细胞色素c突变研究进展

在简述细胞色素c的生物功能和结构特征的基础上,综述了细胞色素c突变研究的进展,重点论述了对血红素辅基(heme)的轴向配体Met80、heme所在腔的保守氨基酸残基Tyr67以及蛋白表面的保守氨基酸残基Phe82的突变研究,并对一些突变体蛋白表现出来的特殊性质给予解释。     

具有氢键结构的有机材料及聚合物材料的压力诱导位移突变

利用纳米压痕技术研究了具有氢键结构的聚乙烯醇(PVA)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的表面力学行为。与PMMA薄膜相比,在PVA薄膜的载荷-位移曲线上观察到了明显的位移突变现象。从结构差异分析可知,氢键诱导PVA薄膜产生了位移突变。为了证明结构中氢键与纳米压痕所获得的位移突变的相关性,制备了对苯二酚单晶并利用纳米压痕技术测试对苯二酚单晶的表面力学行为。结果表明,对苯二酚单晶具有氢键笼状结构,对苯二酚单晶的载荷-位移曲线载荷阶段以及保载小于临界载荷的位移-时间曲线均观察到了明显的位移突变和蠕变突变现象,并且载荷阶段的位移突变量随临界载荷的增加呈线性增加,同时位移突变还与加载速率相关。     

基因点突变所引发的除草剂的抗性问题

使用除草剂进行杂草防治是一种既有效又经济的手段,因此除草剂在现代农业发展中具有非常重要的作用。但是由于过度频繁使用一种除草剂或使用具有相同作用方式的同类除草剂,使得杂草抗性问题在世界范围内日益突出与严重,其中ALS和PSⅡ抗性生物型是主要的抗性生物型品种。由于许多除草剂是通过直接作用于植物中的生物酶而发生作用,因此,一旦生物酶的氨基酸序列发生突变将导致植物对特定除草剂产生抗性。本文将从生物化学和分子生物学的角度探讨由于基因突变所导致的除草剂抗性的发展。     

葡萄糖激酶Y214C活性突变的理论研究

葡萄糖激酶(GK)催化葡萄糖转变为6-磷酸葡萄糖,这是糖代谢的第一步.正因为如此,GK活性异常在糖代谢紊乱的发生发展中起着重要作用.对青年型早发糖尿病(MODY2)和高胰岛素性低血糖症(PHHI)的深入研究证实GK活性改变与糖尿病的发生有关.为了研究GK活性改变的机理,利用分子动力学模拟和隐性溶剂的自由能计算对GK的单点突变Y214C(Tyr214→Cys)进行了理论研究.通过GK的Cα原子均方根浮动变化(RMSF)和动态相关性矩阵(DCCM)分析发现,Y214C突变导致处于活化状态的GK的构象更加稳定;通过包结自由能分析发现,Y214C突变可增加GK对葡萄糖的包结亲合性.相关研究结果有助于从原子水平理解Y214C活性突变的机制,并为糖尿病的治疗提供一定的理论参考.     

褶合光谱法作抗脱氧核糖酸突变药物筛选的初步研究

采用褶合光谱法考察紫外线致脱氧核糖核酸（DNA）突变,并以褶合光谱差谱值δ的形式量化地表达DNA细微突变的程度,其灵敏度远高于二附导数光谱法。DNA中添加二甲亚砜后表现的褶合光谱差谱变化与高效毛细管电泳指纹图谱的结果一致。褶合光谱法分析过程简单快速,可以用于抗紫外线损伤、抗突变药物的初步筛选。     

南亚夏季风长期变化中的突变现象及其与全球迅速增暖的同步性

本文分析了1888年以来南亚夏季风活动长期变化的主要特点,用Mann-KendallRank Statistic方法检测到本世纪20年代夏季风活动突然增强的季风气候突变现象,并且发现这一突变现象与该时期全球迅速增暖几乎是同时的,对突变时期季风区环流和海陆热状况的诊断表明,北半球增暖期间陆地增暖明显大于、早于海洋,陆地和海洋热力差异迅速加大,促使季风低压发展,季风气流中的扰动加强,是夏季风突然增强的一个直接原因.     

电化学发光PCR定量检测H-ras癌基因点突变

提出了一种电化学发光PCR(ECL-PCR)分析方法,该法可用于定量检测基因点突变.其检测H-ras癌基因PCR扩增产物的灵敏度可达100fmol;线性范围为0.1-500pmol.用ECL-PCR分析法对膀胱癌组织中H-ras癌基因进行突变检测,只需要10μL样品,20min的孵育时间和30s的采集时间,得出20例膀胱癌样品中有7例存在点突变,通过标准曲线方程定量计算出突变样品的量.ECL-PCR分析方法在灵敏度、线性范围、分析时间等方面都优于传统的检测方法,是一种安全、快速、灵敏、定量检测基因点突变的分析方法.     

分子动力学模拟残基突变对芳香烃受体配体结合区的影响

芳香烃受体(Aryl hydrocarbon receptor,AhR)属于配体依赖性的转录因子蛋白。本文通过对AhR配体结合区域(Ligand binding domain,LBD)的结构功能及物种特异性分析,发现在其结合腔口有一些关键残基可能起到"门控"作用,进一步将野生型(WT)和3个突变模型(Phe289Ala、Tyr316Ala、Ile319Ala)进行分子动力学模拟,从蛋白稳定性、蛋白结构变化、蛋白结合腔变化及蛋白和配体结合能力4个方面分析3个残基的门控作用。研究发现,Phe289、Tyr316、Ile319氨基酸残基通过形成疏水作用为AhR LBD起到"门控"作用;而将这些氨基酸分别突变后,其蛋白稳定性降低,整体运动性增加,配体亲和力减弱,其中Tyr316、Ile319对腔内体积影响较大,Phe289使腔内环境稳定性降低。本研究可为基于芳香烃受体的药物设计提供相关理论指导。     

采用纳米金和双链探针比色检测单碱基突变

将链置换的高度特异性与纳米金凝聚变色的光学特性相结合,设计了一种新型的单碱基突变比色检测方法。本方法直接采用纳米金作为比色报告基团,以两个末端均带有巯基的双链DNA为特异捕获探针,利用互补序列和单碱基突变序列对双链探针置换能力的差异,实现了对单碱基突变的检测。本检测方法直观、快速、简便、成本低,pmol级的样品无需仪器就可以观察到颜色的变化。     

压扭性断层地震过程的Cusp型突变分析

将地震过程视为一力学系统的失稳现象,对压扭性断层地震提出了一个力学模型,导出了由线弹性围岩和具有软化特性的断层带介质组成的力学系统的势能表达式,得到了CuSp型突变模型的标准形式。用突变理论分析阐明了系统本身的几何和力学特性是系统稳定性的决定因素,外部作用是基本条件,外力作用方向对断层的稳定性和地震时所释放能量的大小起着重要作用。     

V-ras基因点突变与转化细胞恶性表型的研究

为进一步确定ras基因突变与肿瘤恶性表型的关系,我们构建了一系列的v-ras突变体并将其导入NIH 3T3细胞,观察这些细胞的恶性表型,如致瘤性,转移能力及细胞膜组织相容性抗原(MHC-I)的表达水平。实验证明不是全部具有形态转化的细胞都能在正常的Balb/c小鼠致瘤和形成远端转移。ras基因不仅能影响细胞的形态、致瘤性、转移能力,而且还通过调节MHC-I的表达水平来影响ras转化细胞的恶性表型。     

苹果酸酶结合域定点突变对烟酰胺腺嘌呤二核苷酸类似物催化性能的影响

通过对苹果酸酶(ME)辅酶结合域L310、Q401、L404饱和位点突变库与辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD⁺)类似物库的高通量筛选,研究了苹果酸酶结合域位点对NAD⁺及其类似物(B1~B7)催化活性的影响。 结果表明,突变后酶ME-Q401H/L404T对类似物B4的k_cat/K_m是野生型酶的50倍;突变后酶ME-L310M/Q401N对类似物B4的k_cat/K_m是野生型酶的16倍,对类似物B3的k_cat/K_m是野生型酶的5倍,因此通过对结合域定点突变,NAD⁺类似物的催化活性得到提高。     

类三角蚌类演化特性及其遗传物质突变规律

本文探讨了类三角蚌类演化特性,包括阶段性、间断平衡的演化模式、相似形态周期性再现现象和同步定向平行演化。表明类三角蚌类本身是其演化的物质基础,指出类三角蚌类演化特性反映了它们的遗传物质突变规律。     

EMMPRIN磷酸化突变质粒的构建及功能检测

利用聚合酶链式反应(PCR)定点诱变技术,对细胞外基质金属蛋白酶诱导因子(EMMPRIN)的2个磷酸化位点进行突变,构建了EMMPRIN磷酸化位点突变质粒.对其功能进行检测发现,EMMPRIN磷酸化位点突变质粒可在细胞内正常表达.研究结果显示,突变质粒可抑制肿瘤细胞的增殖(P<0.05),表明EMMPRIN可能与肿瘤细胞的增殖相关.     

热带气旋运动的分析和模拟——Ⅰ.非轴对称结构和路径突变

本文从理论分析和数值模拟两方面探讨了热带气旋的非轴对称结构、β效应和环境流场对热带气旋运动的作用,同时对热带气旋运动的突变亦进行了研究、分析和模拟结果表明,在热带气旋发展的一定阶段,其非轴对称结构对自身运动的影响不可低估,在特定条件下,也可以导致热带气旋作蛇形或打转运动;在环境流场、β效应和非轴对称风、压场的相互作用达到一临界状况时,热带气旋的移向、移速将发生突变。     

褶合光谱法作抗脱氧核糖核酸突变药物筛选的初步研究[ HS)

采用褶合光谱法考察紫外线致脱氧核糖核酸(DNA)突变,并以褶合光谱差谱值δ的形式量化地表达DNA细微突变的程度,其灵敏度远高于二阶导数光谱法.DNA中添加二甲亚砜后表现的褶合光谱差谱变化与高效毛细管电泳指纹图谱的结果一致.褶合光谱法分析过程简单快速,可以用于抗紫外线损伤、抗突变药物的初步筛选.     

基于PMMA毛细管电泳芯片的多位点突变检测研究

利用基于激光诱导荧光(LIF)检测的芯片毛细管电泳平台,批量制作了低成本聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)芯片,通过修饰管道,优化有效分离距离、分离介质等条件,可在90s内完成DNA片段的分离检测,实现单碱基分离,并在此平台上成功地对遗传性耳聋三个常见突变位点实现分型检测,为这种低成本的PMMA芯片应用于分型相关的临床诊断领域奠定了基础。     

基于定点突变的抗克百威单链抗体的亲和力成熟

为获得亲和力更高的抗克百威(CBF)单链抗体(scFv), 从抗CBF scFv氨基酸序列出发, 通过同源模建获得抗体模型, 找出抗体中的活性口袋区域, 进而将小分子药物与抗体进行分子对接, 发现疏水作用和氢键对于抗体亲和力具有重要作用. 进一步对口袋内亲水氨基酸残基HArg40和LHis38进行模拟替换, 再进行分子对接分析, 发现当以亮氨酸为突变氨基酸时, 对接评分最高. 在此基础上, 通过构建突变scFv基因及可溶性表达, 采用ELISA法对进化后的单链抗体(evoscFv)进行了鉴定. 结果表明, evoscFv对CBF的IC₅₀值为18.11 μg/L, 低于野生型抗体的27.25 μg/L, 亲和解离常数K_d为4.06×10^-8 mol/L, 相对亲和力比野生型scFv提高了2.23倍, 说明通过分子对接分析及对抗体活性口袋中氨基酸残基进行替换, 获得了一个亲和力更高的突变体抗体.     

实时荧光等位基因特异性扩增法快速检测K-ras癌基因点突变

将荧光定量PCR技术与等位基因特异性扩增(Allele specific amplification, ASA)方法相结合, 发展了一种可以快速检测基因点突变的实时荧光等位基因特异性扩增(Real-time ASA)方法. 将该法用于检测K-ras癌基因第12位密码子发生的点突变, 分别采用针对其不同点突变方式(GAT, GTT, CGT)设计的突变型引物对待测样品进行ASA, 只有突变型样品能被顺利扩增出双链DNA产物, 该产物才能与双链DNA染料SYBR Green Ⅰ结合, 发出荧光信号从而被检测到. 用该法检测31例结肠癌组织中的K-ras癌基因点突变, 其中有15例样品检出为突变型. Real-time ASA法可检测到样品中含量为1/1000的突变型基因, 具有灵敏、快速、简便、安全、高通量和低成本等优点, 可望用于大量临床样本的点突变筛查.     

极端嗜盐古生菌启动子序列缺失突变的微量热研究

用微量热方法和DNA缺失突变技术研究了来源于极端嗜盐古生菌R1上的一个推测的启动子片段(RM10)在大肠杆菌中的启动子功能. 启动子片段融合到质粒pKK232-8上无启动子的氯霉素乙酰转移酶(CAT)基因前来检测它驱动基因表达的能力, 缺失分析RM10启动子片段定位具有启动活性的重要功能区. 实验结果从热动力学角度揭示, 这个启动子片段上含有－35区和－10区特征的1382～1517 bp(碱基对)区段是它在大肠杆菌中具有启动子功能的关键部分; 在1～1382 bp区段或1571～1848 bp区段上还存在它的负调控区. 该研究为基因启动子功能研究提供了一种新的、更加灵敏便捷的、化学与生物学相结合的方法.