蛋白质结构域折叠类型的离散量理论预测

根据最近的SCOP库,依据2616个蛋白质结构域折叠类型的分类和PDB库中这些蛋白质的主二级结构序列,计算了这些蛋白质中α螺旋、β折叠和βαβ片段单元的数目,并以此为主要参数构成信息离散源,用离散量方法预测了这些蛋白结构域的折叠类型.结果表明,运用各种不同标准集和检验集,得到α类、β类、α/β类和α β类蛋白质结构域的预测成功率均在99%,92%,89%和87%以上.对标准集总的平均预测成功率为93.82%,对检验集总的平均预测成功率为94.35%.     

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.     

Ssp dnaB蛋白质内含子介导的精氨酸激酶N末端结构域的表达

采用聚合酶链式反应(PCR)扩增精氨酸激酶(Arginine kinase,AK)N端基因片段,经双酶切后连接至含有蛋白质内含子Ssp DnaB基因的质粒载体pTWIN1中,将Ssp dnaB和N-domain的融合基因利用双酶切手段重组到含有组氨酸标签(His-tag)的质粒载体pET-28a中,得到含有组氨酸标签的融合蛋白基因,并在大肠杆菌Rosetta中表达,为获得具有天然氨基酸序列的精氨酸激酶N端结构域打下基础。     

通过构建蛋白质结构域功能模版库做基于氨基酸序列的蛋白质功能位点预测(英文)

由蛋白质序列预测蛋白质功能位点对于理解蛋白质功能具有重大的意义,它同时也为生物学实验提供了重要依据.长期以来,基于知识库的方法一直是预测蛋白质功能位点的可靠方法.通过适当修改蛋白质结构分类库SCOP构建了一个附带功能注释的结构域模版库(fDPD),其中每个模版都包含一组序列和结构都非常相近的已知的蛋白质成员.fDPD通过隐马尔可夫模型方法HMMER由未知蛋白质的序列预测其功能位点.为了考察本方法的效果我们检测了两个通用的酶催化位点数据库,一个由约1 500个序列构成的钙离子结合蛋白数据库和从CASP9中提取出的数条蛋白质序列.我们的方法对于配体结合位点以及钙结合位点的预测取得了较高的精度和覆盖率,其催化位点的预测效果仅次于目前已知的最好的方法.我们的计算结果表明,结构上相似的蛋白质其功能位点倾向于出现在蛋白质表面上相似的位置.     

变性剂诱导的多结构域蛋白质变性现象的研究

从蛋白质变性的构象渐变模型出发，分析了多结构域蛋白质变性过程的特点，用吸附动力学方法得到了可描述多个结构域变性的关系表示式，特别对典型双结构域蛋白质变性过程予以较详细的讨论。通过对比理论计算结果与实验观测结果，发现在一定参数条件下两者符合较好，从构象渐变的观点，对双结构域蛋白质变性过程中出现双S形变性曲线的原因做出了解释，同时对变性过程中可能出现的一些情况进行了预测和分析。     

SUMO融合表达对淀粉酶N-Amy活性的影响

前期解析了一个来自嗜碱菌Bacillus pseudofirmus 703的新型的碱性淀粉酶Amy703,该酶含有一个未知功能的N端结构域,将该结构域缺失后得到的突变体N-Amy相对野生型Amy703比酶活提高了35倍;底物结合实验显示Amy703可以结合不可溶性底物,单独的N端结构域和N端结构域缺失突变体N-Amy都不能结合,推测N端结构域会造成催化结构域的结构变化从而引起比酶活的大幅提高.为了进一步探究Amy703特异的N端结构域造成酶活显著下降的原因,将Amy703的N端结构域替换为SUMO蛋白,实验结果显示裂解液上清的SUMO/N-Amy条带比Amy703粗亮,验证了SUMO蛋白的促可溶性作用;但纯化后的融合蛋白SUMO/N-Amy的比酶活显著低于N-Amy,仅和野生型Amy703的比酶活相当,表明SUMO与N-Amy的融合显著降低了酶活,同时也预示着N端多一段结构域会影响到催化结构域的结构变化.此外,对SUMO/N-Amy融合蛋白是否与底物结合进行了探讨,为进一步解析Amy703的N端结构域功能提供了实验依据.     

一种基于支持向量机的蛋白质结构域边界预测方法

提出一种基于支持向量机学习蛋白质结构域的边界预测方法. 在分析多序列比对结果的基础上, 定义了几种能够直接或间接反映蛋白质结构属性及结构域信息的新方法. 结果表明, 蛋白质序列信息预测边界信号的正确识别率达85%以上, 具有较好的泛化能力.     

利用酵母双杂交技术筛选与CCDC58相互作用的蛋白

卷曲螺旋是存在于多种天然蛋白质中的一种结构域,涉及调节基因表达,膜融合以及细胞分裂等多种重要的生物学功能.CCDC58是一种由人体宿主细胞编码的蛋白质,含有卷曲螺旋结构域,由144个氨基酸组成,编码CCDC58的基因定位于人类3号染色体上.目前对该蛋白的研究不是很多,它的具体作用机制及相关的互作蛋白并不清楚.本实验通过酵母双杂交技术,以CCDC58作为诱饵,在cDNA文库中寻找与CCDC58相互作用的蛋白,最后通过反向验证筛选出5个可能有相互作用的蛋白.为了在体外进一步确认这种相互作用,本实验通过GST Pull-down实验,最终确认TP53BP2和CCDC58具有很强的相互作用.     

磷脂酰肌醇转移蛋白质家族的研究进展

脂类的单体转移是由一娄蛋白质来执行的，这组蛋白质把脂类结合到疏水腔，从而使脂娄避开了含水环境、其中的这样一组蛋白质是磷脂酰肌醇转移蛋白质家族(PITPs)，能结合磷脂酰肌醇和磷脂酰胆碱，把它们从一个膜区转移到另一膜区．PITPs是在单细胞和多细胞组织中发现的，但在细菌中没有发现．在鼠和人类中，人们发现负责脂类转移的PITP结构域有五个蛋白，按照序列分成两类：类型I PITPs由两个家族成员α，β构成，它们是小蛋白35kDa，有一个PITP结构域，可以普遍表达；类型Ⅱ A PITPs(RdgBαI和Ⅱ)是很大的蛋白质，有另外的结构域，把蛋白质靶向膜，仅能结合脂类，但不能介导转移．类型Ⅱ B PITP(RdgBβ)与类型I在大小(38kDA)上相似，也是普遍表达的．类型Ⅲ PITPs，以secl4P家族为代表，是在酵母和植物中发现的，但是在序列和结构上与类型I和类型Ⅱ PITPs相似．讨论了PITP蛋白是被动转运蛋白辽是调节蛋白，在行使肌醇酯类和膜转换的专门的生物功能时，能否把转运和结合性质偶连起来．     

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.     

蛋白质拓扑结构预测的进一步讨论

利用信息论方法，找到了与蛋白质拓扑结构相关性较好的一些二级结构参数，确定了预测蛋白质拓扑结构的最佳参数、对α类，β类，α／β类蛋白制定了简洁的预测规则；对结果进行了讨论。     

结核分枝杆菌分泌蛋白调控巨噬细胞自噬诱导持续性感染

巨噬细胞的自噬作用能够保护宿主抵抗结核分枝杆菌的感染;而持续性感染的MTB(Mycobacterium tuberculosis)可以从自噬体中逃逸或抑制自噬的发生,从而在宿主体内长期存活。尽管相关机制不明确,但胞内存活的MTB分泌蛋白在持续性感染时发挥了重要作用。它可以通过抑制巨噬细胞自噬维持蛋白质稳定性和在胞内长期存活,导致LTBI(latent TB infection)的发生。综述了MTB的四种分泌蛋白(Eis、Pkn G、Sap M和Hsp16. 3)在持续性感染中调节巨噬细胞自噬的作用,可能为发现LTBI新的生物标志物和药物新靶点提供有效思路。     

连续小波变换在蛋白质结构预测中的应用

将代码为3pgal蛋白质的氨基酸序列映射为疏水值序列，在合适的尺度下，通过连续小波变换方法可对其非规则二级结构进行预测，淮确率为83．3％。从PDBsum数据库中随机抽取100个蛋白质作为测试对象，经本法处理后，1853个非规则二级结构中有1424个能被淮确预测到，平均预测淮确率为76．8％。结果表明：该法可较好地预测蛋白质的非规则二级结构，具有极大的发展前景。     

东方蜜蜂微孢子虫30kD蛋白的LC-MS／MS质谱鉴定及分析

在微孢子虫（Microsporidia）侵染宿主的过程中,与侵染相关的蛋白主要分布在30kD左右。本研究分别采用煮沸法、不同浓度碱处理发芽法提取东方蜜蜂微孢子虫（Nosema ceranae）蛋白并通过SDS-PAGE电泳进行比较,发现0．1mol／LKHCO3、K2CO3混合液（pH值为10．7）发芽法提取出的蛋白条带更丰富。回收30kD左右蛋白进行LC-Ms／Ms质谱测定并检索蜜蜂微孢子虫全基因组预测蛋白数据库,共鉴定获得的269个预测蛋白,匹配COG数据库后进行了蛋白功能分类。结果表明30kD蛋白主要包括翻译转录蛋白、核糖体结构蛋白、修饰蛋白、转化蛋白及分子伴侣等。从中还鉴定到与侵染相关的7种潜在孢壁蛋白（Spore wall protein,SWP）和3种极管蛋白（Polar tube protein,PTP）,并对之进行蛋白基因的序列分析,进而发现注释到的PTP1、PTP2和家蚕微孢子虫的PTP1、PTP2具有明显的共线性,其中SWP12的变异度相对较小;结合多重序列比对结果,表明SWP12在东方蜜蜂微孢子虫中是一类较保守的孢壁蛋白。本研究对于蜜蜂微孢子虫蛋白的提取方法比较和侵染相关的后选靶标蛋白的确定具有重要的参考意义。     

密码子上下文关联与蛋白质二级结构

对人(Homo sapiens)117个蛋白质和大肠杆菌(Ecoli)的87个蛋白质的各二级结构相对应的mRNA序列中的密码子上下文关联作了统计分析，发现它们的使用对不同种属的蛋白质二级结构有不同的偏好，对同一种属蛋白质的不同二级结构也有不同的偏好．与密码子和单碱基关联的结果比较，说明密码子上下文关联可以更加准确地预测蛋白质二级结构．     

基于复合物信息和亚细胞定位信息的关键蛋白质识别

针对蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络中存在大量噪声,以及现有关键蛋白识别方法的挖掘效率和预测准确率不高等问题,提出一种基于复合物信息和亚细胞定位信息(united protein complexes and subcellular locallizations,PCSL)来识别关键蛋白质。首先,整合PPI网络的拓扑属性、生物属性和空间属性构建加权网络,以降低PPI网络中噪声的影响,达到提升PPI网络的可靠性的目的;其次,根据复合物信息和空间信息,设计一种衡量蛋白质关键性的度量,从多维角度强化关键蛋白质在PPI中的重要程度;最后,利用基于PPI网络拓扑特性的寻优算法,设计一种新的试探策略,提升挖掘关键蛋白质的效率。PCSL方法应用在DIP(database of interacting protein)数据集上进行验证。实验结果表明,与其他10种关键蛋白质识别方法相比较,该方法具有较好的识别性能,能够识别更多的关键蛋白质。     

热激蛋白的分子进化研究

热激蛋白是细胞内含量最丰富的蛋白质之一,在各种生物体内广泛分布.近年来对热激蛋白的研究已深入到结构、性质、功能等各面,其研究主要集中在:1)作为分子伴侣协助细胞内肽链的折叠;2)参与MHCⅠ类的分子呈递;3)使抗原通过内吞作用进入靶细胞;4)肿瘤免疫和分子疫苗开发.然而,虽然热激蛋白的研究已成为医学、生物学上的热点,其在分子进化上的研究也日渐增多,但这方面的报道仍然较少,本文主要从热激蛋白分子进化方面作一综述,这对理论研究、生物进化分析上都有着重要的意义.     

Protein images obtained by STM, AFM and TEM.

Scanning tunnelling microscopy and atomic force microscopy, one scanning the tunnelling current and the other the repulsive atomic force between same and probe, can give high-quality surface topographies of proteins, which have been difficult to obtain by more conventional methods such as transmission electron microscopy.     

Protein functional-group 3D motif and its applications

Representing and recognizing protein active sites sequence motif (1D motif) and structural motif (3D motif) is an important topic for predicting and designing protein function. Prevalent methods for extracting and searching 3D motif always consider residue as the minimal unit, which have limited sensitivity. Here we present a new spatial representation of protein active sites, called "functional-group 3D motif ", based on the fact that the functional groups inside a residue contribute mostly to its function. Relevant algorithm and computer program are developed, which could be widely used in the function prediction and the study of structural-function relationship of proteins. As a test, we defined a functional-group 3D motif of the catalytic triad and oxyanion hole with the structure of porcine trypsin (PDB code: 1mct) as the template. With our motif-searching program, we successfully found similar sub-structures in trypsins, subtilisins and a/b hydrolases, which show distinct folds but share similar catalytic mechanism. Moreover, this motif can be used to elucidate the structural basis of other proteins with variant catalytic triads by comparing it to those proteins. Finally, we scanned this motif against a non-redundant protein structure database to find its matches, and the results demonstrated the potential application of functional group 3D motif in function prediction. Above all, compared with the other 3D-motif representations on residues, the functional group 3D motif achieves better representation of protein active region, which is more sensitive for protein function prediction.     

THE蛋白的结构分析与功能预测

调用motif数据库、profile数据库和interproscan数据库,对THE蛋白进行了序列同源性分析和功能位点分析.结果表明,THE蛋白质是一种核蛋白,理论等电点为6.36,分子量为44 859 Dalton.应用多种相关软件对THE蛋白的二级结构和特殊结构进行了初步预测,结果显示:THE蛋白中存在α螺旋、β-折叠片和无规卷曲结构,有两个可形成跨膜结构的片段,不存在卷曲螺旋,无信号肽,也无线粒体定位信号.对THE蛋白进行序列同源性、结构域及功能位点预测,结果显示:THE蛋白与来自大鼠睾丸的Tes13-S、Fos13-L和几种假设蛋白有较高的相似性;THE蛋白存在次黄嘌呤核苷酸脱氢酶、嘌呤核苷酸还原酶结构域及PKC、酰胺化、豆蔻酸连接等功能位点,无糖基化位点.THE蛋白的结构分析与功能预测为该基因的功能研究提供了重要的依据.