水稻OsSH3P2短肽多克隆抗体的制备和鉴定

特异性抗体的成功制备是研究蛋白功能的重要环节,目前短肽抗体制备技术在动物中的应用日益成熟,然而该项技术在植物中的应用甚少.本研究通过分析水稻OsSH3P2蛋白的抗原表位、亲水性以及同源蛋白氨基酸序列,同时利用RoseTTAFold系统进行蛋白模型预测.选取了3条序列特异、亲水性高、具有抗原表位和不同肽链结构的氨基酸序列,通过人工合成短肽抗原、偶联KLH载体蛋白后,免疫新西兰大白兔制备得到相应多克隆抗体.经酶联免疫吸附测定检测获得了3份Anti-OsSH3P2-1#、Anti-OsSH3P2-2#、Anti-OsSH3P2-3#高效价短肽多克隆抗体血清.用免疫印迹(Western blotting)方法对OsSH3P2原核重组蛋白和植株内源的OsSH3P2蛋白进行检测,以进一步确定短肽抗体的特异性.结果显示,由不含α-螺旋和β-折叠结构的肽段作为抗原,免疫制得的Anti-OsSH3P2-1#短肽多克隆抗体能有效识别OsSH3P2蛋白,且不受同源蛋白干扰,说明该抗体具有较高的免疫特异性. OsSH3P2短肽多克隆抗体的成功制备,为进一步挖掘OsSH3P2生物学功能奠定基础,且为植物短肽抗体...     

具有抗艾滋病毒活性的多肽T22([T2,12yr,L7 ys]-Polyphemusin Ⅱ )骨架构象模拟

用势能平滑搜索方法,在平滑修饰的势能面上对具有抗艾滋病毒HTV-1活性的肽T22([T5,12yr,T7yr]-Polyphemusin Ⅱ )骨架结构进行了全程搜索,得到该分子骨架结构在修饰势能面上的分子构象全集.用多构象优化方法,选择较适用于肽OPLS力场,采用GB/SA水溶剂模型,优化上述构象集,得到T22骨架结构在水溶液中优势构象集.结果表明势能平滑搜索与多构象优化相结合的构象分析方法是解决含有环结构的柔性分子构象分析中多重最小问题的有效方法.     

细菌三维基因组学研究

作为原核生物,细菌染色体结构的空间组织形式引起了日益广泛的研究兴趣.近年来发展起来的染色体构象捕获和超分辨率显微镜技术,为细菌三维基因组的研究提供了强大的工具.基于染色体构象捕获测序数据,研究人员开发了通用的数据处理流程和染色体三维结构重构软件.目前,已有5个重要的细菌模式物种进行了初步的三维基因组研究,获得了细菌染色体空间组织特征的一些知识,揭示了拟核相关蛋白在细菌三维基因组结构中的重要性,并发现了细菌染色体三维结构与基因转录和细胞周期等过程之间的关联,加深了人们对于细菌三维基因组的认知.本文对近年来细菌三维基因组方面的研究进展进行简要的综述,并指出该领域未来值得关注的一些研究方向.     

低pH诱导光合放氧33 kD蛋白构象显著变化

33 kD蛋白分子是高等植物光系统Ⅱ(PSⅡ)放氧侧3个外周蛋白中的一个, 仅含1个色氨酸残基(W241). CD光谱与荧光谱的研究结果表明, 当溶液的pH由6.2降到2.5时, 33 kD蛋白的溶液构象发生明显变化, 无规卷曲增加, α-螺旋和转角比例降低. 这种变化对pH是可逆的. 低pH下再经NBS修饰, CD光谱特征不变，但200 nm处负峰的峰值降低，表明蛋白构象中的无规卷曲进一步增加. 同时, 33 kD蛋白的柔性降低, 构象变化变成对pH不可逆, 表明NBS修饰W241破坏了33 kD蛋白构象变化的可逆性. NBS修饰后的33 kD蛋白与PSⅡ的结合专一性与修饰前相比大大降低, 且不能提高重组后PSⅡ放氧活力. 这些结果表明低pH是诱导33 kD蛋白构象由适应光合放氧显著变化至失活的主要原因, 而不是NBS修饰. 结合33 kD蛋白与质子的特殊关系, 对低pH诱导的意义进行了讨论.     

Bd-BH3结构域短肽对线粒体PTP的作用及其机制

在细胞凋亡过程中,线粒体通过释放促凋亡因子对细胞凋亡进行调控.而促凋亡因子的释放主要是由Bcl-2家族成员相互作用来调控的.Bcl-2家族成员在线粒体中的主要作用位点是内外膜接触点上的膜透过性转运孔(PTP).应用体外方法来探讨促凋亡蛋白Bid的BH3结构域短肽对线粒体及其PTP的作用.实验发现促凋亡蛋白Bid的BH3结构域短肽能作用于线粒体PTP,引起线粒体肿胀、跨膜电位下降和细胞色素c释放;而突变的Bid-BH3结构域短肽因为不能与抑凋亡蛋白Bcl-xL结合而没有上述作用.此外,Bcl-xL和环胞菌素A(CsA)能抑制Bid-BH3短肽引起的线粒体膜通透性改变.以上结果说明.Bid-BH3短肽通过作用于线粒体PTP而使得线粒体膜通透性改变,可能通过Bid-BH3与Bcl-xL的结合并抑制Bcl-xL的抑凋亡进而实现促凋亡作用,对合成的Bid-BH3短肽促凋亡作用的研究,为将来研究细胞凋亡调控药物提供了基础.     

再生丝素蛋白在水溶液中构象转变的Cu(Ⅱ)离子效应

蚕丝由于其出色的材料性能, 引起人们对蚕丝基础及应用研究的广泛关注, 其中丝蛋白与金属离子的相互作用一直是人们研究的热点. 利用远紫外圆二色谱(circular dichroism, CD)方法研究了水溶液中金属离子Cu(Ⅱ)对蚕丝素蛋白构象的影响. 结果表明, 一定量Cu(Ⅱ)离子的引入有利于丝素蛋白分子链从无规卷曲向b-折叠构象的转变, 然而Cu(Ⅱ)离子的进一步增加反而会抑制β-折叠构象的形成. 同时研究结果还表明, Cu(Ⅱ)离子对丝素蛋白构象的影响遵循“成核依赖性”机理. 这一机理与存在于中枢神经系统中的朊蛋白在Cu(Ⅱ)离子诱导下的病变过程非常类似. 因此, 深入研究金属离子对丝素蛋白构象的影响不仅可以使我们对蚕吐丝过程能有更进一步的认识, 而且还可以将易于获得的稳定丝素蛋白作为模型蛋白, 为中枢神经系统疾病的研究提供帮助.     

具有抗艾滋病毒活性的多肽T22([T5,12yr,L7yr]-PolyphemusinⅡ)骨架构象模拟

用势能平滑搜索方法，在平滑修饰的势能面上对具有抗艾滋病毒HIV－1活性的肽T22（[Tyr^5,12,Tyr^7]-PolyphemusinⅡ）骨架结构进行了全程搜索，得到了该分子骨加结构在修饰势能面上的分子构象全集。用多构象优化方法，选择较适用于肽OPLS力场，采用GB／SA水溶剂模型，优化上述构象集，得到T22骨架结构在水溶液中优势构象集。结果表明势能平滑搜索与多构象优化相结合的构象分析方法是解决含有环结构的柔性分子构象分析中多重最小问题的有效方法。     

人类β珠蛋白基因HBB及其突变体的mRNA-蛋白质二级结构分析

SNPs能改变基因表达,导致编码氨基酸突变,影响蛋白质功能,这是目前被密切关注的问题.对此,普遍认为蛋白质结构的变化源自氨基酸取代,很少有人注意mRNA结构变化的影响.选取人类??珠蛋白基因HBB及其4个突变体样本,用动态延伸折叠方法构建mRNA二级结构,从有关数据库获得它们的表达产物的二级结构.分别对成熟mRNA和蛋白质做突变前后的结构对比,并进行mRNA-蛋白质相应结构变化的对照.结果发现,蛋白质中规则构象一般为mRNA中的稳定区域编码,而不规则构象(?/?转角、卷曲)为mRNA中的不稳定区域编码.不稳定区域内的碱基突变引起mRNA二级结构的变化,将会在蛋白质结构中留下"变化印迹".这种mRNA二级结构和编码蛋白质二级结构的相关性可能作为探寻蛋白质功能变化的一种谋略.     

具有抗艾滋病毒活性的多肽T22([T_(yr)~(5,12),L_(ys)~7]-Polyphemusin Ⅱ)骨架构象模拟

用势能平滑搜索方法，在平滑修饰的势能面上对具有抗艾滋病毒ＨＩＶ－ｌ活性的肽Ｔ２２（［Ｔ５，１２yr,Ｌ７yr］－ＰｏｌｙＰｈｅｍｕｓｉｎ Ⅱ）骨架结构进行了全程搜索，得到该分子骨架结构在修饰势能面上的分子构象全集．用多构象优化方法，选择较适用于肽ＯＰＬＳ力场，采用ＧＢ／ＳＡ水溶剂模型，优化上述构象集，得到Ｔ２２骨架结构在水溶液中优势构象集．结果表明势能平滑搜索与多构象优化相结合的构象分析方法是解决含有环结构的柔性分子构象分析中多重最小问题的有效方法．     

副黏病毒HN与F糖蛋白的结合作用域

副黏病毒囊膜表面糖蛋白有两种, 即与宿主受体结合的血凝素神经氨酸酶(HN)以及介导膜融合的融合糖蛋白(F). HN与受体的结合可激活F, 使其发生构象变化, 从而介导病毒囊膜与宿主细胞膜的膜融合, 但HN与F蛋白相互结合的区域还不清楚. 用基因工程方法获得禽副流感病毒-2(APIV-2)HN蛋白球状头部区域(globular head region, HNH)以及F蛋白两段七肽重复区域(heptad repeat, HR)HR1与HR2三个纯化蛋白. 蛋白质体外结合实验及质谱与圆二色谱的结果表明, HNH不仅可与HR2结合, 还可与HR1结合, 并且结合后的蛋白构象与各组成多肽的构象不同. 结果表明, HNH可能是HN蛋白与F蛋白的结合作用域. 在此基础上讨论了HN激活F并引致膜融合的分子机制, 可为阻止病毒膜融合寻找新策略.     

对-环胺甲基苯丙氨酸的合成、拆分及保护

在肽类药物的研究中,合成具有特殊结构的天然肽类似物,是探索肽结构与功能关系的重要方法,也是寻找高效低毒肽类药物的重要途径。这种工作大致可从几个方面进行:1.改变肽的主链结构。在肽链中引入其他化学键,如将酰胺键的羰基变为硫羰基等。2.改变氨基酸残基的侧链结构。如引入非天然氨基酸或对天然氨基酸侧链进行化学修饰等。3.肽链中引入D型氨基酸能有效地抑制体内蛋白酶对肽链的水解,也能改变肽的构象。     

Bid-BH3结构域短肽对线粒体PTP的作用及其机制

在细胞凋亡过程中，线粒体中通过释放促凋亡因子对细胞凋亡进行调控。而促凋亡因子的释放主要是由Bcl-2家族成员相互作用来调控的。Bcl-2家族成员在线粒体中的主要作用位点是内外膜接触点上的膜透过性转运孔（PTP）。应用体外方法来探讨促凋亡蛋白Bid的BH3结构域短肽对线粒体及其PTP的作用。实验发现促凋亡蛋白Bid的BH3结构域短肽能作用于线粒体PTP，引起线粒体肿胀、跨膜电位下降和细胞色素c释放；而突变的Bid-BH3结构域短肽因为不能与抑凋亡蛋白Bcl-xL结合而没有上述作用。此外，Bcl-xL和环胞菌素A（CsA)能抑制Bid-BH3短肽引起的线粒体膜通透性改变。以上结果说明，Bid-BH3短肽通过作用于线粒体PTP而使得线粒体膜通透性改变，可能通过Bid-BH3与Bcl-xL的结合并抑制Bcl-xL的抑凋亡进而实现促凋亡作用。对合成的Bid-BH3短肽促凋亡作用的研究，为将来研究细胞凋亡调控药物提供了基础。     

基于开环聚合的聚氨基酸材料的二级结构效应及调控

聚氨基酸是一类蛋白模拟物,近年来在诸多领域都有着广泛的应用.同天然的蛋白质一样,聚氨基酸的主链氢键作用也赋予其丰富的二级结构,而二级结构的调控对材料的功能以及组装等都有着十分重要的意义.本文结合聚氨基酸近几年的最新研究进展,分析了聚氨基酸二级结构的形成机制以及侧基功能化对二级结构的影响,总结了二级结构的影响因素,在此基础上,详细阐述了二级结构的调控方法,并探讨了二级结构的形成对穿膜、基因递送、抗菌性能、自组装行为以及蛋白修饰的影响.     

N-磷酰化氨基酸在溶液中的定向成肽反应

N-磷酰化氨基酸在没有缩合试剂的水溶液中能够与氨基酸发生成肽反应，利用葡聚糖凝胶柱分离，用电喷雾二级质谱（ESIMS/MS）对产物进行鉴定和分析，结果表明，所有反应体系中均有磷酰化二肽生成，且成肽反应具有方向性；成肽产物的N端氨基酸来自N-磷酰化氨基酸，成肽反应发生在其C端，另外，成肽产物中只有α-羧基参与形成的磷酰化二肽，这表明N-磷酰化对氨基酸羧基的成肽反应具有显著的选择性。量化计算表明室温下溶液中N-磷酰化氨基酸成肽的反应是可行的，溶液中N-磷酰化氨基酸的成肽反应规律对蛋白质起源和生物合成的研究具有启发意义。     

轴向扭转引起的DNA分子构象的屈曲

细胞中的DNA通常存在着超螺旋现象。这与这些高分子的结构受到的约束有关,例如环合、与蛋白体结合等。当一定的超螺旋数存在时,DNA的构象可能表现出两种反应:一种是超螺旋数转化为双螺旋扭转率的变化,但分子的空间构象不变;另一种则是DNA的空间构象发生显著变化。这些现象对于理解DNA在细胞中的组织及功能具有重大意义。     

细胞壁连接的类受体激酶(WAK):植物细胞壁与细胞质联系的重要蛋白

细胞壁连接的类受体激酶(WAK)是一类特殊的植物类受体激酶, 与细胞壁中的果胶共价交联. 在结构上, WAK分为胞外域、跨膜域和胞内激酶结构域, 胞外域中存在保守的EGF重复序列. WAK以多基因家族形成存在, 其表达模式具有组织特异性, 主要在叶、茎中表达, 在功能上参与病原菌反应、细胞伸长调控、铝胁迫反应等. WAK1在细胞外与富含甘氨酸的蛋白质AtGRP3特异结合, 在胞内与蛋白磷酸酶KAPP结合并形成约500 kD的AtGRP3-WAK1-KAPP复合体. 植物中还存在与WAK结构相似的类WAK蛋白(WAKL)家族. 本文结合WAK结构特点和作用机制认为WAK/WAKL可能是植物细胞壁与细胞质进行联系和通讯的重要蛋白.     

蛋白质功能环区肽库的合理筛选

改变蛋白环区序列是功能蛋白质设计的重要方法，运用环区数据库的最新统计结果，凭借精确快速的环区构象计算程序，将分子对接算法与组合化学策略结合，提出了用计算机模拟筛选组合肽库以获得功能蛋白的合理方法。     

G蛋白偶联受体的结构研究与药物研发

G蛋白偶联受体(G protein coupled receptors,GPCRs)是人体内最大的膜受体蛋白家族,具有保守的7次跨膜螺旋结构.GPCR可识别细胞外的各种信号分子,如激素、神经递质、离子、光、气味分子等,与之结合后发生构象改变,随后与细胞内的效应蛋白(包括G蛋白、GPCR激酶GRK和阻遏蛋白)相互作用,从而诱导各种细胞反应.作为分布最广泛的细胞表面蛋白,GPCR在所有重要的生理活动中发挥不可或缺的功能作用,是心血管疾病、神经系统疾病、炎症、代谢性疾病、癌症等多种疾病的重要药物靶点.美国食品药品监督管理局(FDA)批准的药物中约34%以GPCR为作用靶点,2011~2015年间,GPCR药物的销售份额占据全球上市药物的27%.近年来,GPCR的结构生物学研究取得了长足的发展,研究成果揭示了GPCR对配体识别和信号转导的分子机制,并为基于结构的药物研发提供了重要信息.本文详细介绍GPCR的结构研究与药物研发进展,并就GPCR结构和功能研究的未来发展方向提出建议.     

水稻基因组DNA胞嘧啶甲基化在单倍体和对应二倍体间的差异

对SARII-628的双胚苗中的突变体进行倍性鉴定, 得到18对二倍体-单倍体的双胚苗水稻, 任意选取5对编号为A~E. SSR分析显示, 它们在310个位点没有差异, 表明其DNA一级结构的碱基没有变异. DNA甲基化在真核生物的生长发育过程中起着重要的调控作用. 用改良AFLP方法(MSAP)分析了5个单倍体及其对应二倍体总DNA 5′-CCGG位点胞嘧啶的甲基化水平和单倍体与对应二倍体的甲基化差异模式. 发现5个二倍体在482个位点上甲基化状态没有差异, 与二倍体比较, 单倍体虽然在甲基化总体水平上变化不大, 但共有43个位点甲基化类型在不同单株上发生了变异. 单倍体的甲基化敏感扩增多态性比率即扩增的总甲基化位点数占总扩增位点数的比率分别为18.79%, 19.35%, 18.49%, 18.45%和18.75%, 均高于对应的二倍体; 全甲基化(双链CmCGG)率分别为10.58%, 11.3%, 10.11%, 10.09%和10.34%, 多数略高于二倍体, 表明二倍体突变成单倍体后, 某些位点发生了超甲基化. 单倍体与其对应二倍体比较, 有5种类型的改变: (ⅰ) 单倍体与二倍体甲基化模式相同; (ⅱ) 去甲基化及二倍体甲基化, 但在单倍体该位点无甲基化; (ⅲ) 超甲基化, 单倍体甲基化程度高于二倍体; (ⅳ) 次甲基化, 单倍体甲基化程度低于二倍体; (ⅴ) 不定类型, 单倍体与二倍体的甲基化程度无法确定. 对18个位点测序检索显示, 这些甲基化变异涉及整个水稻基因组的12条染色体且具有位点特异性, 不同单株的变异位点各不相同. 单倍体的甲基化水平高于对应的二倍体, 是单倍体相对于二倍体甲基化模式经过重新调整, 在其基因组中甲基化水平发生了总体变化以适应生存的必然结果.     

水疱性口炎病毒L蛋白N端存在新的定位信号

水疱性口炎病毒(vesicular stomatitis virus, VSV) L蛋白是该病毒复制酶的主要成分, 分子量约为241 kD. 通过构建L蛋白缺失突变体与绿色荧光蛋白(GFP)融合基因的方式, 将融合蛋白置于T7启动子或CMV启动子下游, 在多种动物细胞中瞬时表达了重组的融合蛋白. 荧光显微镜观察结果显示, 仅保留N端96个氨基酸残基或缺失N端120个以上残基时, 融合蛋白均匀分布于整个细胞质中, 而含有N端120个以上残基时, 融合蛋白呈点状或局部分布于核周围部位. 截取L蛋白96～120氨基酸片段, 连接到GFP蛋白氨基端, 同样融合蛋白亦特异性地分布到核周围局部区域. 进一步研究含定位信号的25个残基片段发现, 仅13个残基的肽段QGYSFLHEVDKEA(108 ~ 120)就具有定位功能, 缺失D或V均导致定位信号完全丧失. 含有这13个残基的GFP融合蛋白, 在多种细胞和不同表达模式下均显示了同样的分布规律, 表明L蛋白N端这种定位信号具有独立的定位功能, 并且在不同细胞中是保守的.