蜘蛛牵引丝蛋白的特性及其分子工程

蜘蛛牵引丝是由蜘蛛主壶腹腺产生的一种具有高度重复结构的蛋白质纤维，它将高抗张强度和高弹性奇妙地结合于一体，是自然界强度最高的纤维.基因解析揭示出牵引丝至少存在两种高度重复的蛋白组分，每种蛋白的重复单元都显示出富丙氨酸区和富甘氨酸区交替的模块结构特征. 采用分子工程技术不仅可以生产出具有天然牵引丝蛋白特性的重组蜘蛛丝蛋白，也可为研究牵引丝蛋白的模块结构与功能特性之间的关系开辟道路. 文中结合我们的研究综述了牵引丝蛋白的模块结构及其分子工程的研究进展，并就其未来发展进行展望.     

Cortactin的特征、功能及与肿瘤的关系

细胞皮质区肌动蛋白结合蛋白（cortical actin-binding protein,Cortactin）是一种含有特殊重复序列结构域的微丝肌动蛋白结合蛋白,它直接参与了细胞皮层微丝细胞骨架的组建。它又是细胞内Src类酪氨酸蛋白激酶主要底物之一,代表了一类高度保守的胞内皮层信号蛋白质家族。近几年来,对于Cortactin在细胞中的作用及其在细胞运动中分子机制的研究取得很大进展。     

成丝的速度与方式和蜘蛛丝力学性能的关系

为了分析蜘蛛丝的力学性能和成丝条件间的关系,研究了不同速度下人工卷取的蜘蛛牵引丝以及蜘蛛垂直下落时分泌的牵引丝的力学性能.研究结果表明,随着卷取速度的增大,蜘蛛丝的断裂强度有一极大值,在高速卷取时强度的变化较低速时平缓.垂直下落时蜘蛛分泌的牵引丝的综合力学性能优异,但断裂强度不一定大于人工卷取的丝.成丝速度和成丝方式都对蜘蛛丝的性能有很大影响.     

蜘蛛丝的结晶结构及其取向

研究和分析了大腹园蛛的牵引丝、内层包卵丝的结晶结构及其取向,探索了大腹园蛛丝纤维分子链的排列状态、结晶结构和蜘蛛丝力学性能间的关系。     

悦目金蛛丝蛋白TuSp1重复模块特征

针对蜘蛛管状腺丝蛋白(TuSp)结构进行克隆和分析,基于悦目金蛛(Argiope amoena,A.amoena)管状腺总RNA,利用简并引物和巢式聚合酶链反应(PCR)技术克隆AaTuSp1编码基因序列1273bp,其包含3个重复单元,每个重复单元编码176个氨基酸,重复单元之间的序列同源性高达97%以上,且富含丙氨酸(Ala)和丝氨酸(Ser),其次是甘氨酸(Gly),组成了一系列PolyT,PolyA,PolyS,SQ和GX模体结构,推测与其独特的力学性能相关.系统进化分析表明,不同于典型蛛丝蛋白MaSp,Flag等,AaTuSp1及近系包卵丝蛋白形成一个独立的进化分支.研究结果为基于TuSp1合成仿生蛛丝提供了新的结构基因蓝图.     

神奇的蜘蛛丝

所有的蜘蛛都可以纺丝,并且在生活中广泛利用蛛丝。蛛丝由蜘蛛体内丝腺的分泌物形成,主要成分是丝心蛋白。纺丝的器官叫做纺器,由腹部的附肢演变而来。在纺器的顶端有许多纺管,内连各种丝腺。蛛丝就是从纺管纺出,由最初的液态变成固态。蜘蛛可以利用蛛丝执行许多功能,张网捕虫仅是结网型蜘蛛用丝的功能之一。此外,蜘蛛还可以利用蛛丝构筑隐蔽场所和编织卵袋、传递信号(信号丝)、安全防护(拖丝)、雄蛛传递精子(精网)、捆缚猎物、飞航扩散等等。目前,科学家们对蛛丝的化学组成和结构很感兴趣,正在对蛛丝蛋白的基因克隆、表达和应用等进行深入…     

ADAMs的结构和功能

ADAMs是近几年发现的一类锚定于细胞膜的跨膜糖蛋白,含多个结构域并具有多种功能.它们的结构域包括信号肽区、前调控区、金属蛋白水解酶区、解联蛋白区、富半胱氨酸区、上皮生长因子区、跨膜区和胞内区等;它们的功能包括蛋白水解、分子修饰、分子释放、细胞与细胞和细胞与基质相互作用、细胞识别、细胞内信号传导、细胞间通讯等.简要总结了ADAMs一级结构、高级结构、理化性质、结构区组成、各结构区功能以及ADAMs在肝再生过程中的变化等方面的研究进展.     

聚集态结构对聚丙烯腈纤维物理收缩的影响

借助热机械分析仪（TMA）、X射线衍射仪（XRD）、声速仪等研究了聚集态结构对聚丙烯腈（PAN）纤维分子链物理收缩特性的影响。结果表明,由于聚集态结构影响分子链段运动性,PAN纤维分子链表现出分级收缩的特点：物理收缩首先开始于纤维非晶区,之后向晶区边界分子链扩展;非晶区分子链段收缩是物理收缩的主要部分,收缩率随非晶区取向度增加而增大;晶区边界分子链段运动受周围晶区限制,收缩较非晶区缓和,随晶区边界取向分子链增多,收缩率小幅增大;温度升高、时间延长,各段收缩率均不同程度增大。     

高通量筛选高特异性的检测类风湿关节炎的生物探针分子

从靶蛋白-配体特异性结合角度,采用蛋白折叠码(PFSC)技术在PDB数据库中高通量地筛选出与TNFA_HUMAN靶点区结合灵敏度高的分子作为检测类风湿关节炎的生物探针分子.结果显示,小分子307具有相对较高的灵敏度和较低的检出限,可以作为生物探针来检测类风湿关节炎.结果显示,蛋白指纹检索技术是一种快速、有效的蛋白质结构检索工具,通过对数据库中海量数据的筛选,可为重大疾病的检测试剂开发提供先导信息.     

结合适配体技术的磁性粒子表面蛋白分子印迹材料研制

本文将具有高度特异性的生物分子核酸适配体引入分子印迹技术,并结合磁性纳米粒子材料比表面积大、操作简便性和易于修饰性于一体,制备出了新型蛋白分子印迹材料.首先获得性能更好的硅烷化的磁性微球,之后加入功能单体、交联剂和衍生化适配体,以溶菌酶为模板分子,制备出磁性溶菌酶蛋白分子印迹适配体-纳米粒子.实验结果显示,不同材料的蛋白吸附能力顺序由高到低分别为结合适配体的蛋白印迹材料,结合适配体的非蛋白印记材料,蛋白印迹材料和无适配体的非蛋白分子印记材料.初步研究表明,适配体与磁性粒子的结合可以有效提高蛋白质分子印迹材料的印迹效果.     

蜘蛛丝的结构与机械性能研究进展

蜘蛛丝是一种天然动物蛋白纤维,含有(GPGXX)n/(GPGQQ)n、An/(GA)n、(GGX)n等多种重复多肽序列,具有多样的分子结构、机械性能与生物生态学功能,同时还具有强度高、弹性好、初始模量大、断裂能大、可生物降解、生物相容性好、保湿性好、轻盈等其它合成高性能纤维所无法比拟的优良机械性能及特性.为此,本研究对蜘蛛丝的组成、结构、机械性能、纺丝机理、应用前景进行了概述.     

大腹圆蛛拖丝蛋白基因3'端克隆和序列分析

用PCR(Polymerase Chain Reaction)技术从大腹圆蛛主壶腹腺组织的基因组DNA和RNA中分别扩增获得编码拖丝蛋白基因的3'端基因序列,克隆PCR产物到pDrive载体,经PCR、限制性酶切筛选和序列分析后证明获得了蜘蛛拖丝蛋白基因两个克隆AvDS1和AvRS2.基因序列和氨基酸序列分析表明AvDS1和AvRS2具有拖丝蛋白基因序列和蛋白质氨基酸序列特有的结构特征,氨基酸序列中存在4个motifs-(A)n(GA)n(GFGX)n以及(GGX)n.AvDS1与基因库中已报道的蜘蛛拖丝蛋白基因序列同源性较低,而AvRS2与已经报道的Nephila clavipes拖丝蛋白基因组分-1的同源性可达91%,推测AvRS2是编码大腹圆蛛拖丝蛋白基因组分-1基因片段.比较这两个克隆的核苷酸序列和氨基酸序列,发现它们之间没有同源性.推测它们是同一基因的不同片段,或是编码大腹圆珠拖丝蛋白的两个基因组分. 明AvDS1和AvRS2具有拖丝蛋白基因序列和蛋白质氨基酸序列特有的结构特征,氨基酸序列中存在4个motifs-(A)n(GA)n(GFGX)n以及(GGX)n.AvDS1与基因库中已报道的蜘蛛拖丝蛋 基因序列同源性较低,而AvRS2与已经报道的Nephila clavipes拖丝蛋白基因组分-1的同源性可达91%,推测AvRS2是编码大腹圆蛛拖丝蛋白基因组分-1基因片段.比较这两个克隆的核苷酸序列和氨基酸序列,发现它们之间没有同源性.推测它们是同一基因的不同片段,或是编码大腹圆珠拖丝蛋白的两个基因组分. 明AvD     

蜘蛛拖牵丝蛋白基因转家蚕表达质粒的构建

利用DNA重组技术对络新妇蛛(Nephila clavipes)拖牵丝蛋白基因MaSp1高度重复序列进行多次重组,人工构建成1.6 kb的蜘蛛拖牵丝蛋白人工基因Sil-E,DNA序列分析证明了人工基因序列的正确性.将家蚕L链基因启动子片段、L链cDNA、L链基因终止子融合在一起,构建成丝腺特异性表达单元.再与Sil-E融合构建成蜘蛛拖牵丝蛋白基因家蚕丝腺特异表达单元.将该表达单元克隆到转座子piggyBac的转基因载体中,获得了蜘蛛拖牵丝蛋白转基因表达载体.采用显微注射法将其与辅助质粒共导入到家蚕蚕卵中.筛选转基因阳性个体,经PCR和Southern杂交鉴定,结果表明目的基因整合到家蚕基因组中,为进一步研究家蚕作为生物反应器表达蜘蛛拖牵丝蛋白基因奠定了基础.     

植物免疫受体病原体识别机制的结构生物学研究进展

在与病原体的长期抗争中,植物进化出双重天然免疫系统,即病原体相关分子模式触发的免疫(PTI)和病原体效应因子触发的免疫(ETI),其中模式识别受体(PRR)和核苷酸结合富亮氨酸重复受体(NLR)分别在这两道防线中以多种方式发挥识别作用.以植物免疫受体和病原体配体结构生物学研究为基础,综述了5种由PRR和NLR介导的病原体识别机制的类型:PRR介导的直接(类型一)或间接(类型二)的病原体识别机制;NLR介导的直接(类型三)或间接(类型四)的病原体识别机制以及依赖NLR的集成结构域(ID)(类型五)的病原体识别机制.植物免疫受体的蛋白结构解析结合其识别机制的功能研究,将会为作物抗病工程开辟全新的道路.     

细胞骨架在植物细胞周期进程中的动态变化及其调控?

细胞周期,即细胞生长与分裂的周期,是生命得以世代繁衍而生生不息的基础.真核细胞有丝分裂周期进程调控的分子机制高度保守.其间,微管和微丝骨架进行有规律的动态变化,顺次组成各种细胞生长和分裂装置,主动参与细胞周期进程的调节.然而,高等植物细胞周期不同时相分别有着与动物细胞不完全相同的、独特的细胞骨架列阵.而这些列阵的产生和维持直接依赖于众多细胞骨架结合蛋白以及上游信号分子的调控.本文重点综述了植物细胞周期进程中微管和微丝骨架的动态变化规律以及参与植物细胞骨架动态和有丝分裂装置组装调控的细胞骨架结合蛋白的最新研究进展,同时对细胞骨架在植物细胞周期进程中研究进行总结和展望.     

人朊蛋白C端铜结合位点三维精细结构以及与兔朊蛋白的对比（英文）

朊蛋白是铜结合蛋白,而铜离子介导了朊蛋白的二级结构变化,使其聚沉在中枢神经系统中,导致传染性海绵状脑病.重组人朊蛋白91-231截去了八肽重复区域,利用X射线吸收谱近边结构解析出了C端高亲和性的铜结合位点的三维精细结构.结果显示与兔朊蛋白相比人朊蛋白中氨基酸与铜结合更紧密.本研究可能揭示了不同物种对传染性海绵状脑病具有不同抗性的原因.     

金鱼视觉系统内中、高分子量神经丝免疫组织化学定位

RT97是一种特异性识别中、高分子量神经丝蛋白抗原簇的抗体.采用组织化学技术对金鱼(Carassiusauratus)视觉系统内RT97识别神经丝的表达分布进行了观察.结果表明,RT97在金鱼视网膜、视神经和视顶盖中均有阳性反应:①在视网膜内视纤维层、内网层、内核层的水平细胞、光感受器的外节有RT97阳性反应;②在视乳突部和视神经有少量生长纤维为RT97阳性;③在视顶盖中RT97阳性反应集中在顶盖的边缘层(SM),同时观察到有RT97阳性纤维从中央纵突区(TL)通过顶盖腹面延伸至顶盖边缘区.实验结果提示,RT97不仅可作为金鱼视觉系统视觉生长纤维的一种标记蛋白,同时在视顶盖由RT97识别的蛋白也可能是一种吸引视觉纤维生长的靶蛋白.     

斑马鱼甘露糖结合蛋白基因的分离及生物信息学分析

甘露糖结合蛋白是动物免疫系统中的重要组分，是参与动物补体激活途径的重要分子。本研究分离鉴定了一个斑马鱼甘露糖结合蛋白基因。通过生物信息学分析和分子建模发现其与哺乳动物和原鸡的甘露糖结合蛋白有高度序列和结构的相似性。该基因的鉴定为鱼类补体系统的研究提供了有意义的信息。     

钙网蛋白的结构、功能与进化

钙网蛋白（calreticulin,CRT）是一种滞留于质网的可溶性Ca2＋结合蛋白,有N-、P-、C-三个结构功能域,具有分子伴侣和调节Ca2＋的稳态等多种生物学功能。近来研究发现,CRT对凋亡细胞的识别和清除发挥重作用。同源性分析表明CRT的进化高度保守。本文简概述了CRT的结构、功能及进化的研究进展。     

原癌基因PIM-2转录蛋白生物信息学分析

目的:研究原癌基因PIM-2的抗凋亡、致癌机理,用生物信息学的方法分析转录蛋白,为临床应用提供科学依据和理论基础.方法使用pbil,expasy,RasMol,DNAStar Lasergene等生物信息学在线服务器和相关软件,对PIM-2转录蛋白进行全面分析预测.结果:成功预测出PIM-2转录蛋白的空间结构,各种理化性质,该蛋白是一种不稳定的酸性蛋白,序列上分布着17段B细胞抗原表位,14段Th细胞抗原表位,3段CTL细胞表位,多段MCH I分子结合肽和MCH II分子结合肽.结论:PIM-2转录蛋白的结构、表位、特性、修饰具有重要意义,可为深入研究原癌基因Pim-2的作用机理提供科学依据和理论帮助.