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。       

蛋白质寡聚化的活体检测技术及其研究进展

蛋白质寡聚在许多生理过程中起着非常重要的作用,分析蛋白寡聚化有利于深层次解析蛋白质-蛋白质/配体相互作用、信号转导以及疾病发生相关机制等生物学过程.近年来,随着一些新兴技术的涌现,实时、动态、活体观测蛋白与蛋白相互作用的研究已成为热点.通过提高时间分辨率和空间分辨率,可以更准确地观察和研究蛋白质的动态行为和相互作用.同时,新兴技术与算法的结合进一步扩展了对蛋白质在时间和空间尺度上的研究范围,使我们能更深入地探索蛋白质结构与功能之间的关系.本文首先简要介绍了寡聚蛋白质的分类和形成机制,随后从蛋白标记技术和活体检测技术两个方面综述了用于分析蛋白复合体寡聚化的几种主要技术以及其研究进展.最后,展望了蛋白质寡聚化研究的发展前景,希望为研究者在选择适合的分析技术时提供一些理论参考.     

攻克癌症的新思路

试想，如果癌症能够以类似于糖尿病的方式得到治疗，那么，每日注射一剂人体蛋白质将可阻止肿瘤的生长和扩散．很多医生认为这一希望不大。传统观点认为，患者必须接受治疗，癌症必须切除。目前，美国哈佛大学医学院的研究人员已经识别出了一种人类蛋白质，这种蛋白质能阻止肿瘤的生长。这种思想很快风行起来，因为不象传统的癌症治疗，这种治疗不会损伤人体健康组织。被确诊为癌症的人知道其寿命的变化莫测性。对于多数癌症患者来说，他们最大的恐惧是，在肿瘤被切除后几年内发生继发性肿瘤。迄今为止，甚至连专家都不明白是什么因素支配肿…     

蛋白质可逆磷酸化作用的结构基础

蛋白质可逆磷酸化作用的结构基础李林（中国科学院上海生物化学研究所）蛋白质可逆磷酸化几乎调节着生命活动的每一过程。细胞的生长和分化，具体到基因复制转录调控、蛋白质合成调控和代谢调控，分子识别和信号传递，肌肉收缩，肿瘤发生以及包括学习记忆在内的神经活动等...     

应用核磁共振波谱技术研究蛋白质相互作用

从结构生物学角度研究蛋白质与蛋白质相互作用十分重要. 核磁共振波谱技术是目前结构生物学的主要研究方法之一, 该方法具有其他技术所不可替代的重要作用. 核磁共振波谱技术可以在接近生理条件下研究蛋白质相互作用, 特别适合研究瞬时存在的动态复合物. 该技术是少数几种能够提供无结构或有部分结构的蛋白质以及蛋白质折叠过程等多方面信息的方法. 核磁共振波谱技术还可以在多种时间尺度下提供蛋白质的动力学信息. 本文以中国科学技术大学生物核磁共振波谱实验室的研究实例对上述观点进行阐述.     

HMG蛋白质(1+2)的功能研究

HMG蛋白质是一类酸溶性的非组蛋白质,虽然这类蛋白质在染色质内的含量非常丰富,但有关它们的生物学功能目前依然不清楚.本文对HMG蛋白质(1+2)与β-CAT质粒DNA相互作用的模式进行了初步分析.实验结果表明这类蛋白质能促使β-CAT质粒DNA解螺旋,此外,在质粒DNA的局域部位,还能观察到DNA环结构的形成.     

大规模蛋白质相互作用数据的分析与应用

蛋白质相互作用在生命活动中起着重要的作用. 目前已开发出几种实验和计算方法能够得到大规模蛋白质相互作用数据. 但是, 与传统的实验结果相比, 蛋白质相互作用大规模数据中存在着比例较高的假阳性. 为了能够充分利用这些数据, 需要建立生物信息学方法对这些数据进行系统的评价, 进而提高数据的可信度, 并从中挖掘出有价值的生物信息. 本文对目前蛋白质相互作用大规模数据的计算分析和应用进行了总结, 包括蛋白质相互作用数据评估方法、与蛋白质其他信息的关系以及在生物学研究中的应用, 并提出了开发分析和挖掘蛋白质相互作用数据工具的主要方向, 以期有助于这些数据的研究和应用.     

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。     

微妙蛋白质分子是破坏脑细胞的隐患

国立健康研究院的科学家说,他们发现了人们长期追踪的破坏阿尔兹海默病(Alzheimer’s)患者脑细胞的杀手——一种令人难以捉摸的蛋白质分子。这种蛋白质分子能在细胞里凿洞,并使洞内的钙浓度达到有毒害作用的水平。此外,他们还发现能中止这一现象的两种普通化学物质,并准备在此病患者中对其中一种进行试验。这种疾病损害人的记忆、思维和性格,目前约有240万美国人深受其害,并且每年导致10万人死亡。     

蛋白质折叠问题

直到目前,蛋白质的折叠仍还是相当神秘的问题。由于蛋白质的结构错综复杂,所以难以被理解和预测。线性多肽链是如何折叠成复杂的立体结构的呢?对此的答案,只不过是推测而矣。实验数据很少是有效的。未折叠的蛋白质和不完全的结构区呈现着随机的螺旋形。被分析的多数折叠转移都是相互纠缠在一起的;而且可用于确定折叠方式的部分折叠的中间物并不大量出现。可用于解释折叠方式的动力学被由临近脯氨酸残基肽链的较慢的顺反式异构化作用引起的蛋白质的异源性所搞乱。出现在活体内的折叠非常有效,实际是无法看见,并不可能对其进行研究。美国科学促进会(AAAS)在波士顿召开的为期3天的专题讨论会,搞清了所发生的许多变化。大量热心的与会者,对该领域进行了广泛的评价,从小肽的构形特点到体内折叠以及复杂病毒蛋白质的装配;从了解较清的去垢剂(一种改性的枯草杆菌蛋白酶)问题,到凝胶原中的缺失所造成的医学问题。     

2002年度诺贝尔化学评介蛋白质三维空间结构研究的里程碑

2002年度的诺贝尔化学奖授予了芬恩(John B.Fenn)、田中耕一(Koichi Tanaka)和维特里希(KurtWtithrich)三位科学家,因为他们把化学研究中的仪器分析方法应用到了生物大分子的研究中,从而能更快、更可靠地确定生物大分子的组成和空间结构,在生物大分子的研究中建立了具有革命性的分析方法.     

蛋白质检测可发现早期卵巢癌

一种检测血液中蛋白质浓度的试验可以检测出卵巢癌。这一发现使科学家们离发明能尽早诊断这一癌症并进行有效治疗的诊疗仪更近了。不过，研究们提醒说，目前该检测技术还不是尽善尽美。     

大肠杆菌核糖体蛋白质L24基因(rplX)的一个新的点突变

大肠杆菌核糖体蛋白质 L24是核糖体50S 大亚基组装的起始蛋白质之一.L24蛋白质发生突变或缺失对细菌的生长速度和细菌体内50S 亚基的含量都有很大影响.本实验室曾报道在一株 L24突变体 T83(rplX)中,λN 基因的表达受阻,λQ 基因的表达基本正常,同时,λN 基因的 mRNA 合成正常,说明λN 基因表达是在翻译水平上受到了抑制.本文通过DNA 顺序分析确定了该 rplX 突变发生的位置是一个 GGT 密码子突变成了 GAT 密码子,     

生物信息学的通天塔

对各种完整基因组的测序是一种重大的成就，但是由此所积累的大量数据才刚刚开始得到阐释。乍看来，任务（理解这些数据）是很直接了当的：对各种基因进行定位并对编码区进行翻译以建立它们的蛋白质产物；进行相似性（similarity）检索以与已知序列建立关系，并且通过进化关系上的推断来确定基因的功能；最后，使用已知的或者模型衍生的结构来根据结构推断功能。鉴于使用的数据量大，此过程应该尽可能自动化。 当然，现实不是这么简单。因为目前用来在未知ＤＮＡ中预测基因的那些方法是不可靠的，诠释隐藏在基因组数据中的线索的努力经常受…     

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。     

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。