植物组蛋白赖氨酸甲基化研究进展

组蛋白甲基化修饰在真核生物的表观遗传调控中具有重要作用．SET结构域蛋白质可以特异地甲基化修饰组蛋白的赖氨酸残基,进而促进或抑制基因的表达．有关SET结构域蛋白质和组蛋白赖氨酸甲基化的研究为深入了解染色质结构和功能提供了重要信息．文中综述了组蛋白赖氨酸甲基化修饰在植物中的最新进展,探讨了SET结构域蛋白质在植物生长发育调控中的重要作用．     

应用天然蛋白质片段构建蛋白质分子机器的初步尝试

根据对蛋白质分子结构可塑性和结构重组的理解,本文介绍了如何以来源于不同蛋白质的功能片段和人为设计的多肽片段为部件,组装出一组多结构域融合蛋白。在体外和体内实验中,这些多结构域融合蛋白表现出了我们所期待的特定功能。它们将有可能发展成为一系列新型抗菌和抗肿瘤药物。与现用药物相比,它们的效力更高,靶向性更强,更为安全。它们有可能会很快地代替现用药物,为人类创造更好的福祉。而以这些雏型为基础,则有可能构建出具有更理想功能的蛋白质分子机器。     

梅花鹿FGF10基因的生物信息学分析

应用生物信息学的方法对梅花鹿FGF10基因的核苷酸和氨基酸序列进行了初步的生物信息学分析,包括理化性质分析、信号肽和跨膜结构域分析、磷酸化位点和疏水性分析、蛋白质二级结构分析、功能结构域分析以及系统进化分析.结果表明:梅花鹿FGF10基因编码213个氨基酸,蛋白相对分子量为23.84kD,为碱性不稳定蛋白;存在信号肽和跨膜结构域;共有26个磷酸化位点;二级结构主要由α螺旋、β转角、延伸链和随机卷曲组成.具有FGF典型的FGF结构域.系统进化分析显示,梅花鹿FGF10与哺乳动物FGF10相似性较高,并且与牛、羊在亲缘关系上最相近.为梅花鹿FGF10基因的结构和功能的进一步研究打下了坚实的理论基础.     

黑斑蛙Dmrt4基因的克隆测序

Dmrt基因家族是新近发现的一个与性别决定相关的基因家族.该家族成员都含有一个新的具有DNA结合能力的保守基序--DM结构域,它们在性别决定和分化发育的调控中担负重要的功能.本文采用简并PCR技术,扩增并克隆了黑斑蛙基因组中的DM结构域,经序列分析,获得了Dmrt家族的一个成员rnDmrt4.通过对不同进化地位的物种进行Dmrt4基因的氨基酸序列聚类,发现了Dmrt4基因在系统进化中具有高度保守性,提示该基因在性别分化和功能维持上可能具有重要作用.     

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.     

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.     

蛋白质拓扑结构Alignment与相似性打分的算法

蛋白质结构分类是当今“后基因组”研究的热点 ,是探索蛋白质折叠 /功能关系的有效方法 .创立一种新型的分类体系就意味着对复杂的蛋白质结构的有了进一步的理解 .本文基于蛋白质结构域的拓扑结构 ,将拓扑量化 ,以Alignment矩阵方法对结构域进行比较 ,并按拓扑结构相似性对任意 2个蛋白质进行打分 .上述算法已经实现了程序化 .依此算法可将一组蛋白质进行新的分类 ,并可望将结构分类与生物功能的关系进行分析 .     

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%.     

杜氏盐藻碳酸酐酶N/C结构域耐盐性的研究

为研究杜氏盐藻碳酸酐酶的两个结构域的耐盐性,将杜氏盐藻碳酸酐酶的两个串联结构域分别表达与纯化,利用酶学方法和光谱学方法分别研究这两个结构域各自的活性及其对盐的耐受性.研究发现,N端结构域不具有催化活性,仅有C端结构域具有活性,而且其活性随着盐浓度的增加而增加,这同杜氏盐藻碳酸酐酶在广泛的盐浓度内的活性变化趋势一致.光谱学方法发现,随着盐浓度的增加,C端结构域的二级结构和三级结构并不发生显著变化,活性中心结构逐渐松弛,从而增加了C端结构域活性中心的活力,提高了盐藻碳酸酐酶的活性.     

癌症相关基因选择性剪接进化数据库的构建

选择性剪接是真核生物基因调控的基本调节机制之一,与各种类型的生理和病理活动相关.癌症相关基因的不正常剪接可能与多种癌症的发生发展有关.作为选择性剪接进化的主体,选择性剪接外显子展示了其在不同物种中多样的进化功能.本文系统整理了2 989个癌症相关基因的各项功能,通过比较基因组学的分析方法总结了癌症相关基因的选择性剪接外显子的功能和进化关系,建立了癌症相关基因选择性剪接进化数据库(ASeeDB数据库).ASeeDB包含癌症相关基因外显子区域的进化保守性、结构域预测、Ka/Ks值、以及基因、转录本、外显子区域3个层次的表达量统计等信息,结合这些信息用户可以方便的检索有研究意义的基因或者外显子.外显子区域蛋白质结构域的预测可以帮助了解其可能的功能,而外显子是否存在选择性剪接又可以推及包含该外显子的转录本是否具有相似的功能以及推测剪接是否会对蛋白质功能发生影响.数据库提供的物种间的序列比对可以帮助用户发现没有注释的外显子区域或者是保留的失去功能的外显子.相比于基因层面的Ka/Ks,数据库提供的外显子层面的Ka/Ks对于发现适应性进化事件具有更高的敏感性,可以更加方便地预示基因中未知功能的区域.     

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.     

高峰淀粉酶分子的计算机三维图形研究

依据高峰淀粉酶ＴＡＡ的晶体结构数据，在微机上绘制了它的分子三维图形，对其结构域的典型空间拓扑特征及其活性中心的结构与功能关系进行了直观的研究。     

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。     

新型Vip3-like蛋白的从头预测建模及其结构域分析

Vip3-like蛋白对小菜蛾等鳞翅目昆虫有杀虫活性,是苏云金芽孢杆菌营养期杀虫蛋白Vip3的同源蛋白.为建立Vip3-like三维结构的理论模型并对其结构域进行生物信息学分析,选择从头预测的方法对Vip3-like蛋白三维结构的理论模型进行预测分析.分析结果表明,Vip3-like蛋白由1个Vip3A-N超家族结构域和3个糖类结合结构域组成.与模式蛋白Vip3Aa相比,Vip3-like是一种分子量更大的蛋白质,且2种蛋白的表面静电势分布也存在差异.其Vip3A-N结构域仅由α螺旋和无规则卷曲组成,没有发现β折叠.3个糖类结合结构域主要由无规则卷曲和β折叠组成,仅存在1个α螺旋结构.结构域分析预示无规则卷曲和β折叠可能在Vip3-like和受体结合的过程中扮演着重要角色.通过比较分析,发现Vip3Aa和Vip3-like蛋白在三级结构上存在较大差异,仅仅在局部结构存在一定的相似性,Vip3-like可能并不属于Vip3Aa类蛋白家族而属于一种全新的Bt营养期杀虫蛋白质.     

人线粒体蛋白编码基因C2ORF47在细胞增殖与凋亡中的作用初探

线粒体在真核细胞中扮演着重要的角色,其功能障碍与许多疾病的发生密切相关.在这项研究中,我们鉴定了一个有Tim44样结构域(Tim44-like domain)的人类线粒体蛋白编码基因C2ORF47(chromosome 2openreading frame 47).该基因是从人的睾丸组织中克隆出来的,在人体各种组织中广泛表达.序列比对和进化分析表明,该蛋白质和其同系物在脊椎动物中是保守的.采用免疫荧光技术,我们发现该基因产物定位于线粒体.过表达C2ORF47可以抑制细胞增殖.使用siRNA敲减内源的C2ORF47能促进细胞增殖.此外,敲减C2ORF47会导致糖和血清饥饿引发的细胞凋亡大幅减少.总之,在细胞增殖和由饥饿引发的细胞凋亡的调控中,该基因可能发挥重要作用.     

基于混合核函数SVM的蛋白质相互作用预测方法

针对蛋白质相互作用的预测问题,提出一种以余弦核和线性差值累加核为基核的对偶混合核函数SVM的蛋白质相互作用预测方法.该方法充分考虑了蛋白质的结构域特征,同时根据蛋白质相互作用数据应具有顺序无关的特点,将"对偶"思想引入SVM核函数中.对两个真实的蛋白质相互作用数据集Yeast PPI和Human PPI的测试结果表明,提出的方法与其它方法相比能够有效地提高蛋白质相互作用预测的准确率.     

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.     

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.     

抗凋亡与促凋亡蛋白质的结构分析

针对SwissProt数据库所建立的239条抗凋亡蛋白质与222条促凋亡蛋白质数据集进行结构域、模体信息的搜索与分析,发现抗凋亡蛋白质与促凋亡蛋白质所特有的结构域和模体结构,也发现有部分结构域、模体信息是抗凋亡蛋白质与促凋亡蛋白质所共有的.在PDB数据库中找到上述结构域的二级和三级结构,再利用MEME搜索序列模体,从而提取出具有凋亡作用的保守的高级结构特征与信息,这些特征信息可以为抗凋亡与促凋亡作用机制的研究提供帮助.     

爬行动物蛋白质分子进化研究进展

蛋白质是生物体的主要组成成分,其结构和性质决定着生物体的性状和功能。蛋白质酶谱和结构的研究,对于深入了解生物的进化和分类关系具有重要的意义。就蛋白质进化系统学的概念、研究范围及其在爬行动物进化系统学中的应用作了简要综述。