基于SVM方法分析蛋白酶体裂解位点的特异性

真核细胞中的泛素-蛋白酶体系统在抗原肽加工呈递途径中发挥着重要作用. 为了进一步研究蛋白酶体的酶切位点特异性, 采用支持向量机(support vector machine, SVM)方法建立了蛋白酶体的酶切位点预测模型. 在相同检验集下, 将本模型性能指标与其他预测模型方法比较, 结果是本模型性能指标优先, 预测准确度为83.1%. 由样本数据相应氨基酸对酶切位点形成的权重系数, 得出蛋白酶体酶切位点及其两侧区域氨基酸的裂解特异性, 反映了蛋白酶体裂解抗原蛋白的相互作用信息, 这表明蛋白酶体对抗原蛋白的酶切处理不是随机的, 而是有一定模式和选择性的.     

基于VHSE结构表征的蛋白酶体酶切位点预测及酶切特异性研究

泛素-蛋白酶体在真核生物的抗原呈递、细胞周期调控和转录因子激活等生理过程中发挥着极为重要的作用,其核心就是蛋白酶体对底物的选择性酶切作用,因此对选择性酶切位点的预测一直是计算生物学的一个重点研究内容.针对现有酶切位点预测方法的非线性和物理意义不明确等问题,借鉴定量构效关系研究方法,采用基于氨基酸物理化学性质的描述子——VHSE(Principal component score vector of hydrophobic,steric,and electronic properties)对收集的2650个MHC-I配体的源蛋白序列进行了结构表征,在此基础上利用支持向量机建立了蛋白酶体酶切位点的预测模型,其最优线性模型的灵敏度(Sensitivity)、特异性(Specificity)、接受者操作特征曲线下面积(area under receiver operatingcharacteristics curve,AUC)和马休斯相关系数(Matthews coefficient of correlation,MCC)分别为90.18%,69.63%,0.8797和0.6131.模型分析结果表明:影响酶切位点选择性的氨基酸性质由大到小依次为:疏水性、电性和立体特征;P9,P8,P4,P1,P3’,P4’和P5’位氨基酸对酶切位点的选择有重要影响,研究亦显示酶切位点上游P1位和下游P1’～P5’的"疏水势差"有利于蛋白酶体的切割作用.     

2709碱性蛋白酶水解BSA蛋白肽谱变化的研究

以2709碱性蛋白酶酶解牛血清白蛋白为研究对象,采用液相色谱-飞行时间质谱联用分析方法和位点非特异性酶切肽谱鉴定方法,分析水解过程中肽谱的动态变化。蛋白电泳分析结果显示,2709碱性蛋白酶在0.1%的添加比例条件下,0.5 h内可将全部蛋白降解,表明其具有极强的水解能力。肽谱分析结果显示,该酶酶解BSA蛋白过程中肽谱变化复杂多样,不同序列多肽具有不同的动态变化特征。酶切位点分析结果显示,2709碱性蛋白酶几乎能在所有种类的氨基酸位点发生酶切,但酶切的频率并不相同,这表明该酶在水解位点上具有宽泛的选择性和一定的倾向性,其中在肽键C端氨基酸种类的选择上具有明显的亮氨酸倾向性。该文可为研究其他工业蛋白酶水解肽谱的规律提供借鉴,并有助于提高我国工业蛋白酶制剂的应用水平和蛋白质加工水平。     

抗原肽与MHC分子相互作用QM/MM分子动力学模拟研究

在MHC I类(major histocompatibility complex class I)分子抗原加工提呈过程中抗原蛋白在抗原提呈细胞(antigen-presenting cells, APC)的胞浆中被蛋白酶体(proteasome)裂解成短肽peptide, 由转运相关蛋白(transporter associated with antigen processing, TAP)将蛋白酶体裂解产生的短肽片段从胞浆转运至内质网腔. 短肽peptide在内质网中与新生成的MHC I类分子结合, 形成peptide-MHC复合体被提呈到APC细胞表面, 与T细胞表面抗原受体(T cell receptor, TCR)特异性识别结合, 使得CTL细胞开始活化、增殖、分化, 进而对肿瘤细胞进行特异性杀伤. 目前对CTL细胞如何识别抗原肽-MHC复合物分子及抗原短肽peptide如何与主要组织相容性复合体MHC分子的相互作用识别结合的机理还不是很清楚. 传统的预测CTL细胞表位的方法没有考虑受体与配体结合过程中电子结构的变化, 电子结构的变化需要用量子力学方法来处理. 本文采用QM/MM多尺度生物大分子的分子动力学模拟方法, 以天然抗原肽TAX (LLFGYPVYVYU)与HLA-A*0201分子结合的晶体结构为模板, 替换抗原肽“锚点”氨基酸, 将口袋氨基酸残基的原子极化电荷在空间形成的静电势用电多极矩分量表示. 用箱线图分析每个口袋氨基酸分子静电势变化和功能, 确定Pocket B的Glu63和Lys66的功能是精细识别氨基酸和一级结合氨基酸, Pocket F的Asp77, Tyr84的功能是精细识别氨基酸, 而Asp77, Lys146是一级结合氨基酸, 表明QM/MM方法在提取抗原肽与MHC I类分子识别结合特异性信息是可行的, 这对了解免疫识别机理和指导肿瘤疫苗的开发都具有指导意义.     

灵芝发酵液中蛋白酶抑制剂GLPIA2的纯化及其特性

采用乙醇分级沉淀、凝胶色谱纯化、阴离子交换色谱分离等步骤从灵芝深层发酵液中提取得到蛋白酶抑制剂GLPIA1 与GLPIA2。其中GLPIA2仅在215 nm处有紫外吸收,经十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定为单一条带,相对分子质 量为15000。由其氨基酸组成分析谱图可看出,其酸性氨基酸含量较高,碱性氨基酸及芳香族氨基酸含量较低。GLPIA2抑 制剂的底物特异性研究表明,它对天冬氨酸族的胃蛋白酶和酵母蛋白酶A有相对较强的抑制作用。     

基于固定化Pronase E酶与质谱的糖链结构分析方法

位点特异性糖链结构的解析,是糖蛋白质结构分析面临的巨大挑战。Pronase E蛋白水解酶,能够降解糖蛋白或糖肽中大部分的氨基酸序列,而保留糖链与少量氨基酸的序列,与色谱、质谱分析等联用,可以实现糖链结构的鉴定,同时,保留的氨基酸序列可以辅助实现修饰位点的识别,两者结合,可以获取位点特异性糖链结构的信息。但Pronase E酶解的缺点是,酶解效率较低,常需要较高浓度的蛋白酶。本实验将Pronase E固定化在基质上,固定化后的Pronase E具备较高的局部浓度,从而实现目标糖蛋白的快速高效酶解。采用核糖核酸酶B作为标准糖蛋白,优化了Pronase E酶切的方案,包括酶切时蛋白与酶的用量比、酶切时间、固定化Pronase E酶的有效贮存时间等;同时优化选择了糖链的富集方法,并对于基质辅助激光解吸飞行时间质谱分析中,糖链适合的基质进行对比选择,从而获得更好的糖链谱图及更为丰富的糖链结构信息。     

免疫亲和质谱法研究／β2-微球蛋白抗原表位

采用免疫亲和分离与质谱分析相结合的方法,对β2-微球蛋白抗原表位进行了系统研究.完整的抗原分子和已固定在载体(CNBr-activated Sepharose beads)上的单克隆抗体发生免疫亲和反应后,用Endoproteinase Glu-C,Trypsin,AminopeptidaseM和carboxypeptidase Y四种不同的蛋白酶依次酶解抗原分了,并采用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)技术对与抗体连接受保护而未发生水解的肽段进行了研究.结果表明:β2-微球蛋白抗原表位位于整个蛋白分了氨基酸序列的61～67位,即为SFYLLYY.通过合成肽段的分析,证明了SFYLLYY即为抗原表位,与亲和质谱方法分析结果一致.     

免疫亲和质谱法研究β2-微球蛋白抗原表位

采用免疫亲和分离与质谱分析相结合的方法, 对β2-微球蛋白抗原表位进行了系统研究. 完整的抗原分子和已固定在载体(CNBr-activated Sepharose beads)上的单克隆抗体发生免疫亲和反应后, 用Endoproteinase Glu-C, Trypsin, Aminopeptidase M和carboxypeptidase Y四种不同的蛋白酶依次酶解抗原分子, 并采用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)技术对与抗体连接受保护而未发生水解的肽段进行了研究. 结果表明: β2-微球蛋白抗原表位位于整个蛋白分子氨基酸序列的61～67位, 即为SFYLLYY. 通过合成肽段的分析, 证明了SFYLLYY即为抗原表位, 与亲和质谱方法分析结果一致.     

溶剂诱导固相合成MAGE-2表位多肽异构的LC-MS研究

近年来随着黑色素瘤特异性免疫治疗研究的不断深入,其肿瘤特异性抗原的发现及其细胞毒性T细胞(CTL)表位的预测及鉴定成为特异性免疫治疗及其多肽疫苗研制的重要前提.预测黑色素瘤抗原基因-2(MAGE-2)的HLA-A2限制性CTL表位的方法也日显成熟,预测出的表位其组成通常为10个氨基酸左右的多肽,随后进行固相合成.因不同氨基酸活化方式及偶联效率的差异,通常对合成的表位多肽进行梯度反相高压液相色谱(RP-HPLC-UV)分析制备,以确保下一步细胞功能性研究即细胞杀伤验证的特异性;MAGE-2众多表位多肽都表现较强的疏水性,虽然分析制备前可供疏水肽选择的有机溶剂系统较多,乙醇及甲醇溶剂系统可能最具代表性.当用乙醇或甲醇溶解众多MAGE-2疏水性表位多肽样品后进行色谱分析时发现,合成的MAGE-2表位多肽的RP-HPLC分析时,214 nm峰面积积分百分比都偏小,显示其合成时氨基酸偶联率较低,由此色谱分析结果推出的合成的低偶联率与理论上单个氨基酸99.5%的平均偶联率差距太大;随后的表位氨基酸组成分析也未发现有诸如半胱氨酸等可能导致折叠异构的氨基酸存在;如何消除这一困惑?正基于此,本实验随机选用了固相合成MAGE-2表位(161-169),通过不同溶剂处理后,在LC-MS技术平台上对其反相行为作了初步的研究.     

吸附型“人工肝”辅助材料的合成及其性能研究：Ⅰ大孔吸附树脂对？…

合成了本乙烯型大孔吸附剂测定其孔结构参数,考察吸附剂对芳香氨基酸的吸附性能,实验结果表明,ＭＡ－２型吸附剂对芳香氨基酸具有特异性吸附,而对支链氨基酸吸附为非特异性吸附,其血液相容性良好。     

吸附型“人工肝”辅助材料的合成及其性能研究Ⅰ大孔吸附树脂对芳香氨基酸的吸附性能

合成了苯乙烯型大孔吸附剂（MacroreticularAdsorbentMA）测定其孔结构参数，考察吸附剂对芳香氨基酸的吸附性能。实验结果表明，MA－2型吸附剂对芳香氨基酸具有特异性吸附，而对支链氨基酸吸附为非特异性吸附，其血液相容性良好。     

基于非特异性蛋白酶连续酶解的蛋白质全序列测定方法

对蛋白质全序列进行测定, 有助于分析蛋白质的结构, 揭示蛋白质的生物学功能. 针对目前基于质谱的蛋白质测序流程中使用特异性蛋白酶酶解产生的肽段种类少、重叠度低、序列拼接困难等问题, 发展了一种基于非特异性蛋白酶连续酶解的蛋白质全序列测定方法. 构建了连续酶解装置, 并使用多种非特异性蛋白酶对蛋白质进行连续酶解. 利用非特异性蛋白酶酶解位点的非特异性、不同的酶解时间以及不同种类蛋白酶酶解产生肽段的互补性, 提高蛋白质酶解肽段的种类和重叠度, 并发展了蛋白质序列拼接算法对液相色谱质谱联用(LC-MS/MS)和从头测序获得的肽段序列进行拼接. 将此方法应用于牛血清白蛋白和单克隆抗体赫赛汀的全序列测定, 在不考虑亮氨酸和异亮氨酸的情况下, 对牛血清白蛋白和赫赛汀轻链的测序准确度达到100%, 赫赛汀重链的测序准确度为99.7%.     

基于三维结构的抗原决定簇预测

利用已知抗原的三维立体结构,以抗原分子在水溶液中与水分子形成氢键的情况,以及抗原分子氨基酸前线分子轨道性质作为综合参数预测抗原决定簇,相对于氨基酸序列参数分析获得的预测率及命中率均有提高,使三维结构下抗原决定簇多参数预测成为可能     

基于VHSE结构表征的TAP亲和活性预测及选择特异性分析

应用氨基酸描述子VHSE(Principal component score vector of hydrophobic, steric, and electronic properties)对613个抗原9肽进行结构表征, 在此基础上, 采用支持向量机结合逐步回归变量筛选方法, 成功建立了抗原肽抗原处理相关转运蛋白(Transporter associated with antigen processing, TAP)亲和活性预测模型, 最优线性支持向量机模型的R2, Q2和R2ext分别为0.7386, 0.7270和0.6057. 模型结果分析表明, 影响TAP亲和活性的首要因素是电性, 其次是立体和疏水性质; 底物9肽的P1(N端)及P2, P7和P9(C端)位氨基酸物化性质对TAP亲和活性有重要影响, 而P3, P4, P5和P6位对模型贡献相对较小, P8位则与活性无关. 依据最优模型对模拟点突变9肽的TAP亲和活性的预测结果, 并结合变量载荷分析, 对TAP底物选择特异性进行了分析和总结.     

HPLC Detemination of Amino Acids in Latex Hydrolyzates Deproteinized with Alkaline Proteinase

采用盐酸水解、邻苯二甲醛－氯甲酸芴甲酯（OPA－FMOC）柱前衍生反相高效液相色谱法测定了经碱性蛋白酶脱蛋白处理后的天然胶乳中可溶性蛋白质的氨基酸含量。从16种氨基酸的变化考察了所选酶对乳胶中可溶性蛋白质的水解性能,以氨基酸总量变化评价脱蛋白的效果。结果表明,所选用的碱性蛋白酶对胶乳中的可溶性蛋白的肽键都能水解,在水解过程中蛋白质的氨基酸的组成是变化的。该法对胶乳中可溶性蛋白质的检出限达1.5mg/L（进样5μL,S/N=2）,结果不受蛋白质中氨基酸组成变化的影响。对牛血清白蛋白的氨基酸组成分析结果表明,该法准确度高。     

高效液相色谱法在脱蛋白天然胶乳研究中的应用

采用盐酸水解、邻苯二甲醛－ 氯甲酸芴甲酯（ＯＰＡ－ ＦＭＯＣ） 柱前衍生反相高效液相色谱法测定了经碱性蛋白酶脱蛋白处理后的天然胶乳中可溶性蛋白质的氨基酸含量。从１６ 种氨基酸的变化考察了所选酶对乳胶中可溶性蛋白质的水解性能, 以氨基酸总量变化评价脱蛋白的效果。结果表明, 所选用的碱性蛋白酶对胶乳中的可溶性蛋白的肽键都能水解, 在水解过程中蛋白质的氨基酸的组成是变化的。 该法对胶乳中可溶性蛋白质的检出限达１ ．５ ｍｇ／ Ｌ（ 进样５ μＬ, Ｓ／ Ｎ＝ ２） , 结果不受蛋白质中氨基酸组成变化的影响。 对牛血清白蛋白的氨基酸组成分析结果表明, 该法准确度高。     

金诺芬衍生物的合成及抗肿瘤活性

设计合成了一类新型金诺芬衍生物, 采用核磁共振波谱(NMR)和高分辨质谱(HRMS)确认了其结构. 以目标化合物处理肿瘤细胞后, 采用四氮唑蓝盐(MTS)法检测细胞增殖情况, 用流式细胞仪检测细胞凋亡情况, 采用蛋白质免疫印迹(Western blot)法检测总的泛素化蛋白(Ub-Prs)、 K48 位链接多聚泛素化蛋白以及蛋白酶体外源性特异性底物(GFPu)的表达情况. 结果表明, 金诺芬衍生物可通过抑制蛋白酶体功能来发挥抗肿瘤效果.     

丙肝压电免疫传感器的研制

研制了一种用于丙肝抗原检测的新型传感器——压电免疫传感器。采用AT切型、基频为10MHz伍英晶体作为换能器,先在晶体表面崮定巯基丙酸（MPA）,经过EDC和NHS活化后固定丙肝抗原（HCVAg）、最后检测不吲浓度的标准抗体溶液？分别研究了它的重复性和灵敏度,并通过临床验证了它的准确性此传感器其有灵敏度高、特异性好、不需标记、操作简单、能实时在线检测和重复使用等优点,能用于临床实验诊断、具有临床推广应用价值。     

hBAF53 多克隆抗体的制备与活性分析

用PCR方法扩增了人的BAF53全长eDNA序列，用酶切后的△BAF53 eDNA片段构建了表达质粒．转化大肠杆菌后，经IPTG诱导表达，再经包涵体裂解、纯化，得到hBAF53抗原多肽．从免疫动物身上获得实验动物的抗血清．通过斑点印迹方法测得hBAF53抗血清的特异性和效价，又用已提取的HeLa细胞核蛋白(含有天然BAF53蛋白)进行免疫印迹分析，证明天然。BAF53蛋白是该抗血清的抗原，说明获得的抗血清具有比较高的特异性，可用于染色体改构复合物各亚基问相互作用分析及调控基因转录机理方面的研究．     

赖氨酸C端内切酶/胰蛋白酶顺序酶切在蛋白质组学样本制备中的评估

采用胰蛋白酶(Trypsin)单独酶切与不同酶量的赖氨酸C端内切酶(Lys-C/trypsin)顺序酶切两种方法,对293T细胞全蛋白样本进行酶解消化,系统评估Lys-C/trypsin顺序酶切与Trypsin单一酶切在蛋白质组学样本制备中的差别.实验结果表明,Lys-C/trypsin顺序酶切不仅能显著提高肽段和蛋白质的鉴定数目,同时降低遗漏K酶切位点的数目及比例,而且得到的肽段长度有利于质谱鉴定,蛋白质覆盖率明显提升.通过对酶的用量进行优化对比,最终确定了Lys-C/trypsin顺序酶切时酶的合理用量.本研究结果对提高蛋白质组学样本的制备质量以及蛋白质的序列鉴定覆盖度具有指导意义.