基于模体中心结构的蛋白质复合物识别算法

基于蛋白质相互作用的网络有明显模块化特征, 其对预测蛋白质功能、解释特定的生物进程具有重要作用, 网络模体是复杂网络演化的 重要拓扑结构, 其代表了复杂系统中的重要功能单元, 具有进化保守性的特性, 提出一种新的基于网络模体为核心节点组的蛋白质复合物识别算法. 该算法根据蛋白质相互作用网络的拓扑特性, 将模体作为蛋白质复合物的中心结构体, 并基于中心结构体进行二层节点扩充, 能准确有效地识别蛋白质复合物. 并且将复合物二维网络进行三维转化, 从而更直观清晰地展示复合物的结构体特征. 实验结果验证了该算法的有效性及可行性.     

钙调素-人胰岛素原融合体的酶切加工

通过基因工程方法将人胰岛素原突变体偶联钙调素形成融合态重组蛋白质,在该重组蛋白质中设计具有PRESCI蛋白酶酶切位点.制备PRESCI蛋白酶并对钙调素-人胰岛素原突变体重组蛋白质进行酶切加工.研究表明,该重组融合蛋白质可被有效切割,通过蛋白质纯化手段能够有效地将切割后的钙调素与人胰岛素原突变体进行纯化.     

一种基于层次图聚类的蛋白质复合体检测算法

蛋白质复合物在生物生命活动中扮演着重要作用,基于蛋白质互作用(PPI,Protein-Protein Interaction)网络进行复合物检测是当前的一个研究热点.针对此,提出了一种基于层次图聚类的蛋白质复合物检测算法,其中结合网络拓扑结构和蛋白质复合物信息,给出一种网络结点的权重定义方式;边在蛋白质互作用网络的拓扑属性与层次图聚类算法相结合,提出了一种基于层次图聚类算法的蛋白质复合体识别算法HGCD(Hierarchy Graph Clustering based method for Protein Complexes Discovery).在Utez酿酒酵母PPI网络中进行蛋白质复合物识别结果表明,HGCD算法可以发现网络中的蛋白质复合体.     

结构水分子对结合自由能贡献的影响

结晶水分子存在于大多数蛋白质-配体复合物中,研究其对维持复合物的结构及在蛋白质-配体的结合过程中所发挥的作用有重要的意义。先前的分子对接、药物设计等均未考虑水分子的参与,近几年考虑到水分子后获得了更加精确的结果,表明结晶水分子在理论研究上的重要性。本文引用文献39篇,以HIV-1PR与抑制剂形成的复合物为例,综述了结合部位的结晶水分子在维持复合物结构及增强蛋白质-配体的亲和力等方面所起的作用。     

HIV-1 Tat与P-TEFb复合物的分子动力学模拟及结合自由能计算

P-TEFb结构中与Tat蛋白的结合位点是新型抗HIV-1药物设计和虚拟筛选的重要靶标.对含有两个锌指结构的Tat.P-TEFb复合物体系进行了14ns的分子动力学模拟,应用MM-PBSA/GBSA方法计算体系的结合自由能,以及通过基于氨基酸残基的能量分解来探究体系中蛋白质之间的相互作用.结果表明范德华作用能是复合物形成的主要驱动力,Cys261与ZN88之间的配位作用是结合自由能的最大贡献者.根据Tat.P-TEFb体系的动力学结构信息和残基能量分解结果预测了P-TEFb结构中可能的活性位点.位点Ⅰ和位点Ⅱ应可作为基于受体三维结构的抗HIV-1药物分子设计的起始位点.模拟计算的结果可以为进一步指导药物设计奠定基础.     

核磁共振波谱研究蛋白质三维结构及功能

文中总结了中国科学技术大学生命科学学院核磁共振波谱实验室十多年来的工作.我们的研究主要集中于研究人和其他真核生物基因表达调控相关蛋白质以及细胞连接处相关蛋白质.在这两个体系中许多蛋白质与人类健康及疾病相关,有的可能是潜在的药物作用靶标.我们主要关注用核磁共振波谱方法研究蛋白质-蛋白质相互作用的结构基础.核磁共振适合研究在接近生理条件下的分子相互作用,特别是适合研究低亲和力的瞬态的复合物.它可以提供蛋白质相互作用界面,复合物结构,以及蛋白质相互识别过程动力学的信息.文中给出了一些例子.我们也研究蛋白质内部动力学,包括皮秒-纳秒时间尺度,与毫秒-微秒时间尺度的动力学.与圆二色谱及荧光光谱结合,核磁共振可以详细表征蛋白质的折叠与去折叠.文中给出的核磁共振应用的最后一个例子是用计算机虚拟筛选,核磁筛选,我们发现了一个人的双功能的磷酸酶的一种新类型的抑制剂,并研究了该抑制剂对细胞功能的影响.这一策略有可能用于早期药物的发现.     

蛋白质-核酸复合物中氢键和范德华力作用位点偏好性分析

对蛋白质-核酸复合物结构中氢键/范德华力作用位点氨基酸与核苷酸的偏好性(即相对使用频率)进行了统计分析.发现:(1)在蛋白质-DNA复合物结构中,范德华力作用对与氢键数量相当;而在蛋白质-RNA复合物结构中,范德华力作用对数量要远多于氢键;(2)复合物结构中氢键和范德华力作用位点上对氨基酸的偏好性差异显著;(3)氨基酸...     

基于多属性决策的关键蛋白质识别算法研究

关键蛋白质往往通过蛋白质复合物的形式在生物生命活动中扮演着重要作用,在蛋白质互作用(PPI,Protein-Protein Interaction)网络中关键蛋白质对应互作用网络中的重要节点,基于此,提出了一种融合蛋白质拓扑结构属性信息和蛋白质复合物信息的基于多属性决策的关键蛋白质识别算法CBT-Topsis(Topsis based method for Essential Protein Identification on Complex Biological and Topological properties)。该算法采用多属性决策方法TOPSIS将节点局部重要性(LN)、聚集系数(CC)、点介数(BC)和蛋白质复合物内度中心(IDC)进行融合,根据节点重要性对PPI网络中的蛋白质进行排序。在酿酒酵母蛋白质互作用网络中进行关键蛋白质识别的结果表明,CBTTOPSIS算法在F度量、准确率、特异性、敏感度等方面表现了良好的性能。     

玉米大斑病菌StNPS6基因缺失突变体的转录组与蛋白质组差异表达分析

用T-DNA插入法构建一个玉米大斑病菌突变体库, 并筛选到一株致病力明显下降的突变体. 该突变体T DNA插入位点为非核糖体肽合成酶基因6（StNPS6基因）的上游启动子区. 先敲除StNPS6基因, 再对StNPS6基因敲除突变体和野生型进行转录组差异表达分析及蛋白质组差异表达分析. 结果表明: 在1 767个差异表达基因中的上调表达基因903个, 下调表达基因864个; 在突变体中鉴定30个差异表达蛋白质中的上调表达蛋白质8个, 下调表达蛋白质22个.     

Pim-1蛋白激酶与3,5-二取代吡唑并吡啶衍生物的分子识别研究

具有丝/苏氨酸激酶活性的Pim-1蛋白激酶(Pim-1 protein kinase,PPK)的过度表达能导致肿瘤的发生,是一个有效的抗肿瘤药物作用靶点.对PPK与3,5-二取代吡唑并吡啶衍生物(3,5-Disubstituted pyrazolopyridine derivatives,DPD)的复合物进行了20 ns的分子动力学模拟,从能量角度分析了二者结合的主要驱动力以及I 185在识别过程中的重要作用,并对复合物体系在模拟过程中的构象变化进行了分析.结果表明,PPK的核心区的保守性是其发挥生理功能的重要机制,模拟结果对基于PPK抑制剂的药物设计具有一定参考作用.     

水溶液中人胆汁糖蛋白与碳酸钙的结合研究

利用付里叶变换红外光谱 (FT -IR) ,结合减法、二阶导、退卷积和曲线拟合等先进光谱技术及ICP -AES分析方法 ,对人胆汁中提取的糖蛋白 (HBG)和碳酸钙 (CaCO3)反应后的滤液进行了研究。结果表明 ,HBG和碳酸钙之间存在着络合配位和多形式的氢键作用 ,使两者的微观结构发生了变化 ,形成了水溶性的HBG -碳酸钙复合物。该复合物的形成是生物矿化的基础。     

盐酸环丙沙星与卵清蛋白相互作用的研究

蛋白质与内源性化合物及许多药物分子之间可以发生相互作用而结合为复合物.目前,利用光谱法对此方面的研究主要针对血清白蛋白[1],对于其它蛋白质的研究很少.     

基于极大团扩展的蛋白质复合物识别算法

针对蛋白质复合物识别工具CFinder容易识别出超大复合物的缺陷,提出一种基于极大团扩展的蛋白质复合物识别算法(IPC-MCE)。将极大团看作蛋白质复合物的核,通过考查核的邻居顶点与核内顶点的作用概率决定邻居顶点是否属于该复合物。基于酵母蛋白质相互作用网络平台的实验结果表明:与CFinder相比,提出的IPC-MCE算法在相同条件下能够更精确地标识已知蛋白质复合物;在最优参数设置下,IPC-MCE算法标识的已知蛋白质复合物数量是CFinder标识数量的2倍多,说明IPC-MCE算法具有更强的蛋白质复合物识别能力。     

染色质免疫沉淀技术（ChIP）在基因转录调控中的作用

目的研究体细胞水平蛋白（转录因子）与DNA（靶基因启动子区）的相互作用.方法用甲醛固定活细胞,在生理状态下,结合的蛋白质-DNA复合物呈交联状态,超声将DNA打断成不同大小的片段,用目的蛋白质特异性抗体免疫沉淀该蛋白质-DNA复合物,复合物65℃解交联,并分离纯化DNA,然后进行PCR扩增.结果PCR扩增出阳性条带.结...     

一种基于改进多亲遗传算法的分子对接构象搜索策略

为提高分子对接的速度和精度,设计并实现了一种基于改进多亲遗传算法的分子对接构象搜索策略.应用该方法对布克海文蛋白质数据库中的6种蛋白质—配体复合物进行测试,将实验结果与AutoDock 3.0和模拟退火算法进行比较析,结果表明该对接策略具有更快的收敛速度和更好的寻优能力.     

抗栓胰岛素原钙调素重组融合蛋白表达条件的摸索

以无活性人胰岛素原突变体为分子支架,在C肽位置嵌合特异拮抗血小板GPⅡbⅢa受体的去整合素活性结构位点序列,构建嵌合人胰岛素原突变体.该突变体相对分子质量大小为7.0×103,与钙调素的C末端融合后形成新型重组融合蛋白质,相对分子质量为24.7×103.构建该重组融合蛋白质的大肠杆菌BL21(DE3)表达系统,尝试在大肠杆菌表达体系中,对该重组融合蛋白质进行高效表达.结果表明,该重组融合蛋白质的表达率约占菌体全蛋白的30%,优化后的表达条件为25℃,50μmol.L-1诱导表达16 h.     

热休克蛋白质DnaK的纯化及其二聚体性质研究

通过定点突变技术构建了两个DnaK蛋白质突变体,研究腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)和腺苷二磷酸(ADP)条件对热休克蛋白质DnaK二聚体性质的影响.首先诱导表达DnaK蛋白质的两个突变体DnaK-A303C和DnaK-H541C,并采用硫酸镍亲和层析和阴离子交换层析对重组蛋白质进行纯化.对等量的DnaK蛋白质进行氧化交联处理,然后采用聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)检测ATP、ADP对DnaK二聚体的影响.研究表明DnaK突变体在ADP的存在下以同二聚体的形式存在,但是在ATP条件下能够形成异二聚体.由此为深入认识热休克蛋白质两个亚基之间的协同作用提供了实验依据.     

基于复合物结构和网络拓扑特性的关键蛋白质识别算法

关键蛋白质的识别有助于从分子水平上理解生命的活动过程,然而仅从拓扑特性角度来识别的关键蛋白质不够精准,因此为了提高识别准确率,结合复合物信息提出了确定蛋白质关键性的指标模型EIC,该模型是基于蛋白质复合物内的局部中心性特性以及网络的全局信息特性来考虑.使用DIP和MIPS两种蛋白质相互作用(PPI)网络作为实验数据集,...     

小分子物质与蛋白质相互作用研究方法的现状与进展

小分子与蛋白质相互作用的研究是化学生物学的重要研究内容.蛋白质能与许多内源性和外源性小分子物质结合形成超分子复合物.通过实验方法可以获得蛋白质与小分子配体作用的结合常数、结合位点数、结合位置、作用力类型以及在客体小分子作用下蛋白质结构与功能的变化等信息.简述紫外可见光谱、荧光光谱法、傅立叶变换红外光谱和分子模拟法及其他分析方法在小分子与蛋白质相互作用方面的应用和研究进展.     

人血清白蛋白与吩噻嗪相互作用时的构象变化研究

研究了人血清白蛋白与药物吩噻嗪相互作用时的荧光淬灭及构象变化情况．结果表明：吩噻嗪通过静态方式对HSA的荧光进行淬灭,并与HSA形成了复合物;吩噻嗪在与人血清白蛋白相互作用时未引起该蛋白质构象的变化．因此,吩噻嗪作为药物在用于某些疾病的治疗时,不会影响到人血清白蛋白这样的传输蛋白的正常生理功能．本研究对药理学和临床医学具有重要意义．