蜘蛛丝多肽链段结构的优化设计

根据蜘蛛丝氨基酸片段的序列特征,利用 Hyperchem5软件对部分具有β-折叠或螺旋状结构的多肽链段的分子结构进行优化设计,分析了氨基酸种类、聚合度对多肽链段形成特定构象的影响,发现一定的氨基酸片段有形成特定构象的趋势。分子构象的多元化是蜘蛛丝具有优异力学性能的重要原因。     

同义密码子用语与蛋白质二级结构信息

对人体117个蛋白质和大肠杆菌的185个蛋白质的各二级结构相对应的mRNA序列中的同义密码子与氨基酸上下文关联熵、蛋白质序列中氨基酸与氨基酸上下文关联熵作了统计分析，发现密码子关联确实比氨基酸关联对蛋白质二级结构提供的信息量大，而且人蛋白质中同义密码子提供的二级结构信息比大肠杆菌中多．同时，证明了在相对信息剩余大于等于30％的情况下，Adzhubei给出的九种氨基酸中的八种其同义密码子在某些二级结构中明显的携带结构信息；此外A，N，D，R，H，C，Y这几种氨基酸的同义密码子在某些二级结构中也明显地携带结构信息．     

HPV-58型E7蛋白抗原模拟表位的筛选及分析

利用该实验室成熟的噬菌体随机十二肽库筛选平台,对HPV-58型E7蛋白单克隆抗体株4C4a、6C7a进行3轮亲和筛选,得到2组、各8个阳性噬菌体克隆.阳性噬菌体氨基酸序列用以模拟单抗(靶蛋白)特异性识别的HPV-58型E7蛋白的抗原表位.将测得的阳性噬菌体多肽序列及HPV-58型E7蛋白氨基酸序列进行生物信息学分析后,进行线性序列比对及构象性表位预测及分析.构象性表位的预测借力于EpiSearch Server和Pepitope Server,对构象性表位匹配及簇的寻找提供有力支持,也为早期诊断及研制多肽疫苗提供参考.     

核酸序列非编码区关联长度的计算

首次计算ＤＮＡ非编码区的关联长度，发现７０％左右的序列关联长度≤２，约１５％的序列具有中程关联，约１５％的序列为长程关联，并作了初步的理论解释。     

白菜防御素基因的预测及结构功能分析

采用生物信息学的方法,通过已知防御素基因家族基因氨基酸序列在线Blast相似性比对,对白菜(Brassicarapa)基因组中防御素基因进行了预测和鉴定,分析了防御素基因在进化过程中各部分结构,包括上游区域、启动子区域、外显子区域、内含子区域以及UTR区域的结构变异以及功能变异,对该基因上游序列顺式作用元件和表达模式进行了预测。分析结果表明,白菜防御素基因编码60～80个氨基酸短肽,编码氨基酸均具有8个保守的半胱氨酸;白菜防御素基因功能结构域保持相对稳定,但部分基因成员前端信号肽序列出现变异;内含子长度出现增长、缩短、消失等3种变异模式;该基因上游启动子区域核苷酸变异较其他区域显著,上游序列顺式作用元件大多与光应答、逆境胁迫应答和信号分子应答相关。该基因表达模式预测结果表明白菜防御素基因在进化过程中可能出现分化,主要体现在基因沉默和表达部位的差异。     

蛋白质二级结构中对应的密码子关联的进一步讨论

从概率论的角度出发,以人和大肠杆菌蛋白质为模式,研究了蛋白质二级结构中有显著统计意义的mRNA序列上的密码子上下文关联,以及蛋白质序列上的氨基酸上下文关联.从而给出了99%置信水平上的各二级结构中的反常密码子上下文关联偏好型.为了进一步检查反常密码子关联对二级结构的影响是否有位点保守性,研究了密码子上下文关联以及氨基酸上下文关联与二级结构位点的关系,结果显示反常密码子关联与二级结构位点没有强关联.所得结果可以给出哪些密码子的上下文关联对蛋白质二级结构有影响,且对改进蛋白质二级结构的预测有一定的参考价值.     

蜜源花粉的酶类与氨基酸成分研究

本文研究了我国五种蜜源花粉的酶类和氨基酸成分。研究结果表明:花粉中广泛存在着各种活性酶、必需氨基酸和丰富的游离氨基酸。其中四种花粉中脯氨酸含量高达占游离氨基酸总量的50～80％。     

核酸序列碱基关联的进一步研究

本文对核酸序列中碱基关联性质作了进一步研究,对2341个编码区进行分析的结果表明,2/3以上的序列关联长度≤2,(其中6.7％关联长度为0),10％的序列具有3倍周期的关联(其中包括少量9倍周期),其余具有长程的非周期关联。     

“中合牌”生物菌肥研究（Ⅰ）：“中合牌”生物菌肥的有效成分…

“中合肥”生物菌肥的ｐｉｃｏ．Ｔａｏ＾ＴＭ氨基酸分析结果表明该菌肥由１７种常见氨基酸组成，其中脯氨酸含量最高，约占总氨基酸的２９．３３％，除色氨酸由于酸水解而被破坏未能检出外，共测出７种人体必需氨基酸，占总氨基酸的４２．３３％。     

水稻抗逆性基因OsGATA23可变 剪切的生物信息学分析

水稻OsGATA家族第Ⅶ亚家族基因OsGATA23有两个成员,其中一个成员OsGATA23a是多应激反应转录因子,在盐碱度ABA处理和干旱条件下高度表达.利用生物信息学技术,从核酸和蛋白层面分析OsGATA23a亚基在非生物胁迫下显著表达,OsGATA23b亚基在该胁迫下不表达或低表达的影响因素.结果表明,OsGATA23基因的两个亚基蛋白结构的稳定性不同引起表达不同.首先,运用生物信息学技术对GATA23的蛋白性质、功能、结构进行分析;其次,对启动子顺式作用元件进行统计分析.比对水稻OsGATA23基因亚基及亚基差异氨基酸序列的理化性质发现OsGATA23a-1蛋白结构比较稳定.OsGATA23a平均亲水系数为0.327,该段氨基酸序列疏水.OsGATA23a-1氨基酸序列段存在信号肽位点、酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化活性位点,而OsGATA23b-1不存在.在OsGATA23a-1中α螺旋显著减少,延伸链显著增加.OsGATA23b-1中α螺旋减少,无规则卷曲显著增加.对OsGATA23a和OsGATA23b蛋白三级结构模拟发现其亚基结构组成大致相似,对OsGATA23a-1、OsGATA23b-1蛋白三级结构模拟时,发现OsGATA23b-1在计算机算法上不存在稳定的三级结构构象,而无法模拟.OsGATA23基因启动子序列正反链上存在较多与逆境、根等相关的顺式作用元件.在非生物应激状态下,上游相关顺式作用元件选择性识别下游基因OsGATA23成员中具有比较稳定的疏水蛋白结构OsGATA23a亚基,同时在OsGATA23a-1存在信号肽位点,说明OsGATA23a-1不仅有利于OsGATA23a亚基蛋白结构的优化,而且还能被特异性识别.OsGATA23b亚基在逆境状态下不表达或低表达,说明OsGATA23b-1不利于OsGATA23b亚基蛋白结构稳定,且不能被特异性识别.     

Cis-trans isomerization at a proline opens the pore of a neurotransmitter-gated ion channel

5-hydroxytryptamine type 3 (5-HT3) receptors are members of the Cys-loop receptor superfamily. Neurotransmitter binding in these proteins triggers the opening (gating) of an ion channel by means of an as-yet-uncharacterized conformational change. Here we show that a specific proline (Pro 8*), located at the apex of the loop between the second and third transmembrane helices (M2-M3), can link binding to gating through a cis-trans isomerization of the protein backbone. Using unnatural amino acid mutagenesis, a series of proline analogues with varying preference for the cis conformer was incorporated at the 8* position. Proline analogues that strongly favour the trans conformer produced non-functional channels. Among the functional mutants there was a strong correlation between the intrinsic cis-trans energy gap of the proline analogue and the activation of the channel, suggesting that cis-trans isomerization of this single proline provides the switch that interconverts the open and closed states of the channel. Consistent with this proposal, nuclear magnetic resonance studies on an M2-M3 loop peptide reveal two distinct, structured forms. Our results thus confirm the structure of the M2-M3 loop and the critical role of Pro 8* in the 5-HT3 receptor. In addition, they suggest that a molecular rearrangement at Pro 8* is the structural mechanism that opens the receptor pore.     

多肽序列优化降低c-Src蛋白靶向药物的毒性风险

避免c-Src蛋白的多肽类拮抗剂与多个蛋白发生混杂性结合,对于降低抗癌药物的毒性风险具有重要作用。本研究运用生物信息学方法对氨基酸序列进行优化设计,旨在减少混杂性结合的发生。本研究综合利用各种多肽数据库和生物信息学工具,首先总结了多肽分子与多个蛋白SH3结构域之间潜在的混杂性结合,并发现了其中的内在规律。随后,根据所发现的规律,对多肽的氨基酸序列进行针对性的优化设计。结果表明,大多数多肽在经过优化后,所结合的c-Src以外的蛋白数量都有所下降,从而显著提高了多肽与c-Src蛋白之间结合的特异性(P0.05),并降低了其潜在的毒性风险。本研究所取得的结果将为设计具有高度特异性和低毒性的靶向性多肽药物提供参考。     

Catalysis of protein folding by prolyl isomerase

Rates of protein folding reactions vary considerably. Some denatured proteins regain the native conformation within milliseconds or seconds, whereas others refold very slowly in the time range of minutes or hours. Varying folding rates are observed not only for different proteins, but can also be detected for single polypeptide species. This originates from the co-existence of fast- and slow-folding forms of the unfolded protein, which regain the native state with different rates. The proline hypothesis provides a plausible explanation for this heterogeneity. It assumes that the slow-folding molecules possess non-native isomers of peptide bonds between proline and another residue, and that crucial steps in the refolding of the slow-folding molecules are limited in rate by the slow reisomerization of such incorrect proline peptide bonds. Recently the enzyme peptidyl-prolyl cis-trans isomerase (PPIase) was discovered and purified from pig kidney. It catalyses efficiently the cis in equilibrium trans isomerization of proline imidic peptide bonds in oligopeptides. Here we show that it also catalyses slow steps in the refolding of a number of proteins of which fast- and slow-folding species have been observed and where it was suggested that proline isomerization was involved in slow refolding. The efficiency of catalysis depends on the accessibility for the isomerase of the particular proline peptide bonds in the refolding protein chain.     

Structure of rat atrial natriuretic factor precursor deduced from cDNA sequence

The atrium of the heart contains peptides, termed atrial natriuretic factors ( ANFs ), diuretic and smooth-muscle-relaxing activities. In view of its potent effects on salt metabolism in the kidney and on vascular smooth muscle, ANF is considered to play an important part in the control of fluid volume and vascular function. Several different ANF peptides varying in size have been isolated and their amino acid sequences determined. Analysis of the sequences of the peptides suggests that they are derived by proteolysis from the same precursor. To examine this hypothesis, we have cloned cDNAs of the ANF precursor using rat atrial mRNA, determined its nucleotide sequence and deduced its amino acid sequence. The ANF precursor consists of 152 amino acid residues including a putative signal peptide sequence. This sequence contains the amino acid sequences of all the ANF peptides reported to date.     

亲环素A抗原表位在三维结构中的初步定位

以抗人亲环素A单克隆抗体D4作捕获抗体，用噬菌体展示库鉴定出亲环素A模拟抗原表位的氨基酸序列为WSLQSFL，在亲环素A的一级结构中没有相同的序列，提示亲环素A抗原表位为构象型的，亲环素A的三维空间结构已测定，利用RasMol等蛋白质三维结构观察软件，可以初步确定亲环素A的抗原表位的时间位置，此抗原表位与环孢素的结合位点有重叠。     

甜菊钙调蛋白基因的克隆及结构分析

钙调蛋白（Calmodulin）是生物细胞内一种重要的调控蛋白，通过其与靶酶的相互作用控制细胞正常的生长发育及细胞对外界环境变化的反应，我们从甜菊顶芽和花芽中提取总RNA，逆转录合成cDNA第一链，以此为模板，参考GenBank上已发表植物的钙调蛋白基因序列合成5′端和3′端引物，利用多聚酶链式反应（PCR）扩增并克隆得到了甜菊钙调蛋白基因的两个异型基因，序列分析表明，它们均由450个核苷酸组成，编码148个氨基酸，在核苷酸序列上与迄今已知的多种植物钙调蛋白均有很高的同源性，同源率在83％以上，编码的氨基酸序列同源性更同，同源率高达95％以上，这两个基因之间存在差异，其核苷酸序列同源率为85％，编码区的氨基酸序列的同源率为99％，仅在第122个氨基酸由ALA代替了VAL。     

金龟子绿僵菌酸性海藻糖酶基因的克隆及其序列特征分析

根据酸性海藻糖酶的蛋白质序列设计引物,PCR扩增出CQMa102 ATM1的cDNA和DNA序列,登录号分别为:DQ237957,EF190950.序列分析表明,ATM1 DNA序列含有3个内含子,其开放阅读框(ORF)编码1个含1 073个氨基酸的蛋白质,具有1个20个氨基酸的信号肽序列和含有30个可能的N-糖基化位点(Asn-Xaa-Ser/Thr).NCBI序列比对(Blastn)显示该蛋白与Aspergillus fumigatus的alpha、alpha-trehalose glucohydrolase,Aspergillus nidulans的酸性海藻糖酶前体和Talaromyces emrsonii的酸性海藻糖酶分别有62%、59%和57%的氨基酸相似性,与另外两个真菌Saccharomyces cerevisiae(Ath1p)和Candida albi-cans(Atc1p)的酸性海藻糖酶也具有约25%的氨基酸相似性.Southern杂交表明,ATM1基因在CQMa102基因组中为单拷贝.     

Cloning and expression of ophc2, a new organphosphorus hydrolase gene

The amino acid sequences of N-terminal and internal peptide of OPHC2, purified from Pseudomonas pseudoalcaligenes strain C2-1 in our lab, are determined. The full-length organphosphorus hydrolase gene ophc2 is cloned by PCR using the degenerate primers designed according to the sequences and future inverse PCR. The ophc2 gene is 975 bp long with G C content of 63%, comprising one open reading frame encoding a polypeptide of 324 amino acids with a molecular weight of 36 kD. The nucleotide sequence of ophc2 shows low homologies with those organphosphorus hydrolase genes deposited in GenBank, one of which exhibits the highest homology of 46.4% with ophc2. The organphosphorus hydrolase protein expressed in E. coli bears normal bioactivity.     

兔肌肉生长抑制素基因的cDNA克隆及初步分析

以兔骨胳肌为实验材料,构建了兔骨骼肌cDNA文库,根据该基因保守序列,设计简并引物,利用RT-PCR技术,克隆了兔MSTN基因EST片段,以EST片段为探针,应用Southern杂交技术筛选文库,克隆了兔肌肉生长抑制素基因全长cDNA并在GenBank注册(注册号:AY169410).用生物信息学方法对该基因进行了比较分析,表明从氨基酸序列及进化角度兔和其他哺乳类生物的肌肉生长抑制素基因之间关系密切.