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.     

与对称性相关的蛋白质序列-结构关系

蛋白质的氨基酸序列如何编码它的三级结构是一个极具挑战性的问题[1~3].虽然蛋白质的氨基酸序列看起来非常不规则,但它编码的三级结构表现出明显的规则性.例如,许多蛋白质具有对称的三级结构,但它们的氨基酸序列看起来象随机序列.因此人们对蛋白质序列关联性进行了大量的研究[4~8],希望确定蛋白质序列是否是随机的.然而,这些研究给出了相反的结果,一些研究表明蛋白质序列与随机序列不可分,而另外一些研究认为蛋白质序列不是随机的.本文将研究3种小的α类蛋白质结构域.这些是具有对称三级结构的最简单的蛋白质结构域.我们将说明这些结构域的…     

钙离子对光系统Ⅱ二级结构的影响及其与光抑制的关系

许多实验表明钙子在光系统Ⅱ的放氧过程起着重要作用。报道了固钙离子丧失引起的光系统Ⅱ的二级结构变化。结果显示钙离子的丧失可导致部分α－螺旋结构向转角和折叠结构的转变，但补加钙离子后，只有转角结构能够得到恢复。     

模式识别方法研究蛋白质二级结构的规律

蛋白质二级结构系由其氨基酸顺序决定。作为粗略近似,可以认为多肽链片段的二级结构主要由该片段中的氨基酸残基决定。蛋白质二级结构实验工作量甚大,故若能根据氨基酸顺序预测二级结构,将有一定价值。为此曾提出某些统计方法,但结果不十分理想,故我们试探其他预测途径,试用模式识     

蛋白质研究的挑战:无固有折叠模式的肽链

蛋白质是由肽链构成的。传统概念认为蛋白质一定是具有特定折叠模式的、有功能的肽链。早年的蛋白质变性理论指出，在极端条件下，蛋白质的立体结构由紧密变得松散．同时丧失其固有的活性，这个过程就是变性。1950年代，一些研究蛋白质的化学家提出，蛋白质的结构具有特定层次：一级结构是蛋白质肽链中氨基酸残基的序列：二级和三级结构是蛋白质的立体结构：亚基组装产生了四级结构。     

端粒DNA碱基重复序列光谱

端粒是垓核细胞内线状染色体末端的蛋白质－DNA结构复合物，它具有保护染色体完整性和维持细胞复制的能力，从单细胞的有机体到高等的动植物端粒的结构和功能都很保守，人和脊柱动物细胞中端粒DNA序列都是（TTAGGG）n，采用合成的寡聚核苷酸模拟端粒DNA体系，测定其吸收荧光谱，从相双对荧光量子产率角度上预测端粒DNA的性质；并且推测细胞分裂缩短的端粒DNA碱基序列形成，寡聚核苷酸5′－TTAGGGTTAGGG相对荧光量子产率较低，激发能内转化效率较高，与端粒DNA碱基重复序列（TTAGGG）n相吻合，其结果表明端粒DNA具有较强的非辐射和内转化能力。     

第二遗传密码

遗传信息的传递应该是从核酸序列到有完整结构的功能蛋白质的全过程。现有的遗传密码仅有从核酸序列到无结构的多肽链的信息传递，因此是不完整的。后一部分，即遗传信息传递密码的第二部分（简称第二遗传密码），是遗传信息从蛋白质中氨基酸序列到其空间结构之间的传递。本文总结了当前已知的蛋白质中氨基酸序列和蛋白质总体空间结构的关系，对第二遗传密三应该具有的特征进行了讨论。认为第二遗传密码除和三联密码同样具有简并性（     

从基于结构定义的序列模体识别蛋白质的超家族

以进化上相距较远的蛋白质酪氨酸磷酸酶Ⅰ和Ⅱ为例，通过结构比较和基于结构的序列比对及共同保守区域残基替换模式的分析，定义了基于结构的序列模体。利用这种新的模体对SWISS－PROT和TrEMBL蛋白质序列进行搜索，可特异性地同时识别磷酸酶Ⅰ和Ⅱ，其识别正确率可达98．4％，而在此之前，尚未见可同时识别磷酸酶Ⅰ和Ⅱ序列模体的报道。     

光系统Ⅱ中磷脂极性基团的缺失导致其放氧活性和蛋白质二级结构的改变

通过氧极谱技术和傅里叶变换红外光谱（FT－IR）技术，用酶学方法对光系统Ⅱ（PSⅡ）中惟一的磷脂－磷脂酰甘油（PG）极性基团的作用进行了探讨，结果表明，PG极性基团的缺失导致PSⅡ放氧活性的降, 时影响PSⅡ蛋白质的结构，引起蛋白质二级结构中α－螺旋（α－helix)的增加和β－股（β－strand)的减少，这说明PG分子中的极性基因与PSⅡ蛋白质之间存在着氢键作用，并有利于维持PSⅡ蛋白质的适宜结构，进而影响PSⅡ的放氧活性。     

拟南芥根特异表达转录因子AtMYB305的鉴定及功能研究

AtMYB305是拟南芥MYB基因家族的成员之一，对其蛋白结构和DNA结合活性进行了分析鉴定，并对其表达特征和细胞内功能作了初步分析。AtMYB305含R2和R3的两个重复序列及MYB蛋白特有的其他氨基酸组成，凝胶阻滞实验证明，GST－AtMYB305融合蛋白能与含有MYB识别位点（TAACTG）的DNA片段发生特异结合。在裂殖酵母中过量表达AtMYB305蛋白产生单核长细胞，其染色体异常凝缩，半定量RT－PCR分析表明AtMYB305基因在拟南芥的根器官中特异表达。     

生物技术的新领域

蛋白质工程可以说,生命活动必需的蛋白质由DNA设计.由于氨基酸序列中的顺序是由DNA决定的,所以DNA基本序列的部分改变,会引起氨基酸序列的改变,结果会造成改变后的蛋白质结构,从而形成新的功能。实际上,我们知道,通过改变DNA的基本结构,酶的1个氨基酸的改变就会导致产生该种酶的新的性质,或增强其活性。这种技术称之为“基因诱变”,由于DNA     

锌指结构域序列的进化生成模拟——遗传算法在蛋白质结构研究中的应用

<正> 遗传算法(Genetic algorithms, GA)是具有高频率的搜索机制的算法.遗传算法不仅为蛋白质结构研究提供了一种全局自适应搜索算法,使能量最低状态(按热力学假说,蛋白质的天然状态的能量最低)的搜索更加方便,而且为我们提供了一种新的想法和研究思路.通过应用遗传算法对锌指结构域序列进行进化模拟,成功地从随机产生的氨基酸序列中,进化生成了一些潜在的锌指结构域序列,不仅在一定意义上证明了氨基酸序列起源的随机性,而且对遗传算法在大规模解空间的搜索能力进行了测试.     

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.     

H5N1亚型禽流感病毒血凝素裂解位点碱性氨基酸对应mRNA核苷酸的二级结构分析

以H5N1亚型禽流感病毒(avian influenza viruses, AIV)毒株血凝素(hemagglutinin, HA)蛋白裂解位点碱性氨基酸为研究对象, 研究其密码子的偏好性及对应mRNA序列折叠二级结构的特点. 将mRNA样本按照序列等步长递增的方法, 用RNAstructure 4.1程序预测这些样本的动态延伸折叠二级结构. 结果表明, 裂解位点的碱性氨基酸对富含腺嘌呤(A)的密码子有强烈偏好; 与碱性氨基酸对应的mRNA片段上的核苷酸主要位于折叠二级结构的单链环区, 极少数位于配对螺旋区. 此外, 本研究还从理论上提出了防治H5N1亚型AIV感染的对策, 考虑以位于环区的mRNA核苷酸, 运用RNAi的方法阻止H5N1亚型AIV的HA的表达.     

神经网络在蛋白质二级结构预测中的应用

本简要介绍了蛋白质二级结构预测的研究意义，简要地叙述了BP网络的原理，并且对于近年来用神经网络方法在蛋白质二级结构预测中的主要工作进展做了较为详细的评述。最后，介绍了人工神经网络在生物信息学中的应用前景。     

白鲫鱼金属硫蛋白全长cDNA: MT-A, MT-B的克隆及其基因分型

应用阻抑性ＲＡＣＥ方法克隆得到白鲫鱼的两个ＭＴ全长ＣＤＮＡ（ＭＴ－Ａ和ＭＴ－Ｂ），它们可读框间的同源性为９２．３％．用封闭式充氮层析系统得到高纯度的两个白鲫鱼肝ＭＴ蛋白，并用Ｅｄｍａｎ法测定了Ｎ－端氨基酸序列．据此证明了ＭＴ－Ｂ是表达ＭＴ－２蛋白的基因，ＭＴ－Ａ是表达ＭＴ－１蛋白的基因．此外测序过程中发现ＭＴ－１的Ｎ－端被封闭，而ＭＴ－２则是非封闭的，这提示它们在转录及翻译后调控机制的不同．白鲫鱼ＭＴ两基因的核酸序列和尾部非翻译区长度的差异（ＭＴ－Ａ约１５０ ｈｐ， ＭＴ－Ｂ约３６０ ｂｐ），以及两 ＭＴ蛋白亚型的Ｎ－端封闭情况的不同，都为解释它们在组织中分布及其功能的差异性提供了线索．     

代谢型谷氨酸受体mGluR7的基因组结构及其家族蛋白胞外区的基因组结构比较

L－谷氨酸是哺乳动物中枢神经系统中的神经递质，其代谢型丙氨酸受体mGluR7在正常中枢神经功能和多种神经退行性疾病的病理发生中起着重要作用。为了研究mGluR7基因相关疾病的生物和遗传基础，通过从BAC文库中筛选种子克隆和对酶切指纹图谱数据库查询等方法，构建了 覆盖mGluR7全长基因的基因组物理图谱，并采用鸟枪法策略对图中BAC克隆进行测序与拼接组装，最终得到准确度为万分之一的完整的基因组序列。序列分析表明：mGluR7基因是长达880kb的超大基因；其基因组GC含量为38％，重复序列含量为37．5％，由11个外显子和10个内含子组成，其中5个内含子长度超过100kb，内含子1长达285kb； 存在2个替换剪接转录本mGluR7α和mGluR7b。通过比较mGluR7基因家族3组8个亚型受体蛋白胞外区的基因组结构，发现它们对应的基因组结构分为3组，组内各成员的基因组结构较为保守，而组间各成员的基因组结构保守性较差，这种基因组水平的组内保守和组间差异是和蛋白质水平上的保守和差异一致的，提示这些受体的基本功能在进化的过程中有明显的分化。在含mGluR7的组内，尽管组内各成员的基因组结构趋于保守，但大部分含子长度变化幅度很大，揭示基因组结构变化的程度高于蛋白质水平的变化，这种变化预期是在基因表达的调控上体现其生物属性的。     

电喷雾离子阱质谱法鉴定人肝癌细胞双向凝胶电泳胶内蛋白质

质谱法鉴定双向电泳胶内蛋白质是目前蛋白质组研究中最重要的分析方法．采用电喷雾离子阱质谱法对人肝癌细胞系ＢＥＬ－７４０４双向电泳后的胶内蛋白质进行分析鉴定．蛋白质经双向电泳分离，从凝胶上切割后，经过胰蛋白酶胶内酶解，通过液相色谱－电喷雾离子阱质谱分析肽谱和各肽段的氨基酸序外．根据肽谱和序列信息，经数据库检索，结合双向电泳分离获得的蛋白质分子量和等电点信息，对９种胶内蛋白质进行了鉴定．获得的氨基酸覆盖率为对２１％～７２．２％．其中两种蛋白质在ＳＷＩＳＳ－２ＤＰＡＧＥ的肝细胞蛋白质组数据库中尚未报道．在此基础上，进一步探讨了所鉴定的蛋白质与肝癌发生的关系．这一方法的应用，为与疾病相关的蛋白质组研究提供了有效和快速的分析鉴定方法．     

蛋白质内含子的特征序列分析及模体修正

自从1990年在Saccharomydes cervisiae腺苷三磷酸核酸酶中发现第1个蛋白质内含子（Sce VMA)后，蛋白质内含子的数量在不断增多，分析这些新的蛋白质内含子序列，对正确认识它们的序列特征是非常必要的，通过系统搜索核酸以及蛋白质序列数据库，收集到蛋白质内含子101个，其中含LAGLI－DADG自导引核酸内切酶模体的蛋白质内含子序列69个，由于典型蛋白质内含子是包含自导引核酸内酶模体的，而且占蛋白质内含子的绝大多数，所以只分析这69个典型蛋白质的含子，发现这些蛋白质内含了的分布在物种以及蛋白质种类之间都有其特殊性，通过多序列联配还发现了蛋白质内含子在序列上的一些新特征，并对已有的蛋白质内含子的模体进行修正。     

白鲫鱼金属硫蛋白全长cDNA: MT-A, MT-B的克隆及其基因分型

应用阻抑性ＲＡＣＥ方法克隆得到白鲫鱼的两个ＭＴ全长ｃＤＮＡ（ＭＴ－Ａ和ＭＴ－Ｂ），它们可读框间的同源性为９２．３％，用封闭式充氮层析系统得到高纯度的两个白鲫鱼肝ＭＴ蛋白，并用Ｅｄｍａｎ法测定了Ｎ－端氨基酸序列。据此证明了ＭＴ－Ｂ是表达ＭＴ－２蛋白的基因，ＭＴ－Ａ是表达ＭＴ－１蛋白的基因。此外测序过程中发现ＭＴ－１的Ｎ－端被封闭，而ＭＴ－２则是非封闭的。这提示它们在转录及翻译后调控机制的不同。白鲫鱼