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。     

基因信息的解读

生命物质的主要成分是可视作生物机构的蛋白质。它是由氨基酸连接构成的长链分子。蛋白质由20种具有诸如酸性、碱性、疏水性等各种化学特性的不同的氨基酸组成。这些氨基酸沿长链的排列顺序,决定了蛋白质的物理学与生物学特性,及调控生命物质过程的酶与激素的活性。     

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     

2023年值得关注的七大技术

<正>《自然》杂志挑选出了七大很可能在2023年对科学产生重大影响的工具和技术，应用范围从蛋白质测序到电子显微镜，从考古学到天文学。单分子蛋白质测序蛋白质组是细胞或器官产生的全套蛋白质，可以深刻揭示有关健康和疾病的详细信息，但如何刻画其特征仍旧是一个相当艰巨的挑战。构造蛋白质的基础是比核酸更大的一些分子，也就是氨基酸。天然氨基酸大约有20种，相比之下，     

防止三明治受潮的新招

在蟹壳、蝴蝶双翼和真菌细胞内所发现的一种自然物质,能解决在校学生携带午餐的老问题:即受潮的三明治。几丁质及其衍生物脱乙酰壳多糖已被制成试验性的可食薄膜,用这种薄膜可包装三明治面包、馅饼片和冰淇淋蛋卷,可避免它们受潮。     

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     

三大洋快餐的由来

眼下上至唾垂老叟．下到牙牙学讲的幼童．几乎没有不知道三明治、汉堡包的。     

基于小波方法的蛋白质非规则二级结构预测

蛋白质的二级结构可以分为两类：规则二级结构和非规则二级结构，α螺旋和β折叠是典型的规则二级结构，它们的残基具有重复的主链转角，而且它们的N－H和C－O基团以氨键形式周期分布。相比之下，剩余的部分没有可重复转角，称之为非规则二级结构，对蛋白质氨基酸序列做了广泛的分析，结果表明，用连续小波变换可以对蛋白质氨基酸序列中的非规则二级结构进行有效的预测。     

基于磁小珠-DNA-碳纳米管三明治组装体的光散射信号检测丙型肝炎病毒基因序列

基于碳纳米管光散射和磁小珠易分离特性, 以丙型肝炎病毒的一段相关基因序列为实例, 通过检测磁小珠-DNA-碳纳米管组装形成的三明治结构产生的光散射信号建立了一种简便、快速、灵敏、免标记检测病毒基因序列的方法. 由于单链DNA能通过π-π共轭缠绕在多壁碳纳米管表面, 而双链不能, 因而将丙肝病毒的一段相关DNA探针通过共价偶联修饰的磁小珠就能与多壁碳纳米管结合形成三明治结构, 而当有靶物DNA存在时, 因修饰在表面的DNA探针与靶物DNA进行特异性杂交阻碍三明治结构的形成. 测定通过磁性分离三明治结构后上清液的光散射信号, 发现在295 nm处的光散射强度与1.0×10^-6~4.0×10^-8 mol/L靶物DNA呈现良好的线性关系, 检测限(3σ)为40 nmol/L (n=10).     

蛋白质翻译后修饰在蛋白质-蛋白质相互作用中的调控作用

蛋白质-蛋白质相互作用是蛋白质发挥功能的主要机制之一,在DNA损伤修复、自噬和代谢等过程中都扮演着非常重要的角色,蛋白相互作用异常便会导致肿瘤等疾病的发生.在蛋白质的赖氨酸、丝氨酸和苏氨酸等氨基酸残基上,可发生甲基化、乙酰化、磷酸化和泛素化等200多种翻译后修饰,这些修饰通常能改变蛋白质的电性、疏水性和空间结构等属性,为与之结合的蛋白提供结合的锚定或产生位阻效应,像一把开关在时空上精确调控蛋白质-蛋白质相互作用的发生以及动态变化.结构研究表明,蛋白质之间的相互作用通常由临近的几个氨基酸残基直接结合,替换该区域的氨基酸残基,通常能破坏结合,使其失去部分功能或酶活性,可以针对性地开发和设计抑制剂或激活剂,用于肿瘤等疾病的治疗.本文简要介绍了蛋白质翻译后修饰在蛋白质-蛋白质相互作用中的调控作用,以及发挥的重要生理功能.     

复杂的RNA与复杂的基因组

根据分子生物学的“中心法则”(central dogma)．遗传信息在几乎所有生物体内都是从DNA传递到RNA，然后再从RNA流向蛋白质。显然，RNA是一座“桥梁”，负责DNA和蛋白质之间信息的流通。在这个过程中，首先是将基因组DNA上的基因信息“复写”到一种称为mRNA的RNA分子上，然后再将mRNA含有的基因信息“翻译”为构成蛋白质的氨基酸序列。     

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…     

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。     

细胞色素b5 Phe58在稳定蛋白质结构中的作用

为了解细胞色素b5血红素疏水袋中芳香性氨基酸残基和卟琳环之间π-π电子云堆积对蛋白质结构和性质的影响，用蛋白质工程的定点突变技术，分别以Tyr和Trp取代Phe58残基。用UV—vis和荧光光谱研究了F58Y，F58W突变体蛋白盐酸胍诱导的去折叠过程；研究了突变体蛋白与脱辅基肌红蛋白血红素转移反应的动力学，结果表明，用不同的芳香性氨基酸取代Phe58残基，减弱了血红素辅基与蛋白质肽链之间的结合、导致蛋白质的热变性中点温度Tm和盐酸胍变性中点浓度Cm下降、血红素转移反应速率增加以及氧化还原电位移动。     

棉花半胱氨酸蛋白酶基因的克隆和表达特性分析

根据不同植物编码半胱氨酸蛋白酶基因的保守序列, 设计兼并引物, 通过PCR 和RACE技术, 从辽棉9号衰老叶片中克隆了编码半胱氨酸蛋白酶的cDNA, 其相应的基因命名为Ghcysp, 该基因序列的长度为1368 bp, 包含一个1034 bp的可读框, 编码344个氨基酸, 分子量为37.88 kD, 等电点为4.80. 数据分析结果显示, 该蛋白质由1个19个氨基酸残基组成的信号肽和3个酶活性催化反应中心组成, 是一个跨膜蛋白质, 位于液胞膜上. Ghcysp蛋白质与其他植物半胱氨酸蛋白酶的氨基酸同源性为67%~82%. Northern杂交结果表明, 在棉花衰老的根、脱落的花、下胚轴、胚珠和幼叶中, Ghcysp基因不表达, 在棉花的衰老叶片中Ghcysp基因表达量高.     

α-氨基膦酸及次膦酸类化合物对水稻纹枯病菌的QSAR研究

多种α-氨基膦(次膦)酸类化合物均具有生物活性。近年来,从中开发出一些品种可作除草剂或杀菌剂使用。关于此类化合物的作用机制,曾有人认为α-氨基膦酸化合物具有与天然氨基酸相似的分子结构,在生物体内可能被有关酶误认为是氨基酸而参与了蛋白质的合成。但由于α-氨基膦酸毕竟不同于氨基酸,这样就有可能抑制了生物体蛋白质的合成或代谢。     

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（     

加酶洗衣粉的自述

我叫加酶洗衣粉,是由工人在普通洗衣粉中添加一种酶而制成的。酶是一种生物催化剂,存在于动植物的活细胞内,动植物机体内的合成、消化等反应由于酶的参加而能顺利进行。洗衣粉中加的碱性蛋白酶是含有数百个氨基酸分子,并具有三向立体结构的活性蛋白质。它本身并不能去污,但它能将污垢中的不溶性蛋白质分解成可溶性氨基酸,使污垢松动,易于与衣物脱离洗净。正是由于这种酶的加入,使我产生了普通洗衣粉所不具备的去污能力,同时在使用中也有了特殊要求。     

剖析佃胞

生物细胞不是基因简化论者。从基因序列机器读出的数值不会告诉你多少有关由基因制造的细胞蛋白质最终结构和功能的东西。当蛋白质从基因一氨基酸生产线出来之后,随着它起到细胞机器中的一个齿轮的作用,它就开始改变自已。碳水化合物、磷酸盐、硫酸盐和其他残余物附到它上面。酶会将氨基酸链切成小段,因此一个单一基因可能为几种不同的蛋白质编码。     

时尚饮食的8个误区

近年来,人们的营养意识虽然普遍有所提高,但营养知识有待普及,许多错误的吃法不但得不到营养,还会损害人们的健康。1.吃素促长寿。人类所需蛋白质有2大类:一类是完全蛋白质,包括所有氨基酸,奶类、肉、禽、蛋和鱼虾的蛋白质属此类;另一类是不完全蛋白质,所含氨基酸数量不足,且缺