梅花鹿抗病毒蛋白的生物信息学分析

通过在线生物软件分析梅花鹿四种抗病毒蛋白A3Z2、BST-2A、BST-2B和SAMHD1蛋白的生物信息学特性。从转录组中获得四种蛋白的基因序列,应用Prot Param、Protscale、SOPMA、TMHMM、Target P、Signal P、Motif Scan、Interproscan以及BLAST等在线软件分析蛋白的理化性质、二级结构、穿膜域、结构域等等。首次获得了四种抗病毒因子的基因和蛋白序列,梅花鹿A3Z2基因编码393个氨基酸,相对分子质量为47.59 k Da,碱性,不稳定性亲水蛋白,无信号肽和跨膜结构域,胞内定位,具有糖基化和磷酸化位点,两个胞嘧啶脱氨酶结构域。梅花鹿BST-2A和2B基因编码159个氨基酸,相对分子质量为17.69 k Da和18.12 k Da,酸性,不稳定性亲水蛋白,无信号肽,BST-2A有两个跨膜结构域,BST-2B有一个跨膜结构域,膜定位,具有糖基化和磷酸化位点。梅花鹿SAMHD1基因编码613个氨基酸,相对分子质量为70.51 k Da,碱性,不稳定性亲水蛋白,无信号肽和跨膜结构域,胞内定位,具有磷酸化位点,d NTP磷酸水解酶活性结构域。梅花鹿A3Z2、BST-2A、BST-2B和SAMHD1蛋白具有潜在的抗病毒能力。     

ADAMs的结构和功能

ADAMs是近几年发现的一类锚定于细胞膜的跨膜糖蛋白,含多个结构域并具有多种功能.它们的结构域包括信号肽区、前调控区、金属蛋白水解酶区、解联蛋白区、富半胱氨酸区、上皮生长因子区、跨膜区和胞内区等;它们的功能包括蛋白水解、分子修饰、分子释放、细胞与细胞和细胞与基质相互作用、细胞识别、细胞内信号传导、细胞间通讯等.简要总结了ADAMs一级结构、高级结构、理化性质、结构区组成、各结构区功能以及ADAMs在肝再生过程中的变化等方面的研究进展.     

γ-聚谷氨酸阻垢性能的研究

通过枯草芽孢杆菌发酵得到γ-聚谷氨酸(γ-PGA),并采用静态阻垢法评价γ-PGA的阻垢性能.研究了温度、pH值、Ca~(2+)浓度、γ-PGA分子量以及γ-PGA浓度对于该阻垢性能的影响,并对其阻垢产物进行结构表征以及对阻垢原理进行初步分析.研究结果表明,γ-PGA大分子和小分子均具有较强的阻垢作用,而小分子具有比大分子更加优良的阻垢特性.在阻CaSO_4垢和阻CaCO_3垢实验中,达到100%阻垢率时,小分子γ-PGA的最低浓度分别为4 mg/L和2 mg/L,而在相同条件下大分子γ-PGA的最低浓度均为20 mg/L.     

利用Bacillus licheniformis NK-03合成聚谷氨酸及其合成酶基因pgsBCA的克隆

分离到一株能合成γ-聚谷氨酸(γ-PGA)的细菌,通过16S rRNA序列同源性分析、计算机微生物分类鉴定系统BIOLOG-System 4.20等方法,确立该菌株为地衣芽孢杆菌,命名为Bacillus licheniformis NK-03.该菌合成的γ-PGA所含的L-谷氨酸单体可高达98%,且重均分子量(Mw)为1360000.另外,利用pXMJ19质粒将B.licheniformis NK-03的γ-PGA合成酶基因pgsBCA克隆到了Escherichia coli JM109中,使其成功表达合成了重均分子量为42 433的γ-PGA.同时,通过比较B.licheniformis NK-03与已报道菌株pgsBCA基因编码氨基酸序列的同源性,发现基因簇中pgsC基因编码的氨基酸序列最为保守.     

γ-聚谷氨酸锰的制备及其性质研究

 用γ-聚谷氨酸(γ-PGA)作为载体,鏊合金属离子锰,制备成一种新型的自由基清除剂.通过微生物发酵得到γ-PGA,将γ-PGA与MnSO₄按不同物质的量比反应,用ICP测定结合率,并对产物进行结构表征.用SOD试剂盒检测其体外抗氧化活性.结果发现γ-PGA经121℃高压、酸降解后得到分子质量为15000u左右的小分子γ-PGA.当COO^-与Mn²⁺物质的质比为1:2时,结合率可高达91%.经检测γ-PGA-Mn具有缓释能力,其SOD活性为2513.78U/mL.通过本研究得到的聚合物具有良好的抗氧化作用及缓释作用.     

不同丝状真菌Delta-12脱饱和酶的生物信息学比较分析

运用生物信息学方法对卷枝毛霉、稻根霉菌、高山被孢霉和米曲霉等丝状真菌的Delta-12脱饱和酶的氨基酸组成、理化性质、氨基酸保守位点、进化关系、信号肽、跨膜结构。亲水性/疏水性和二级结构等进行比较分析.结果表明:丝状真菌Detal-12脱饱和酶是一种亲水的稳定的膜结合蛋白,不具有信号肽,具有明显的疏水跨膜区域,有3个保守的His-box功能区域,二级结构主要由螺旋和不规则卷曲构成,其中螺旋占50%以上.     

EGFR信号转导机制及靶向治疗

综述了EGFR基本结构特征及其介导细胞信号转导的机制,论述了基于EGFR靶向治疗的机理及研究现状。指出,EGFR是最早被发现并研究的RTK家族成员,其蛋白结构分成胞外域、跨膜区与胞内域三部分。EGFR介导细胞信号转导的核心机制是配体EGF与EGFR胞外域结合,通过变构作用与二聚化作用,使胞内域通过反式激活完成对受体末端酪氨酸残基的磷酸化,进而招募下游信号因子完成细胞信号转导过程。质膜结构与组成、EGFR跨膜区的组成及胞外域的有无、EGFR的内吞及泛素依赖性降解过程都调控EGFR细胞信号转导过程。阻断EGFR信号通路可抑制表皮肿瘤细胞成长。EGFR已经成为表皮肿瘤治疗的重要靶点。     

Neuritin结构组成分析及其相互作用蛋白生物信息学预测

目的 对Neuritin的理化性质及结构组成，蛋白质相互作用网络进行生物信息学预测分析，为进一步研究Neuritin的功能和作用机制提供新的思路与方向。方法 应用Protscale和ProtParam、TMHMM、SignalP、PSORTⅡ、NetNGlyc、NetOGlyc和Netphos等软件，分析Neuritin的理化性质、跨膜结构、信号肽结构、亚细胞定位以及翻译后修饰位点；利用Protean、tFold以及AlaphFold等软件和数据库，分析Neuritin的二级和三级结构；同时，利用STRING数据库构建Neuritin蛋白质相互作用网络。结果 Neuritin的相对分子质量为15 332.77,理论等电点(PI)为6.54。不稳定系数27.26,属于较稳定蛋白；脂肪系数98.31;总平均亲水性0.208,属于疏水性蛋白；Neuritin表达产物N端27个氨基酸为信号肽，C端27个氨基酸为GPI锚定序列，为跨膜区；其亚细胞定位及可能性分别为胞外(34.8%)、细胞膜(34.8%)、内质网(17.4%)及高尔基体(13.0%);无N糖基化及O糖基化位点，存在11个磷酸化位点...     

鞘氨醇单胞菌中威兰胶合成关键基因welE和welC的生物信息学分析

为探究威兰胶合成途径中关键基因welE和welC的结构特性及功能,运用生物信息学手段分析了welE和welC基因的序列信息,预测了其编码蛋白的理化性质、跨膜区、信号肽、磷酸化修饰、结构域及高级结构等.研究结果表明,WelE蛋白是由234个氨基酸组成的稳定亲水性蛋白质,无跨膜结构和信号肽,存在20个磷酸化位点,含有一个BY-kinase结构域,说明WelE可能参与威兰胶的生产与转运,WelE二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成,三级结构呈"圆环状";WelC蛋白是由449个氨基酸组成的不稳定亲水性跨膜蛋白质,含有2个跨膜螺旋、无信号肽,存在39个磷酸化位点,含有一个Wzz结构域,这表明WelC可能与威兰胶链长调节有关,WelC二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,三级结构呈"条状",这些结果为解析welE和welC基因的功能以及建立威兰胶代谢调控方法奠定了理论基础.     

人MRP4蛋白结构与功能预测

多药耐药相关蛋白4(multidrug resistance-associated protein 4,MRP4)是一种能够利用ATP水解产生的能量转运多种物质的六重跨膜蛋白。本研究应用Expasy、Jpred4、UniProtKB、NCBI等公共数据库和在线软件分析其理化性质、蛋白结构、结构域、亚细胞定位、互作蛋白以及功能等信息,为其在多种生理病理过程中的作用与机制研究奠定基础。MRP4蛋白含有1325个氨基酸,相对分子质量约为149526.77,理论等电点为8.41。以α-螺旋为主,占比58.42%。含有2个跨膜结构域和2个ATP结合盒以及8个保守结构域。表观遗传学修饰位点56个,其中磷酸化位点27个,泛素化位点27个,乙酰化位点2个。MRP4蛋白分布于质膜上,具有ATP酶和跨膜转运蛋白活性,参与内外源性物质运输、前列腺素分泌、纤毛组装、信号转导运输等生命过程。本研究系统性梳理并整合了MRP4蛋白结构及功能等信息,为深入研究其在机体生命活动及疾病发生中的作用与机制奠定理论依据。     

兽疫链球菌磷脂酰甘油磷酸合成酶基因的分离

根据化脓链球菌(Streptococcus pyogenes)磷脂酰甘油磷酸合成酶（phosphatidylglycerophosphate synthase, PGPS）基因序列设计引物,通过PCR从兽疫链球菌（Streptococcus zooepidemicus）基因组中克隆得到开读框为531bp的同源序列pgsa-sz。pgsa-sz的预测编码蛋白含有176个氨基酸残基,分子量19400,等电点8.8,其中含有63个疏水氨基酸,预示其可能的膜结合特性。二级结构预测发现该蛋白含3个跨膜域。此外,该蛋白与S. pyogenes的PGPS具有85％的氨基酸序列相似性。将该蛋白与金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、大肠杆菌(Escherichia coli)和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的PGPS进行序列比对,发现该蛋白包含PGPS中保守的活性位点区域。上述结果表明,pgsa-sz为S. zooepidemicus细胞膜中PGPS的编码基因。     

质膜微囊蛋白3的功能与相关疾病研究进展

质膜微囊蛋白3(CAV3)主要存在于各类肌肉组织(骨骼肌、心肌、平滑肌和膈肌)的质膜微囊内,促使肌细胞质膜微囊的形成.就CAV3的结构、主要功能、表达特性、相关肌肉疾病和发病机制进行综述.CAV3蛋白由151个氨基酸组成,被分为4个区域:N端区、脚手架区、跨膜区和C端区;CAV3在肌肉质膜微囊上参与行使各项生物功能,包括细胞信号传导、离子通道运输和能量代谢;CAV3可调控成肌细胞的生存力和分化,其正常生理水平的表达是肌肉发育和生理功能正常行使的关键因素;发生在CAV3上的突变可导致神经肌肉疾病和心肌疾病,主要包括LGMD、RMD、DM、H-CK和GHC,其发病机理涉及多方面遗传和环境因素.     

大戟科植物鲨烯环氧酶核苷酸及其编码氨基酸序列生物信息学分析

鲨烯环氧酶(squalene epoxidase,SQE)是在三萜和甾醇类化合物生物合成通路中的关键酶.主要采用生物信息学方法对17种大戟科植物的SQE核苷酸及其编码氨基酸序列的序列结构、理化特性方面以及空间结构进行了初步预测和分析,并构建SQE蛋白家族的系统进化树.结果表明,17种大戟科植物的SQE氨基酸序列结构与理化性质具有一定差异,多为碱性的疏水性蛋白;多数不具有信号肽,没有导肽分裂位点,却具有导肽,具有0～5个数量不等的跨膜结构域;亚细胞定位预测可能定位在内质网膜、质膜、类囊体膜和线粒体内膜上. SQE二级结构中最主要的结构元件是α螺旋和无规则卷曲,保守区都含有一个PLN02985 superfamily保守结构域,属于鲨烯单加氧酶超家族.分析结果可为SQE的酶学特性及三萜类化合物生物合成的分子机制研究提供理论基础.     

卷枝毛霉苹果酸转运蛋白生物信息学分析

借助生物信息学技术预测分析卷枝毛霉苹果酸转运(malate transporter, MT)蛋白的理化特性、空间结构及功能位点,通过Protpara、PredictProtein、TMHMM Server、NetPhos等在线分析工具对MT蛋白的基本性质和结构进行分析预测。结果表明,MT蛋白疏水性强且性质稳定,属于非分泌型蛋白,由10个跨膜螺旋逆时针排列形成一个接近于椭球形的蛋白质分子三维结构;该转运蛋白有8个豆蔻酰化位点,3个ASN-糖基化位点和蛋白激酶C磷酸化位点,1个酪蛋白激酶II磷酸化位点;系统发育分析发现,卷枝毛霉MT蛋白与毛霉菌(Mucor ambiguous)的同源性最高,聚为一类,与植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)的亲缘关系较远。本研究为后续探究苹果酸转运蛋白的三维结构与功能奠定了基础。     

高尔基体蛋白功能研究进展

高尔基体蛋白是一类定位在高尔基体表面上的螺旋卷曲蛋白家族.目前研究最为广泛的有11种高尔基体蛋白,它们分别定位在高尔基体堆栈不同的部位上.其中有3种定位在高尔基体正面膜囊表面上,高尔基体的反面膜囊表面和高尔基体膜囊边缘表面各定位4种高尔基体蛋白,它们以各自肽链羧基端或以跨膜结构域或与小的GTPase结合锚定到高尔基体膜表面.目前它们比较明确的主要功能是参与维持高尔基体结构的稳定和胞质内的膜运输,还有很多重要的功能在持续地研究发掘中.该文综述了这11种高尔基体蛋白功能的最新研究进展,以期为研究人员在该领域中更深入地进行研究提供参考.     

玉米根细胞正面向外和内翻外质膜囊泡的分离

利用水双相分配分离法从玉米根细胞提取原生质膜囊泡。其质膜成分特异的K~+,Mg~(2+)—ATP酶活性比膜粗提液高1.67倍。其他细胞器标记酶活性在质膜组分中很低或没有。特异染色电镜形态学定量统计表明质膜组分中90％以上是质膜囊泡。去污剂刺激ATP酶活性实验证明,约92％囊泡是正面向外的。应用此法也证明NAD(P)H—氧化酶可能是跨膜存在的,其催化Fe~(3+)还原的位点可能在膜的内侧。应用高盐冻—融法并结合水双相分配分离法处理正面向外囊泡,可获得内翻外质膜囊泡,实验证明它不仅纯度高而且封闭。     

武汉地区丙型肝炎病毒包膜蛋白E1的生物信息学研究

使用生物信息学的方法,分析武汉地区不同基因型、亚型的丙肝病毒的包膜E1蛋白,预测其二级结构、核苷酸变异性、糖基化位点、亲水性、跨膜区、信号肽、蛋白修饰位点、B细胞抗原.结果显示各HCV的包膜E1蛋白二级结构差距不大;序列始末段有数个氨基酸残基的差距,序列上存在高变异位点,基因型2a的型内一致性最高;序列大量糖基化,有多个糖基化基化位点;序列分布着亲水性区域,基因型1b的分值很高;基因型1b、6a、3b、3a多数亚型有1个跨膜区,基因型2a多数亚型有两个跨膜区;基因型1b、6a、3b、3a无信号肽,基因型2a都有信号肽;蛋白序列上存在多个不同修饰位点和B细胞抗原,各基因型、亚型之间有明显差距,具有较大异质性.该研究为揭示病毒感染机制和研制地区性疫苗提供一定的科学依据.     

绵羊KAP1.1基因编码蛋白生物信息学分析

为了探究KAP1.1基因(keratin-associated protein 1-1)潜在的生物学功能,利用分子生物学软件对绵羊KAP1.1基因编码蛋白进行了生物信息学分析。结果表明,该基因共编码182个氨基酸,为一可溶性不稳定蛋白。分子量为18 788.45 u,等电点为6.03。另预测得知该蛋白含有6个磷酸化位点,无糖基化位点,不含有跨膜区和信号肽,推测其不是一个分泌型蛋白。亚细胞定位绵羊KAP1.1蛋白主要在线粒体和细胞核中发挥生物学功能,二级、三级结构显示,无规则卷曲是构成该蛋白的主要结构元件。物种间同源性分析显示,绵羊KAP1.1蛋白氨基酸组成与牛的相似度最高(85.9%)。     

拟南芥类结瘤素基因At1g01070的生物信息学分析

类结瘤素基因在非结瘤植物生长发育中承担着重要的功能,但仅少数基因的功能被鉴定.本研究对拟南芥类结瘤素MtN21(Medicago truncatula NODULIN 21)家族成员At1g01070进行了生物信息学分析及亚细胞定位验证.结果表明,At1g01070有两种可变剪切体,编码两种蛋白At1g01070.1和At1g01070.2,前者比后者在N端多47个氨基酸,它们的分子量分别为40KD和35KD,等电点分别为9.2和8.9;均含有2个MtN21蛋白的特征结构域EamA(药物/代谢物转运结构域),At1g01070.1比At1g01070.2多一个PLN00411结构域,且其靠近N端的EamA结构域较后者长;三级结构均由7个α-螺旋和一些不规则卷曲组成,分别含有10个和8个疏水跨膜区,均含13个磷酸化修饰位点,亚细胞定位预测主要定位在质膜;进化上,与琴叶拟南芥(Arabidopsis lyrata)亲缘关系最近;亚细胞定位结果显示At1g01070.1定位在质膜,与预测结果一致.推测At1g01070在植物体内可能参与物质运输.     

γ-聚谷氨酸高产菌株的选育及发酵条件优化

以聚谷氨酸(γ-PGA)产生菌Bacillus subtilisHD-23为出发菌株,采用紫外线-硫酸二乙酯-亚硝基胍三因素的多组复合诱变,获得菌株Bacillus subtilisHD-F9,γ-PGA产率达到10.72 g/L,提高了56.3%,且传代稳定.对菌株Bacillus subtilisHD-F9的发酵培养基配比进行正交设计优化,并对其摇瓶培养条件进行优化,得到最佳发酵条件为:葡萄糖50 g/L,酵母膏8 g/L,谷氨酸钠40 g/L,250 mL三角瓶装液40 mL,初始pH 7.5,37℃,200 r/min,振荡培养48 h,γ-PGA产量可达14.88 g/L,提高38.8%.