOF-TOF方法对雌二醇刺激、雌二醇与它莫西芬共同处理,将它莫西芬处理与正常培养的MCF-7乳腺癌细胞内蛋白质表达的差异进行了比较分析。结果表明：各实验组与对照组之间存在数种上调或下调1倍以上的差异表达蛋白质,雌二醇可显著改变74种蛋白质的含量,雌二醇与它莫西芬共同处理引起26种蛋白质水平的显著变化,它莫西芬引起18种蛋白质表达的明显改变。各组之间既有变化趋势相同的蛋白质,也有变化趋势相反的蛋白质。     

天然无序蛋白质:序列-结构-功能的新关系

天然无序蛋白质是一类新发现的蛋白质,它们在天然条件下没有确定的三维结构,却具有正常的生物学功能,广泛参与信号传递、DNA转录、细胞分裂和蛋白质聚集等重要的生理与病理过程.无序蛋白质的发现是对传统的蛋白质"序列-结构-功能"范式的挑战.在这篇综述里,我们首先回顾了蛋白质的传统范式以及无序蛋白质的发现过程,然后介绍无序蛋白质在结构、序列、功能等方面的特征与相互作用,并以分子识别过程为例,进一步阐述目前国际上对无序蛋白质所具有优势的一些认识与观点.我们还分析了无序蛋白质研究在生命科学和医学等领域的应用前景,并介绍了国内在无序蛋白质领域的研究现状.     

蛋白质-RNA相互作用界面预测与设计

蛋白质-RNA之间的相互作用是蛋白质在细胞里面行使功能的重要方式之一. 结构生物学家利用实验手段可以得到蛋白质-RNA复合物的三维结构, 通过原子水平的晶体结构来解释蛋白质与RNA的识别过程. 但实验取得蛋白质-RNA的复合物结构非常困难, 耗钱、耗时, 同时受限于其相互作用强度. 因而利用理论的方法对蛋白质-RNA相互作用界面进行预测与设计在生物医学研究中十分重要. 本文主要综述了近期蛋白质-RNA相互作用界面预测与设计方面的进展, 包括以下几个方面: (1) 蛋白质-RNA分子对接算法以及对接前后存在的构象变化的处理; (2) 蛋白质-RNA 识别机制的研究; (3) 基于蛋白质-RNA 相互作用界面的分子设计. 蛋白质-RNA分子对接算法逐步完善将有助于我们对大量未知功能的蛋白质与RNA进行功能注释, 而基于生物大分子相互作用界面的分子设计将在药物设计领域中有广阔的应用前景.     

氧化还原蛋白质的电荷传递及界面行为

本文综述了近年来氧化还原蛋白质电子传递与界面行为研究领域的最新进展.主要基于作者所在实验室并参考其他实验室的研究成果,总结了蛋白质与电极间的直接电子传递、蛋白质热力学和动力学性质、蛋白质的催化活性及其调节等相关领域的工作进展.近几年的研究表明,电化学技术已成为蛋白质研究的重要工具,对于氧化还原蛋白质的电子传递与界面行为的研究更是一种有效的技术手段.     

采用柔性分子对接技术模拟蛋白质在疏水作用色谱上的保留行为

将蛋白质与疏水作用色谱(HIC)固定相相互作用分为直接非键/构象作用和蛋白质表面疏水效应两个热力学过程, 从而定量给出了处于浓盐析盐水溶液中HIC保留时间与配基/蛋白质结合自由能之间的二元线性关系. 通过ICM柔性分子对接策略及遗传算法(GA)对27个已知晶体结构的蛋白质与疏水配基的可能结合方式进行模拟和分析, 所得结果与实验观测情况吻合良好. 研究表明, 蛋白质局部疏水效应以及配基与蛋白质的非键/构象作用皆对HIC色谱保留行为影响显著, 且作用区域多集中于蛋白质表面突出部位.     

紫外圆二色光谱预测蛋白质结构的研究方法

介绍了蛋白质紫外圆二色性(CD)产生的原理及其与蛋白质结构的关系。评述了用远紫外CD预测蛋白质二级结构的方法原理、参考蛋白、拟合算法和拟合程序,以及方法存在的问题。近紫外CD与蛋白质的三级结构密切相关,近紫外蛋白质CD反映芳香氨基酸残基、二硫键等微环境的变化,表征着丰富的蛋白质三级结构的信息。     

最优特征子集预测蛋白质与蛋白质的相互作用

蛋白质与蛋白质相互作用的识别有助于研究蛋白质功能和发现潜在的药物靶标。本研究采用氨基酸组成、二肽组成、三联子组成、组成、转变、分布和自相关特征对蛋白质与蛋白质相互作用对进行表征。基于最小冗余最大相关方法选择最优特征子集,结合支持向量机对酵母蛋白质与蛋白质相互作用进行了预测研究。通过采用最优特征子集,训练集和测试集的预测精度分别比二肽组成的提高了4%和2%,表明了当前方法的有效性。     

确定蛋白质-短肽复合物结构的新方法

大部分蛋白质 -蛋白质复合物的三维结构在接触表面都显示出很好的几何匹配 .由于蛋白质的表面几何形状和其它的一些物理化学性质在分子的专一性相互作用中起了主要作用 ,所以 ,接触表面几何形状的互补常常被认为是蛋白质分子识别的基础 .一般来说 ,蛋白质接触表面的几何匹配只涉及 5到 1 0几个紧密堆积的氨基酸残基 ,因此 ,蛋白质与蛋白质配体之间的识别计算可以通过蛋白质与突变周围的或与蛋白质表面紧密接触的配体肽段的识别计算来实现 . Stoddard等 [1] 已经利用从 MBP上选取的八肽成功地计算出接近晶体结构的 MBP-受体复合物 .许多研…     

光谱法研究尿素对水溶液中血红蛋白构象的影响

应用荧光猝灭法和动态光散射法测定尿素-水混合溶剂中血红蛋白(Hb)与联苯胺的结合距离和Hb的流体动力学半径. 结合Hb的荧光光谱和吸收光谱, 探讨尿素与蛋白质分子在水溶液中相互作用的机理及其对蛋白质构象的影响. 结果显示, 尿素分子取代水分子在蛋白质周围形成溶剂化层, 并与骨架肽链和亲水侧链形成氢键, 从而积聚在蛋白质分子表面. 尿素分子与蛋白质分子之间的直接相互作用对蛋白质的构象具有复杂的影响, 高浓度的尿素-水混合溶剂破坏蛋白质的构象, 而低浓度的混合溶剂则有利于蛋白质形成更紧密的构象. 在高浓度的尿素-水混合溶剂中, Hb血红素疏水空穴失去原有的三级结构后形成一个与熔球态相类似的结构.     

小麦蛋白质的流变行为及蛋白质塑料的结构与性能

基于作者在对小麦蛋白质溶液动态流变行为、增塑小麦蛋白质等双轴拉伸流变行为、小麦蛋白质塑料制备与性能等研究的最新结果,阐述了pH、温度等对小麦蛋白质溶液动态流变行为的影响;根据Hybrid模型,考察了醇溶蛋白分子的旋转运动、弯曲运动、高频耗散等对流变行为的贡献;分析了形变速度、蛋白质含量、网络形成时间与增塑蛋白质等双轴拉伸流变行为的关系,阐明了分维蛋白质网络的形成机制;探讨了采用热压方法制备小麦蛋白质塑料的工艺参数、交联、化学改性等对微观形态与宏观性能的影响.     

一种3D打印蛋白质模型的方法及其在教学中的应用

本文报道了一种3D打印蛋白质模型的方法,得到了一系列不同的蛋白质模型。这些模型可作为可视化教具,帮助学生理解蛋白质多级结构、蛋白质折叠、蛋白质-蛋白质相互作用等相关知识点,同时也可作为艺术展示教具应用于科学交流与科普宣传。     

类细胞环境下蛋白质结构与功能的NMR研究

细胞环境是大多数蛋白质行使其功能的天然环境。在细胞环境中,大分子拥挤、限域、弱相互作用等普遍存在,已经有越来越多的研究表明这种复杂细胞环境会影响蛋白质的结构与功能。因此,在越接近天然的环境中研究蛋白质,越有可能揭示蛋白质功能的本质。蛋白质结构与功能的原位研究已是目前蛋白质科学中的前沿领域。核磁共振波谱技术是研究复杂环境中蛋白质结构与功能最具潜力的手段,它能提供原子分辨的蛋白质结构,动态与相互作用信息。本文总结了我们近几年利用核磁共振技术研究大分子拥挤、限域、以及原核E.coli细胞、非洲爪蟾卵母细胞中蛋白质结构与功能等方面取得的重要进展。     

鳞状上皮细胞癌抗原2与组蛋白G的柔性对接研究

蛋白质与蛋白质间的相互作用在生物体内具有极其重要的意义 .确定蛋白质间的相互作用的机制对生物调节和药物设计都是关键的步骤 .近年来 ,随着计算机和软件技术的发展 ,使建立蛋白质 -蛋白质复合物模型成为可能 ,为研究蛋白质间的相互作用提供了直观和比较准确的参考 .目前的蛋白质 -蛋白质对接软件将对接的两个蛋白质看成刚性 ,并不考虑蛋白质对接时的柔性 ,即没有考虑由于界面氨基酸间的相互作用而导致的界面结构的变化 .本文在直接的蛋白质 -蛋白质刚性对接的基础上 ,应用动力学模拟的方法 ,对刚性对接的结构进行蛋白质界面的构象搜索 ,…     

比较纳升反相色谱-串联质谱与毛细管区带电泳-串联质谱用于自顶向下蛋白质组学

自顶向下蛋白质组学的一个重要难题是缺乏与质谱可以在线连用并且可以提供高效蛋白质分离的液相分离技术。毛细管区带电泳与纳升反相色谱都可以与质谱在线连用,并且在复杂蛋白质样品分析方面也都有了显著的提升。在这里,我们首次比较了先进的纳升反相色谱-串联质谱与毛细管区带电泳-串联质谱平台用于自顶向下蛋白质组学分析。相对于纳升反相色谱-质谱而言,毛细管区带电泳-质谱可以将标准蛋白质样品的消耗量降低10倍,而且保持与纳升反相色谱-质谱相当的蛋白质信号强度。有意思的是,与毛细管区带电泳-质谱相比,纳升反相色谱-质谱可以获得更高的蛋白质分子的气相价态。这个现象可能是由于反相流动相中的高浓度乙腈使得蛋白质变性的更加充分。从1微克的大肠杆菌蛋白质样品中,毛细管区带电泳-串联质谱可以鉴定到159个蛋白质和513个蛋白质变体,而纳升反相色谱-串联质谱仅鉴定到105个蛋白质和277个蛋白质变体。当将大肠杆菌蛋白质的上样量提高到8微克时,纳升反相色谱-串联质谱可以鉴定到245个蛋白质和1004个蛋白质变体。由于纳升反相色谱-串联质谱具有比毛细管区带电泳-串联质谱更高的上样量与更宽的分离窗口,当蛋白质样品量不受限制时,纳升反相色谱-串联质谱具有明显的优势。但是,在痕量样品分析方面,毛细管区带电泳-串联质谱具有更大的潜力。     

分子印迹技术在蛋白质分离分析中的研究进展

蛋白质结构复杂,种类多样,与各种生命活动密切相关。大部分蛋白质在生物体中含量极低,对其分析检测带来极大困难。因此实现复杂生物样品中蛋白质的选择性识别与分离,对实现蛋白质的分离分析意义重大。通过分子印迹技术制备的分子印迹聚合物含有与模板分子大小、形状一致,官能团相互匹配的三维印迹空穴,在蛋白质的选择性识别与分离领域显示出了巨大的发展潜力。但是,由于蛋白质具有尺寸较大、构型易变、结构复杂等特点,分子印迹技术在蛋白质印迹中面临着巨大挑战。该文在介绍几种新型分子印迹技术包括表面印迹、抗原决定基印迹和金属螯合物印迹的基础上,综述了近3年分子印迹技术在蛋白质分离分析方面的应用,并对其发展进行了总结与展望。     

蛋白质相互作用: 界面分析, 结合自由能计算与相互作用设计

蛋白质相互作用在生命活动中起着重要作用. 研究蛋白质间相互作用的本质有助于了解生命活动中这些基本单元的作用. 本文主要综述了近期蛋白质相互作用研究的进展, 包括蛋白质相互作用界面的基本性质, 蛋白质结合自由能的计算方法, 不同相互作用在蛋白质结合/解离中的角色和差异, 以及上述知识在蛋白质相互作用设计中的应用. 蛋白质相互作用界面的特性, 例如界面大小、保守性以及结构的动态性质, 使得具有生物功能的蛋白质相互作用界面区别于非特异性的晶体堆积界面. 生物功能界面的一个重要结构特征是界面上存在着关键残基以及相对独立的相互作用模块. 利用多种方法, 如MM-PBSA、统计平均势以及不同的相互作用自由能模型, 可以在不同的精度上计算蛋白质相互作用自由能. 利用蛋白质相互作用界面的特点, 从不同的角度进行蛋白质相互作用对的设计与改造, 近年来已经有了不少成功的例子, 但还存在着很大的挑战. 我们认为在今后的蛋白质相互作用设计中, 考虑各种因素对蛋白质结合与解离的动力学过程的影响将有助于提高人类控制蛋白质相互作用的能力.     

古紫质等光驱质子泵以及该类活性蛋白质与聚合物的功能复合材料

将具有生物活性的蛋白质与具有良好加工和力学性能的合成高分子相结合制备高性能的杂化材料是材料科学一个新的生长点.本专论聚焦于对具有光驱质子泵功能的两类活性蛋白质——细菌视紫红质(BR)与古紫质4(AR4)的研究,其中BR作为一个著名的膜蛋白已有四十余年的研究历史,而AR4则为中国科研人员十余年前所发现.综述了AR4的研究,并对AR4和BR进行了对比,进一步介绍了光敏蛋白质(BR和AR4)与聚合物基质复合制备新型功能高分子材料的工作,还介绍了该类光敏蛋白质的基因工程改造以及蛋白质/聚合物复合膜用于信息材料方面的探索工作.论文总结了一系列创新成果,如(1)在光敏蛋白质的质子泵机理方面,提出了"弱偶联模型"并解释了AR4具有与BR相反的质子释放和提取时间顺序的内在机理;(2)光敏蛋白质与聚合物复合膜相关的高分子水凝胶和蛋白质聚集状态的研究,并发现与均聚物和两亲性小分子不同,两亲性嵌段共聚物可导致光敏蛋白质中间体的寿命有数量级的延长;(3)发展了光敏蛋白质与聚合物复合膜的制备技术,所得到的材料不仅保持了光学活性,其蛋白质的光学响应性能还得到进一步改善;(4)发现了含光敏蛋白质的紫膜强烈抗拒哺乳动物细胞黏附的新功能;(5)尝试将该蛋白质和聚合物的复合膜作为信息材料,实现了全光宽带图像显示.进一步展望了此类光敏蛋白质的后续研究和潜在的应用前景.     

毛细管电泳-发光二极管诱导荧光检测法分析肝硬化及正常人血清蛋白质的差异

应用毛细管电泳技术建立了人血清蛋白质毛细管电泳分析方法,对比了正常人与肝硬化患者血清蛋白质含量的差异。使用异硫氰酸荧光素(FITC)进行荧光标记,并考察光源与滤光片的波长、缓冲液的浓度、pH值、分离电压对分离效果的影响。建立了毛细管电泳-发光二极管诱导荧光法检测肝硬化患者血清及正常人血清蛋白质的方法;通过分离检测,获得了两者的蛋白质电泳谱图。经分析,在肝硬化患者的血清蛋白质中比在正常人的血清蛋白质中多检测到2个蛋白质峰,可能是和肝硬化发生相关的特异蛋白质;肝硬化患者与正常人的血清蛋白质电泳谱图的差异有统计学意义。该方法能实现人血清蛋白质的分离,可为临床诊断肝硬化做参考。     

Hg^2＋ -牛血清白蛋白复合体系中蛋白质微观结构的研究

研究了Hg2+在生物体内与牛血清白蛋白相互作用的毒性机理以及蛋白质的微观结构变化.测定了Hg2+与牛血清白蛋白(BSA)复合体系的红外光谱(FT-IR)和圆二色谱(CD),并对图谱进行拟合解析处理.红外光谱实验数据表明Hg2+与BSA发生作用的结合位点可能包括-SH、-OH和-NH基团,采用红外拟合技术对BSA二级结构的变化进行了研究,结果表明蛋白质α-螺旋结构含量降低,β-折叠结构含量升高.圆二色谱图也表明由于一定浓度的Hg2+与BSA结合,从而导致蛋白质的二级结构被破坏,这与拟合红外光谱得到的蛋白质二级结构数据相吻合.Hg2+与牛血清蛋白作用致使蛋白质的构象改变,形成金属离子与蛋白质作用的复合物,因而蛋白质失去活性导致生物体发生病变.