蛋白质剪接在蛋白质研究和蛋白质工程中的应用

蛋白质剪接(protein splicing)是由蛋白质内含子介导的在蛋白质水平上翻译后的加工过程。蛋白质内含子(intein)是指前体蛋白中的一段插入序列,它在蛋白质翻译后的成熟过程中能自我催化,使自身从前体蛋白中切除,并将其两侧的多肽片段以肽键连接,形成成熟的蛋白质。蛋白质内含子的发现丰富了基因表达和蛋白质翻译成熟过程的理论,而且在蛋白质研究和蛋白质工程中有广泛的应用。本文试图综述蛋白质剪接在蛋白质特异位点标记、蛋白质片段化标记同位素、蛋白质环化、蛋白质芯片、基因治疗等研究中的应用。       

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。     

纤维蛋白

天然蛋白质可按照它们的构象(conformation)特征划分为两大类:球状蛋白质和纤维状蛋白质。目前已知的几千种不同的酶、抗体、多肽激素和许多具有运载功能的蛋白质,几乎全是球状蛋白质。球状蛋白质具有紧密折叠的多肽链,盘曲呈近圆形或球形,疏水基团在球形内部,亲水基团在球形外部,所以绝大多数球状蛋白质是水溶性的。它们在细胞内     

蛋白质磷酸化的生物信息学研究新进展

细胞是生命活动的基本单元.在分子水平,细胞生命活动的可塑性与动力学特征体现为动态的蛋白质-蛋白质作用网络.同一蛋白质的功能因其时空位置而产生不同的生物学意义.蛋白质的时空动力学特征通常由蛋白质的共价修饰来调控.蛋白质磷酸化是细胞内最重要的及常见的一种修饰方式.在人类细胞中,参与蛋白质磷酸化的蛋白     

差示扫描微量热法研究蛋白质及其相关体系进展

蛋白质是一类重要的生物大分子,其结构与性质得到了广泛的研究.差示扫描微量热法(DSC)可以获得蛋白质的热容(C_p)与温度的关系,对我们认识蛋白质的性质有重要的帮助作用.同时,DSC研究蛋白质相关体系新方法也在不断涌现.本文介绍了差示扫描微量热法在研究蛋白质解折叠机理、蛋白质稳定性以及复杂蛋白质体系等几个方面的进展.     

从烟草中提取蛋白质

一公顷小麦可提供0.25吨蛋白质,一公顷大豆提供0.8吨蛋白质,而一公顷烟草却能提供3.5吨蛋白质。这类蛋白质是从烟草的绿色物质中获得的。在离地面10厘米的高度将烟草割下来,弄碎,用不同的化学剂加工,以便更好地分离出蛋白质。然后进行压榨,榨出的汁液倒入离心机,分离出蛋白质。尼古丁留在榨干的物质中。     

从人的大脑里还可提取一种神经特有的蛋白质

人的大脑里的神经特有蛋白质是一种新的神经蛋白质。这种蛋白质是克留什尼克和布尔芭耶娃借助电离子透入法和色层分离法从人的大脑的蛋白质水溶液提取出来的。他们将其表示为蛋白质10-40-4(是根据它被提取的色层分离馏分部分来编号的)。蛋白质10-40-4的分子总量为74000道尔顿。平均从1克原组织中可以提取75微克该蛋白质。就其物理化学性质而言,蛋白质10-40-4与已知的神经特有蛋白质有所不     

免疫系统存在空洞

最近,瑞士科学家报告,人体免疫系统存在裂缝。这一裂缝与人体自我防御机制有关,这一机制能够区分自身蛋白质与外来蛋白质。如果免疫系统的细胞发现这外来蛋白质是病毒,马上就将之消灭。瑞士巴塞尔免疫学研究所的丹米尔·维多卫克和波莉·马金格说,为了不使自身细胞受损,人体必须能识别蛋白质,如果外来蛋白质与自身蛋白质非常相似,就有可能逃避免疫系统的攻击。马金格说,其他科学家也曾提出过免疫系统存在这样的裂缝,但是我们首次发现外来蛋白质竟然能够模仿自身蛋白质而逃避攻     

蛋白质修饰的新发现

人体疾病中,大约有80%以上的病与蛋白质有关,几乎都是蛋白质调控失灵所致。中国科学家的研究表明,在人体细胞中,存在着许多蛋白质的修饰,那么是不是可以通过研究蛋白质的修饰来控制疾病呢？如果一旦某种疾病与某种蛋白质的修饰有关,就可以进一步研究能影响蛋白质修饰的药物和技术。这是中国科学家带给人们的新希望。     

枯草杆菌噬菌体φ29在不同核糖体蛋白质突变体上的成斑率

核糖体是合成蛋白质的场所。但核糖体是否参与蛋白质合成的调节,并未经过仔细的研究。Hummel和B(?)ck证明依赖链霉素突变体(Str~DA)在去掉链霉素的条件下所合成的核糖体,其蛋白质合成的图象不同:有些蛋白质合成的数量发生变化;另一些蛋白质不再合成;还合成了一些新的蛋白质。说明Str~DA在有、无链霉素条件下合成的核糖体对mRNA的选择性不同。Duvall等报道枯草杆菌核糖体蛋白质BL12a发生突变,则质粒基因cat-86不     

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.     

枯草杆菌(Bucillus subtilis)细胞质中的二硫键蛋白质

二硫键是维持蛋白质二维和三维结构的重要因素之一,目前已知的二硫键蛋白质主要存在于细胞周质(Periplasm)或真核细胞的细胞器中,大多数是分泌蛋白质或是膜蛋白质,很少存在于细胞质内.一般认为细胞质的高还原势是其缺乏二硫键蛋白质的重要原因,但是,细胞环境不是影响二硫键形成的唯一因素,在细胞(Escherichia coli)的细胞周质内已发现3个能催化二硫键形成的蛋白质,它们是分泌蛋白质形成二硫键必需的.Derman等将细菌中硫氧还蛋白还原酶(Thioredoxin reductase)的基因缺失后,发现在细菌细胞质中合成的外源碱性磷酸酶及其他外源蛋白质能形成二硫键,认为细胞质有催化二硫键形成的机制,只是某些因素如硫氧还蛋白还原酶阻止了二硫键的形成.本文报道了枯草杆菌细胞质中的一个二硫键蛋白质,并讨论了细胞发育状态对该蛋白质合成的影响.     

蛋白质泛素化发现者——罗斯

<正>蛋白质既是生命的物质基础(静态功能),又是生命活动的体现者(动态功能),因此蛋白质的正常功能是生命得以维持的基本保证。细胞内蛋白质含量有一个动态变化的过程以适应不同环境的需求。过多造成浪费,过少则影响生理功能,因此蛋白质含量的精确调控对生命而言具有重要意义。蛋白质含量由合成速度与降解速度间的平衡决定。蛋白质合成由m RNA负责翻译,而     

昆虫建造的陷阱

<正>看似简单的小小昆虫,其实聪明绝顶。为了捕获猎物,它们可是各显神通。对于昆虫来说,蛋白质是非常重要的。蛋白质既是昆虫表皮的主要组成成分,又是昆虫生长发育和生殖所必需的营养物质,因此,昆虫总是想尽各种办法来获取蛋白质。昆虫获取和利用蛋白质的方式很多:昆虫会经常捕捉猎物来补充蛋白质;昆虫还吃掉自己饲养的"家畜",就像蚂蚁有时候会吃掉自己饲养的蚜虫来补充蛋白质;昆虫会依靠体内的共生菌来循环利用蛋白质;昆虫还会发育出很薄的表     

蛋白质工程的过去、现在和将来

蛋白质工程是现代生物工程研究与开发历史长河中继基因工程工业化后掀起的第二个浪潮。《蛋白质工程的过去、现在和将来》就蛋白质工程产生的过程、蛋白质工程的研究途径、蛋白质工程研究与开发的现状及其应用前景作了介绍。蛋白质工程的研究既有极高的理论价值又有广泛的实际应用意义,它能大幅度提高酶对底物的亲和性,给工业酶研究带来巨大希望;它又能改进酶的专异性,为设计新型蛋白质提供更大的可能性,并可能解决诸如乳酶制造业、葡萄糖果糖玉米糖浆制造工业中出现的困难。蛋白质工程的研究具有广阔的前景,各国科学家都予以高度重视。60年代初,我国科技工作者成功地人工合成牛胰岛素,为目前即将开展的蛋白质的研究培养造就了一批技术骨干,我们应当不失时机地抓住这个新生长点,开展蛋白质工程的研究,迎头赶上世界先进水平。     

蛋白质在纳米拓扑结构材料表面的吸附

蛋白质在生物医用材料表面的吸附行为与材料的生物相容性密切相关. 长期以来, 大量的研究报道基本上都集中在生物医用材料表面化学组成对蛋白质吸附行为的影响, 而单独考察材料表面拓扑结构对蛋白质吸附行为影响的研究近年来才刚刚开始. 本文介绍了材料表面纳米拓扑结构对蛋白质吸附行为影响的研究进展. 所涉及的材料表面纳米尺度拓扑变量包括粗糙度、曲面曲率和特定几何形状 等, 而蛋白质的吸附行为则包括蛋白质吸附量、吸附后蛋白质的活性和吸附蛋白层的形貌等.     

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．     

碳纳米材料可能损害脑组织

科学家们尝试从菠菜中提取一种蛋白质合成系统中的基本蛋白质,结果发现其66%的基因片段与细菌中起同样作用的蛋白质的基因片段同源,而且又有46%的基因片段与后者完全相同。为进一步弄清这种蛋白质的作用,科学家们将其植入细菌中,结果发现细菌的蛋白质合成立即受到抑制。这表明,这种植物蛋白质具有良好的杀菌作用。这种蛋白质含有RRF基因,它首先在细胞中合成,然后被送到叶绿体中发挥作用。细菌蛋白质合成受到抑制,正是由于植物的RRF基因对细菌的RRF基因产生了重要干扰,从而使植物产生化学抗病作用。研究人员发现,植物中存在着一道迄今人…     

谷氨酸脱氢酶和血红蛋白在多元醇水溶液中的变性热力学

许多研究表明,蛋白质的变性与其溶剂有密切的关系。介质对蛋白质变性的影响,可因蛋白质和溶剂的种类不同而有所不同。我们用量热法研究了谷氨酸脱氢酶和血红蛋白在多元醇一水体系中的热变性。本工作首次报道了这两种蛋白质在丁四醇和葡萄糖水溶液中变性热力学参数:变性温度T_a,变性焓△H_d和变性热容变化△C_p~d,并研究了醇浓度与蛋白质变性的关系,比较了在相同醇浓度下,三种不同醇对蛋白质变性的影响,发现蛋白质在三种醇中     

新技术为研究蛋白质的快速变化提供了可能

科内尔大学的科学家们使用一种新颖的粒子加速器已成功地拍摄了蛋白质分子的快照,其快门速度相当于十亿分之一秒。目前科学家们希望能获取通常在百万分之一秒内蛋白质所发生的变化,这些变化在人体中起着决定性的作用。与此同时,另一部分科学家们将应用一种展示蛋白质的运动状况而不是其结构的方法,以辨别出蛋白质形状的详细情况. 科研人员已掌握了某些蛋白质的形状,但不知道它们是怎样运动和变化的。所存在的问题是科学家既要观察经适当冷冻后的蛋白质,以确定其结构,又要观察蛋白质的运动状况。运动状况清晰了形状就变得模糊不清了。以前没有办法同时确定蛋白质的结构和运动状况。粒子加速器的研制成功使得生化学家想同时获得清晰的蛋白质运动状况和形状的可能性向前迈进了一步。