固氮酶铬铁蛋白和锰铁蛋白大单晶的培养

用液 /液扩散法 ,从分别含Cr和Mn的无氨培养基中生长的固氮菌 (AzotobactervinelandiiLipmann)突变种UW3 中纯化出的CrFe蛋白和MnFe蛋白 ,在合适的结晶条件下生长出深棕色大单晶 (最大晶体的尺寸分别为 0 .2 0mm× 0 .2 0mm× 0 .0 7mm和 0 .18mm× 0 .18mm× 0 .0 5mm)。PEG、MgCl2 和NaCl的浓度对这两种蛋白的出晶时间、晶核数目、晶体大小和形状都有明显影响。结果表明 ,用此结晶法有利于CrFe蛋白和MnFe蛋白生长出可供X_射线衍射分析的大单晶。     

固氮酶CrFe蛋白和MnFe蛋白的空间晶体生长

从分别生长于含Mn和Cr培养基中的棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii Lipmann)突变种UW3分离纯化出MnFo和CrFe蛋白.为适应包括固氮酶在内的氧敏感蛋白的空间晶体生长的要求,应用简易而适用的厌氧加样装置代替固氮酶实验室所用的笨重厌氧箱(dry box),在地面进行厌氧加样.在充满氮气的简便有机玻璃箱内厌氧加样的所有样品中,分别用液/液扩散法和汽相扩散的坐滴法都可在一周内使MnFe和CrFe蛋白在宇宙飞船上从溶液中结晶出来.在所用的数种蛋白沉淀剂中,飞船上形成的所有晶体都为单晶,而地面上在多数沉淀剂中部生成大量孪晶.在相同沉淀剂中用液/液扩散法,飞船上生成CrFe蛋白的最大晶体比地面生成的最大晶体大1倍.而在相同沉淀剂中用汽相扩散的坐滴法,飞船上生成的MnFe蛋白最大晶体却没有地面生成的最大晶体大.这种差异也许是由不同结晶方法而不是不同蛋白所引起的.     

固氮酶铬铁蛋白的晶体生长

在合适的结晶条件下,从含Cr无氨培养基中生长的固氮菌(Azotobacter vinelandii Lipmann)突变种UW3中纯化出的CrFe蛋白可从溶液中析出深棕色斜四棱柱晶体,晶体最大的两条对角线长度分别可达0.25 mm和0.12 mm.PEG 8000、MgCl2、NaCl、Tris 和Hepes 缓冲液的浓度及结晶方法等对该蛋白的出晶率、晶核数目、晶体大小和质量都有明显影响.CrFe蛋白结晶所需的上述化合物的最适浓度与在Mn中生长的固氮菌突变种UW3的MnFe蛋白和缺失nifZ固氮菌突变种的ΔnifZ MoFe蛋白结晶所需的最适浓度有所不同.结果表明,该蛋白晶体可能为CrFe蛋白的晶体.     

固氮酶铬铁蛋白的晶体生长

在合适的结晶条件下 ,从含Cr无氨培养基中生长的固氮菌 (AzotobactervinelandiiLipmann)突变种UW3 中纯化出的CrFe蛋白可从溶液中析出深棕色斜四棱柱晶体 ,晶体最大的两条对角线长度分别可达 0 .2 5mm和 0 .12mm。PEG 80 0 0、MgCl2 、NaCl、Tris和Hepes缓冲液的浓度及结晶方法等对该蛋白的出晶率、晶核数目、晶体大小和质量都有明显影响。CrFe蛋白结晶所需的上述化合物的最适浓度与在Mn中生长的固氮菌突变种UW3 的MnFe蛋白和缺失nifZ固氮菌突变种的ΔnifZMoFe蛋白结晶所需的最适浓度有所不同。结果表明 ,该蛋白晶体可能为CrFe蛋白的晶体     

固氮酶CrFe蛋白和MnFe蛋白的空间晶体生长

从分别牛长于含Mn和Cr培养基中的棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii Lipmann)突变种UW3分离纯化出MnFe和CrFe蛋白。为适应包括固氮酶在内的氧敏感蛋白的空间晶体生长的要求,应用简易而适用的厌氧加样装置代替固氮酶实验室所用的笨重厌氧箱(dry box),在地面进行厌氧加样。在充满氮气的简便有机玻璃箱内厌氧加样的所有样品中,分别用液／液扩散法和汽相扩散的坐滴法都可在一周内使MnFe和CrFe蛋白在宇宙飞船上从溶液中结晶出来。在所用的数种蛋白沉淀剂中,飞船上形成的所有晶体都为单品,而地面上在多数沉淀剂中都生成大量挛晶。在相同沉淀剂中用液／液扩散法,飞船上生成CrFe蛋白的最大晶体比地面生成的最大晶体大1倍。而在相同沉淀剂中用汽相扩散的坐滴法,飞船上生成的MnFe蛋白最大晶体却没有地面生成的最大晶体大。这种差异也许是由不同结晶方法而不是不同蛋白所引起的。     

棕色固氮菌突变种UW3部分提纯的固氮酶CrFe蛋白溶液中残存细菌铁蛋白的晶体生长及鉴定

从无钼、无氨而含铬的固氮培养基中生长的棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii Lipmann)突变种UW3中纯化得到了部分纯的CrFe蛋白.在试图培养CrFe蛋白大晶体时发现,棕色晶体和砖红色晶体可同时或单独出现.SDS-PAGE和厌氧天然PAGE皆表明,棕色晶体主要由与固氮酶钼铁蛋白(Av1)类似大小的亚基(～60 kD)组成,而砖红色晶体则由～20kD亚基组成.免疫分析表明只有～60kD的亚基可与固氮酶钼铁蛋白的抗体反应,而～20kD亚基则无这种反应.在部分纯的CrFe蛋白溶液中,～20 kD的总蛋白含量远低于～60 kD蛋白的含量,表明由这种小亚基组成的蛋白只是CrFe蛋白溶液中的一种污染蛋白.用3,5-二氨基苯甲酸染色的天然电泳表明,形成砖红色和棕色晶体的蛋白是迁移率不同的两种含铁蛋白.质谱分析表明砖红色晶体蛋白为棕色固氮菌的细菌铁蛋白.分辨率为2.34 A的X射线衍射结果也表明,砖红色晶体属于H3空间群,晶胞参数为a=124.965A,b=124.965A和c=287.406 A.即将发表的三维结构解析表明,此砖红色晶体确为24聚体的细菌铁蛋白.     

固氮酶锰铁蛋白的晶体生长

从以Mn代钼的固氮培养基中固氮生长的固氮菌（Azotobacter vinelandii Lipmann）突变种UW3中分离纯化的MnFe蛋白,在一定的结晶条件下,可从溶液中析出深棕色的短斜四棱柱晶体。Tris和Hepes缓冲液、NaCl、MgCl2和PEG的浓度及结晶方法等,对该蛋白的出晶率、晶核数目、晶体大小和质量均有明显的影响,PEG浓度的改变还可使该蛋白晶体的晶型发生变化。MnFe蛋白结晶所需的上述化合物的最适浓度与缺失nifZ固氮菌突变种△nifZ MoFe需的最适浓度有所不同。ＳＤＳ凝胶电泳表明,晶体溶解的蛋白与结晶前的MnFe蛋白基本相同。结果表明：该晶体为MnFe蛋白的晶体。     

棕色固氮菌突变种UW3部分提纯的固氮酶CrFe蛋白溶液中残存细菌铁蛋白的晶体生长及鉴定

从无钼、无氨而含铬的固氮培养基中生长的棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii Lipmann)突变种UW3中纯化得到了部分纯的CrFe蛋白。在试图培养CrFe蛋白大晶体时发现,棕色晶体和砖红色晶体可同时或单独出现。SDS-PAGE和厌氧天然PAGE皆表明,棕色晶体主要由与固氮酶钼铁蛋白(Av1)类似大小的亚基(～60kD)组成,而砖红色晶体则由～20kD亚基组成。免疫分析表明只有～60kD的亚基可与固氮酶钼铁蛋白的抗体反应,而～20kD亚基则无这种反应。在部分纯的CrFe蛋白溶液中,～20 kD的总蛋白含量远低于～60 kD蛋白的含量,表明由这种小亚基组成的蛋白只是CrFe蛋白溶液中的一种污染蛋白。用3,5-二氨基苯甲酸染色的天然电泳表明,形成砖红色和棕色晶体的蛋白是迁移率不同的两种含铁蛋白。质谱分析表明砖红色晶体蛋白为棕色固氮菌的细菌铁蛋白。分辨率为2.34的X射线衍射结果也表明,砖红色晶体属于H3空间群,晶胞参数为a=124.965,b=124.965和c=287.406。即将发表的三维结构解析表明,此砖红色晶体确为24聚体的细菌铁蛋白。     

棕色固氮菌突变种UW45的固氮酶钼铁蛋白(NifB-Av1)结晶

经两次DE52和Sephacryl S-300柱层析,从棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii Lipmann)突变种UW45粗提液(37 677 mg蛋白)中纯化得到628 mg的NifB-Av1.经考马斯亮蓝R-250染色的SDS凝胶电泳分析表明,该蛋白基本达到SDS凝胶电泳纯,组成它的亚单位的种类与Av1(α和β亚单位)相似.NifB-Av1不能与NifB-Av2重组成具放氢活性的固氮酶,但可使与其保温重组的FeMoco显出高活性.在合适条件下,NifB-Av1可在结晶溶液中析出棕色短斜四棱柱晶体,目前所得最大晶体的二维边长均为0.1 mm.能否出现晶体以及出晶时间、晶体数目、大小、质量和形状等,与沉淀剂溶液各组分的种类和浓度、结晶方法、实验操作等因素密切相关.初步结果表明,所得晶体为NifB-Av1单晶.     

棕色固氮菌突变种UW45的固氮酶钼铁蛋白（NifB-Av1）结晶

经两次DE52和Sephacryl s一300柱层析,从棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii Lipmann)突变利UW45粗提液(37 677mg蛋白)中纯化得到628 mg的NifB^-Av1。经考马斯亮蓝R-250染色的SDS凝胶电泳分析表明,该蛋白基本达到SDS凝胶电泳纯,组成它的亚单位的种类与Av1(α和β亚单位)相似。NifB^-Av1不能与NifB^-Av2重组成具放氢活性的固氮酶,但可使与其保温重组的FeMoco显出高活性。在合适条件下,NifB^-Av1可在结晶溶液中析出棕色短斜四棱柱晶体,目前所得最大晶体的二维边长均为0．1mm。能否出现晶体以及出晶时间、晶体数目、大小、质量和形状等,与沉淀剂溶液各组分的种类和浓度、结晶方法、实验操作等因素密切相关。初步结果表明,所得晶体为NifB^-AV1单晶。     

酪氨酸蛋白激酶和蛋白激酶C对N-乙酰氨基葡萄糖转移酶V的双重调控

在人肝癌细胞７７２１中研究了酪氨酸蛋白激酶（ＴＰＫ）和蛋白激酶Ｃ（ＰＫＣ）的激活剂［分别为表皮生长因子（ＥＧＦ）和佛波酯（ＰＭＡ）］和各种蛋白激酶抑制剂对Ｎ－乙酰氨基葡萄糖转移酶Ｖ（ＧｎＴ－Ｖ）活力的影响,以探讨ＴＰＫ和ＰＫＣ对ＧｎＴ－Ｖ的调节。结果发现,ＥＧＦ或ＰＭＡ处理细胞４８ｈ后,ＧｎＴ－Ｖ的活力明显增高;蛋白激酶的非特异性抑制剂槲皮素和染料木黄酮（ｇｅｎｉｓｔｅｉｎ）在抑制ＴＰＫ和ＰＫＣ的同时,抑制ＧｎＴ－Ｖ的基础活力,并完全阻断ＥＧＦ或ＰＭＡ对ＧｎＴ－Ｖ的增高作用;ＴＰＫ的特异性抑制剂Ｔｙｒｐｈｏｓｔｉｎ－２５和ＰＫＣ的特异性抑制剂Ｄ－鞘氨醇分别应用时,各自只能部分地取消ＥＧＦ或ＰＭＡ对ＧｎＴ－Ｖ的诱导。但当Ｔｙｒｐｈｏｓｔｉｎ－２５和Ｄ－鞘氨醇同时加入培养基中则可完全阻断ＥＧＦ或ＰＭＡ对ＧｎＴ－Ｖ的诱导激活。蛋白质合成抑制剂环己亚胺和蛋白激酶抑制剂作用相仿,不但可抑制ＧｎＴ－Ｖ的基础活力,也可完全消除ＥＧＦ或ＰＭＡ对ＧｎＴ－Ｖ的激活。以上结果提示ＥＧＦ或ＰＭＡ通过蛋白激酶调节ＧｎＴ－Ｖ的酶蛋白合成,并且ＧｎＴ－Ｖ受到膜性ＴＰＫ和ＰＫＣ的双重调节,其中ｍ－ＴＰＫ较ｍ－ＰＫＣ更为重要。     

Protein models docking benchmark 2

Structural characterization of protein–protein interactions is essential for our ability to understand life processes. However, only a fraction of known proteins have experimentally determined structures. Such structures provide templates for modeling of a large part of the proteome, where individual proteins can be docked by template‐free or template‐based techniques. Still, the sensitivity of the docking methods to the inherent inaccuracies of protein models, as opposed to the experimentally determined high‐resolution structures, remains largely untested, primarily due to the absence of appropriate benchmark set(s). Structures in such a set should have predefined inaccuracy levels and, at the same time, resemble actual protein models in terms of structural motifs/packing. The set should also be large enough to ensure statistical reliability of the benchmarking results. We present a major update of the previously developed benchmark set of protein models. For each interactor, six models were generated with the model‐to‐native C^α RMSD in the 1 to 6 Å range. The models in the set were generated by a new approach, which corresponds to the actual modeling of new protein structures in the “real case scenario,” as opposed to the previous set, where a significant number of structures were model‐like only. In addition, the larger number of complexes (165 vs. 63 in the previous set) increases the statistical reliability of the benchmarking. We estimated the highest accuracy of the predicted complexes (according to CAPRI criteria), which can be attained using the benchmark structures. The set is available at http://dockground.bioinformatics.ku.edu . Proteins 2015; 83:891–897. © 2015 Wiley Periodicals, Inc.     

Protein folding forces

We investigate the average inter-residue folding forces derived from mutational data of the 15 proteins: barstar, barnase, chymotrypsin inhibitor 2 (CI2), Src SH3 domain, spectrin R16 domain, Arc repressor, apo-azurin, cold shock protein B (cspB), C-terminal domain of ribosomal protein L9 (CTL9), FKBP12, α-lactalbumin, colicin E7 immunity protein 7 (IM7), colicin E9 immunity protein 9 (IM9), spectrin R17 domain, and ubiquitin. The residue-specific contributions to folding in most of the 15 protein molecules are highly non-uniformly distributed and are typically about 1 piconewton (pN) per interaction. The strongest folding forces often occur in some of the helices and strands of folding nuclei which suggests that folding nucleation−condensation is partially directed by formation of some secondary structure interactions. The correlation of the energy changes of mutants with inter-residue contact maps of the protein molecules provides a higher resolution than assigning the mutant data to certain positions in the polypeptide strand alone. In contrast to previous Φ-value analysis, we now can partially resolve folding motions. Compaction of at least one α-helix along its axis mediated by internal hydrogen bonds and stabilized by diffuse tertiary structure interactions appears to be one important molecular event during early folding in barstar, CI2, spectrin R16 domain, Arc repressor, α-lactalbumin, IM7, IM9, and spectrin R17 domain. A lateral movement of at least two strands neighbored in sequence towards each other appears to be involved in early folding of the SH3 domain, cspB, CTL9, and FKBP12.     

蛋白质印渍术的广泛应用

结合自身研究工作,综述了近5a（年）来蛋白质印渍术广泛应用于蛋白质和肽序列自动分析、临床诊断药盒、超微量分离分析、抗体生产等方面的进展．     

蛋白质二硫键异构酶相关蛋白A的表达及性质的研究

克隆了Aspergillus niger T21中的蛋白质二硫键异构酶相关蛋白A（PRPA）基因,并将它插入pET23b表达载体。在E. coli中表达时,PRPA占菌体总蛋白的34%。经过超声破细胞、硫酸铵分级沉淀和离子交换层析获得了纯度大于90%的重组蛋白。PRPA有二硫键异构酶活性。在PRPA存在下,变性和还原的溶菌酶复性率和复性速度降低,电泳结果表明溶菌酶聚集增多。荧光结果表明PRPA表面有较多的疏水基团。     

植物磷胁迫蛋白和铁胁迫蛋白研究进展

综述了近十年来国内外有关研究植物磷胁迫蛋白和铁胁迫蛋白的文献,着重阐述了磷胁迫和铁胁迫条件下的植物蛋白质变化,如新的蛋白和新的多肽的特异产生,以及相关的分子生物学进展。     

Protein folding: Hypotheses and experiments

The current state of the problem of protein folding is reviewed with special attention to the novel molten globule state of the protein molecule, intermediate between the native and unfolded states. Experimental evidence on the existence of this state and its role in protein folding are compared with the sequential model of protein folding proposed by the author in 1972–1973.     

蛋白质丰度调控及整体分布的规律性认识

蛋白质是生命的重要物质基础之一,也是生命活动的主要承担者.蛋白质丰度与其执行的生物学功能息息相关,受基因表达各个过程严格精密的调控.蛋白质丰度的直接影响因素包括相应mRNA初始量、蛋白质合成速率和降解速率.细胞对此3因素的调控将决定蛋白质最终的丰度.得益于定量蛋白质组学的飞速发展,规模化蛋白质丰度数据的产出,使得研究者可致力于发掘蛋白质丰度与其内在性质(如进化特征、结构特征、功能类型等)间规律性的相关性,这对于深入认识生命系统组成的基本原则具有重要意义.本文总结了蛋白质丰度调控及蛋白质丰度与其内在性质相关性的最新研究进展,及对这些规律性现象反映的生物学意义的解读.     

蛋白质相互作用研究的新技术与新方法

目前,蛋白质相互作用已成为蛋白质组学研究的热点. 新方法的建立及对已有技术的改进标志着蛋白质相互作用研究的不断发展和完善．在技术改进方面,本文介绍了弥补酵母双杂交的蛋白定位受限等缺陷的细菌双杂交系统;根据目标蛋白特性设计和修饰TAP标签来满足复合体研究要求的串联亲和纯化技术,以及在双分子荧光互补基础上发展的动态检测多个蛋白质间瞬时、弱相互作用的多分子荧光互补技术．还综述了近两年建立的新方法：与免疫共沉淀相比,寡沉淀技术直接研究具有活性的蛋白质复合体;减量式定量免疫沉淀方法排除了蛋白质复合体中非特异性相互作用的干扰;原位操作的多表位－配基绘图法避免了样品间差异的影响,以及利用多点吸附和交联加固研究弱蛋白质相互作用的固相蛋白质组学方法.