基于化学位移和伪氨基酸组分信息预测抗凋亡蛋白质与促凋亡蛋白质

凋亡蛋白质是一种有着特殊功能的蛋白质,在生物体的生长和维持体内平衡中扮演着重要的角色.在细胞凋亡过程中抗与促凋亡蛋白质对细胞凋亡的调控起着不同的作用.如果抗凋亡蛋白质或者促凋亡蛋白质失活,将导致癌症和其它疾病的发生,所以对抗凋亡蛋白质和促凋亡蛋白质的识别,将有助于更好的了解凋亡蛋白的致病机理.建立一个新的凋亡蛋白质数据集,并基于化学位移信息和伪氨基酸组分信息采用支持向量机(SVM)方法对新的数据集进行了预测.融合后的特征信息用Jackknife检验预测成功率达到77.01%,从预测结果可以看出提取有效的特征信息是提高预测成功率的重要因素.     

癌症相关促凋亡蛋白Par-4的信号转导途径预测研究

利用支持向量机(SVM)技术构建Par-4关联的蛋白质相互作用网络,预测出与Par-4有相互作用的蛋白质82个;这些蛋白质按照功能划分为8大类,主要包括:蛋白激酶、泛素化蛋白酶、死亡受体相关因子、与细胞周期或DNA复制相关蛋白质、调节蛋白质、与疾病相关蛋白质、具有特定结构域结合蛋白质和其他蛋白质等。结合文献挖掘和数据库检索信息,推断出了Par-4的2条可能新的信号转导途径。首次预测到Par-4与一大类泛素化蛋白有密切的关系。研究发现,Par-4与多种蛋白质具有复杂的相互作用,并且,在多个细胞凋亡途径中扮演了重要角色。     

核定位蛋白的结构域特征分析

蛋白质的结构决定蛋白质的功能,结构域(domain)是蛋白质序列中具有独立功能的区域,而发挥功能的区域在结构上通常是保守的.根据Swiss-Prot建立亚核定位蛋白数据集,分为6个亚核区域共1505条蛋白质序列,对该数据集中的核蛋白进行结构域的搜索与功能的分析,通过提取细胞核内6种亚核定位蛋白含有的结构域信息,找到了染色体、核仁和核膜区域蛋白质的独特的结构域以及6种亚核定位蛋白共有的结构域,这些结构域特征信息可用于进一步预测蛋白质的亚核定位.     

Bim蛋白促凋亡活性必需核心元件的识别与研究(英文)

在之前的研究中,我们寻找并克隆到了一个新的Bim异构体Bimβ5,其转录从开放阅读框的第2个ATG起始,并编码一个包含BH3结构域的36个氨基酸的蛋白质.BH3结构域被认为是Bim蛋白及其他Bcl-2家族蛋白发挥作用的充分必要条件,因此有必要探寻其序列中对Bim蛋白功能起决定作用的核心区域.通过设计并构建基于Bimβ5的开放阅读框的一系列截断体,检测不同截断体的促凋亡能力,最终得到了Bim蛋白发挥功能所需的最短保守序列,即包含17个氨基酸的序列QELRRIGDEFNAYYARR,并将其命名为Bim核心元件.此外,通过对只包含Bim核心元件的截断体Bimβ5A3进行计算机分子建模,进一步揭示了Bim核心元件促凋亡的作用机理.Bim核心元件在介导Bak/Bax形成同源或异源二聚体时发挥着重要作用.     

蛋白质超家族模体保守性及物理化学性质的分析

分析了全β类4个典型的蛋白质超家族中模体的功能,发现免疫球蛋白超家族和纤维结合蛋白类型Ⅲ超家族中的模体有相似的结构,但是它们行使不同的功能.血小板-白细胞C激酶底物的同源物结构域超家族和核酸结合超家族中的模体类型较多,虽然这些模体只是部分结构相似,然而它们却在各自的超家族中分别执行着相同的功能.文章进一步运用统计学方法研究了蛋白质超家族中保守模体的亲疏水特征、物理化学特征和结构特征.结果表明,模体差异有显著意义的残基存在于序列模体的保守位点上,相同的序列模体具有相似的二级结构.这些特征将对进一步识别超家族提供帮助.     

蛋白质结构域划分方法及在线服务综述

蛋白质结构域是研究蛋白质结构、功能与进化的基本单位,不同的结构域可组合出更为复杂的蛋白质分子.划分蛋白质结构域后,可以从结构域的角度研究蛋白质的结构、功能与进化,降低了研究复杂度.根据已知结构的蛋白质统计,有约40%的为多结构域蛋白质,其中还存在一级结构上不临近的氨基酸序列出现在同一个结构域的情况,即不连续结构域.文章给出了当前国内外有关蛋白质结构域边界预测、不连续结构域检测及结构域数据库与在线服务的研究进展,供相关研究者参考.     

全α类蛋白质超家族保守模体特征的分析

选取了全α类中序列一致性小于等于40%和25%的四个有代表性的超家族,并从中提取序列模体和结构模体,分析了其结构和功能特征的差异. 结果表明,细胞色素C超家族和EF手超家族中已知功能的模体类型相对单一,而类同源域超家族和翼螺旋DNA结合域超家族中序列模体类型较多,但是主要以HTH和wHTH两种结构模体为主. 进一步对模体的相对位置进行统计分析和比较,发现无论是已知功能的模体还是基于统计学方法识别的模体,它们相对于序列N端和C端的分布均呈现一定的规律性. 这些特征和规律将对蛋白质超家族的识别以及结构域的研究提供有力的帮助.     

昆虫几丁质酶的进化与保守性质的比较基因组学研究

昆虫几丁质酶家族属于第18家族糖苷键水解酶,主要参与昆虫蜕皮、细胞增殖和免疫等生理过程。在7个物种基因组数据中通过BLASTP和PSI-BLAST的方法获得131条chitinase和chitinase-like的同源蛋白质,利用隐马尔科夫算法,找到了几丁质蛋白的保守模体区域。通过进化树分析,将所选的蛋白分为9组,与糖苷水解酶18催化结构域和几丁质结合结构域的特性一致。通过PAML软件计算出几丁质酶的正向选择位点,发现了豌豆蚜虫中的A.pisum xp003243674.1为一条新的几丁质酶蛋白。对深入研究昆虫几丁质酶结构与功能很有帮助。     

小波分析用于蛋白质序列相似性比较

蛋白质序列分析是分子生物学分析的基础工作,同时是新兴的生物信息学研究的重要工具,构成生物信息学的基石.为满足蛋白质的进化分析,序列模体的发现,同源模建等工作的需求,人们设计出各种不同方法分析蛋白质序列,试图提取出序列中包含的生物学信息,尤其是与结构,功能相关的信息.目前有代表性的序列比对工具有FASTA,BLAST和PSI-BLAST.     

蛋白质界面网络中模体和模块的探测

基于复杂网络研究蛋白质界面网络中的模体和模块,发现蛋白质界面网络与蛋白质肽链网络的拓扑性质有差异.蛋白质界面网络中的模体类型和数量受截断距离R影响较大,R值不同,网络中的模体类型和数量都有较大差别.蛋白质界面网络中存在模块结构,分析R为0.5,0.7,1.2,2.4nm时网络中存在的3-派系-模块,发现当R为0.7nm时的蛋白质界面网络模块划分比较符合实际.最后,分析蛋白质界面网络中的模块与其拓扑性质的关系,发现界面网络中的节点数与3-派系-模块数呈线性关系.     

一种新的Bax异构体Baxθ促进细胞凋亡(英文)

Bcl-2蛋白家族由一类含有特征性的Bcl-2同源结构BH、且主要调控细胞死亡的蛋白组成.Bax是一个含有多个特征性BH结构域、促进凋亡的蛋白.克隆了一个全新的Bax异构体Baxθ,其cDNA由外显子1,4,5,6组成.MTC表达谱分析显示Baxθ在人体各组织中广泛且不同强度的表达.将BaxθORF插入pEGFP-N1载体,转染HEK293细胞,观察到一个15 ku的融合蛋白,提示Baxθ编码的蛋白是与Baxβ共用同一个C端,且使用一个全新的翻译起始位点.尽管Baxθ缺乏BH3结构域,但它在HEK293细胞中过表达时能促进细胞凋亡.截断体实验分析发现Baxθ第43~69位氨基酸残基可能与其促进细胞凋亡的活性有关.BH3结构域可能不是Bcl-2蛋白家族诱导细胞凋亡的唯一功能区域.     

BioStarM-140s芯片基因信息查询系统的构建及应用

应用生物信息学数据库查询的方法,对B ioS tarM-140s小鼠基因表达芯片上的14 112个基因进行相应注释信息的查询和所对应蛋白质功能的分类.首先参照人类综合型芯片上基因的功能分类,设定了14个蛋白质类别,然后采用V isual C 编程语言,构建了基因信息查询系统.应用该查询系统,进行了网络生物学数据库信息资源的自动直接查询,共搜索到有注释信息的基因12 070个;进一步按照所设定的14个蛋白质类别对12 070个基因进行分类查询,搜索到了与这14个分类相符合的、具有详细蛋白质功能注释信息的基因共1 606个.     

抗细胞凋亡蛋白DAD研究进展

结合国内外的研究,从抗细胞凋亡基因DAD(defender against cell death)的发现、核苷酸序列同源性、表达特性和蛋白结构与功能等方面,对近年来DAD蛋白的研究进展进行了综述.DAD作为寡聚糖转移酶(oligosaccharyltransferase,OST)的亚基组分,参与了内质网(endoplasmic reticulum,ER)中蛋白质的N-糖基化修饰,抑制程序性细胞死亡,与动植物的生长发育及多种生理与病理过程密切相关.     

曼氏无针乌贼SCD蛋白结构和功能预测

采用了BLASTp,ProtScale等蛋白质和核酸序列分析软件和数据库对曼氏无针乌贼SCD基因编码的蛋白进行了蛋白质结构域,螺旋卷曲结构等生物信息学分析。结果发现该基因编码的蛋白质为碱性跨膜蛋白质,该蛋白质可能为脂肪酸代谢起到关键调控作用,有进一步研究的价值。     

生物序列模体发现的最优化模型

提出了生物序列模体发现的最优化模型,该模型适用于搜索资源(如计算时间)有限的情况,传统的模体发现方法可能在资源耗尽后仍不能得出任何结果.基于最优搜索理论给出了一种在有限的时间资源下的最优模体发现策略和算法实现,并得到了一些实验结果.     

人SEPT9蛋白同源建模和活性位点分析

利用生物信息学在线软件预测了人SETP 9蛋白质的二级结构和模体信息,同时对其三级结构进行同源建模和模建结果质量评价,其次预测了该蛋白质的活性位点信息,旨在从蛋白质序列特征和分子结构水平理解其在人类生理病理过程中的作用.结果表明,模建的SEPT 9蛋白结构品质较高,具有7段α-螺旋和2组β-折叠结构,是一个典型的α/β类蛋白,表面呈弱正电势分布;人SEPT 9蛋白具有8个不同模体,可能参与不同生化反应或执行不同的功能.搜寻获得了人SEPT 9蛋白配基结合位点有10个,其中位点1可能是该蛋白的活性位点.这些研究结果对理解人SEPT 9蛋白功能以及配基结合位点定位非常重要,也为针对SEPT 9蛋白的分子对接和药物从头设计提供了理论基础.     

一氧化氮诱导棘阿米巴凋亡的初探

本实验旨在通过形态学和生物化学方法探讨NO对棘阿米巴凋亡的影响。将棘阿米巴在不同浓度的SNP（NO供体）处理条件下孵育一定时间，选用末端脱氧核苷酸转移酶（TdT）介导的d-UTP缺口末端标记法（TUNEL)、透射电镜观察可发现SNP（外源性NO供体）可诱导棘阿米巴滋养体随SNP剂量和时间的增长，逐渐产生凋亡的趋势；透射电镜下可见实验组（终浓度3mmol/L的SNP与棘阿米巴孵育9h和12h）棘阿米巴滋养体有凋亡的超微结构特征。结果表明NO可对棘阿米巴凋亡产生影响并发挥其抗棘阿米巴感染的作用。     

高尔基体膜蛋白1调控结肠腺癌细胞凋亡和迁移的作用机制研究

高尔基体膜蛋白GOLM1对多种肿瘤恶性发展发挥着重要的作用，但其对结肠腺癌生成的作用目前尚不清楚。本研究通过GEPIA大数据库分析、CRISPR/Cas9基因敲除、细胞周期和Transwell及小鼠荷瘤模型实验检测等技术，发现了GOLM1在结肠腺癌病人中高表达，且在结肠腺癌MC38细胞中敲除GOLM1后，可显著促进细胞凋亡、同时抑制细胞增殖和迁移侵袭，以及小鼠肿瘤移植模型的成瘤能力。在分子机制上揭示了GOLM1敲除不仅显著降调了BCL-xL和MCL1的蛋白水平，而且降低了与细胞迁移侵袭相关的β-catenin、E-cadherin、Twist和ZEB2等蛋白的表达，并提高了其对星孢素诱导细胞凋亡的敏感性。综上，本研究发现了结肠癌组织中GOLM1过表达促进了癌细胞抗凋亡、促增殖和迁移的作用及初步分子机制。     

基于结构域理化性质的蛋白质相互作用方向预测

为了更好地理解蛋白质相互作用,用蛋白质相互作用间信号传递方向进一步注释蛋白质相互作用网络,提出了一种基于结构域理化性质预测蛋白质相互作用方向的方法。首先提取蛋白质结构域的10种理化性质,构成表示方向信息的特征向量;然后建立支持向量机预测模型,并利用网格搜索对模型进行参数寻优;最后用拥有最优参数的模型进行预测。实验结果表明,该模型准确率达到88.17%,AUC值为0.837.与PIDS方法比较结果表明,蛋白质结构域的10种理化性质能够有效用于蛋白质相互作用方向的预测,为预测蛋白质相互作用方向提供了一种新思路。     

BH3类似物对乳腺癌细胞的促凋亡作用

通过查找NCBI的Gene数据库,发现Bcl-2家族抗凋亡成员的mRNA在大部分乳腺癌细胞系中高表达.根据以往文献报道,Bcl-2家族抗凋亡成员的高表达能够促进肿瘤的生长.BH3类似物是一类针对Bcl-2家族抗凋亡成员的新型靶向抑制剂.据此,在7种乳腺癌细胞系中测试了3种BH3类似物对细胞增殖的影响.在两种细胞系中通过克隆形成实验和TUNEL实验研究了BH3类似物对单个肿瘤细胞增殖和细胞群体凋亡的影响.结果表明,ABT-737对大部分乳腺癌细胞系有明显的生长抑制作用;ABT-199对大部分乳腺癌细胞系有一定抑制作用;Tw-37对两种乳腺癌细胞系有较强抑制作用,这些抑制作用是通过细胞凋亡产生的.Bcl-2家族抗凋亡成员对于T47D和BT-549细胞系的存活不是非常重要.联合用药实验表明ABT-737在BT-549和T47D细胞系中可以增强阿霉素和紫杉醇的作用.综上所述,BH3类似物可以通过细胞凋亡的途径引起乳腺癌细胞的死亡,同时Bcl-2家族抗凋亡成员可能可以成为治疗乳腺癌的新靶点.