α-α交联的Fe-Co杂化血红蛋白的轴向键Fe-Nε共振拉曼谱研究

通过将HbA和变异HbC(Glu6→Lys)交联制得的各种Co取代的Fe-Co杂化血红蛋白进行血红蛋白氧合过程的模拟研究,用共振拉曼技术研究它们在载氧、去氧和一氧化碳配位(无IHP或有IHP)时的轴向共价键Fe-Nε(F8-His)伸缩振动证明,在血红蛋白配位过程中,第一个配体配位到β(Fe)亚基上所引起的构象变化比配位到α(Fe)亚基的大;因而,配位分子应首先结合在α(Fe)亚基上,血红蛋白四聚体配位过程T/R态构象根本转变发生在第二个配位之时或之前;而且,可能存在除T、R态外的其它构象状态。     

β-β交联的Fe(Ⅱ)-Co(Ⅱ)杂化血红蛋白玻尔(Bohr)效应的研究

本文使用500MHz ~1H NMR谱仪研究了β—β交联的β_1 82Lys—β_2 82Lys不对称Fe(Ⅱ)Co(Ⅱ)杂化血红蛋白在去氧状态下其四级结构与溶液 pH的相互关系.实验结果证明,溶液中H~+浓度的减少,有利于血红蛋白从束缚态(T态)向松弛态(R态)方向转化.在可交换质子区(9.0—15.0PPm)由pH的改变所引起的[2(Co)β(Fe)]_A[α(Co)β(Co)]_cXL的~1H NMR谱峰的变化比[α(Fe)β(Co)]_A[α(Co)β(Co)]_cXL的~1H NMR谱峰的变化大.这为研究血红蛋白四个亚基的构象随pH改变而变化的先后次序提供了一定的依据,可以认为,当溶液中H~+浓度减少时,首先使蛋白构象发生改变的应在α—亚基上,而不在β—亚基上.此外,从它们的~1H NMR谱图随pH的变化可推测,溶液中除了 T态和R态之外,还存在着一些中间过渡态.o     

Fe-Co杂化血红蛋白E11-Val甲基质子~1H NMR谱峰归属及蛋白溶液构象的研究

在500MHz~1H NMR仪上对HbA,CoHb和对称与不对称的Fe-Co杂化血红蛋白在去氧和一氧化碳配位时环形电流效应对蛋白Ell-Val甲基共振峰的影响进行了研究,将-1.0ppm峰归属于β(Co)的二个甲基质子,-1.55ppm和-2.35ppm的峰归属于α(Co)γ_1CH_3和γ_2CH_3,-1.15ppm与-2.05ppm的峰归属为α(Fe-Co)的γ_1CH_3与α_2CH_3共振峰,-1.52ppm与-2.15ppm的峰指定为β(Fe-Co)的γ_1CH_3与γ_2CH_3.根据归属对蛋白在去氧和一氧化碳配位时其溶液构象变化进行了研究,发现CO配位于β(Fe)比配位于α(Fe)使E11-Val甲基质子化学位移发生更大改变.     

Fe-Co杂化血红蛋白E11-Val甲基质子~1H NMR谱峰归属及蛋白溶液构象的研究

在500MHz~1H NMR仪上对HbA,CoHb和对称与不对称的Fe-Co杂化血红蛋白在去氧和一氧化碳配位时环形电流效应对蛋白Ell-Val甲基共振峰的影响进行了研究,将-1.0ppm峰归属于β(Co)的二个甲基质子,-1.55ppm和-2.35ppm的峰归属于α(Co)γ_1CH_3和γ_2CH_3,-1.15ppm与-2.05ppm的峰归属为α(Fe-Co)的γ_1CH_3与α_2CH_3共振峰,-1.52ppm与-2.15ppm的峰指定为β(Fe-Co)的γ_1CH_3与γ_2CH_3.根据归属对蛋白在去氧和一氧化碳配位时其溶液构象变化进行了研究,发现CO配位于β(Fe)比配位于α(Fe)使E11-Val甲基质子化学位移发生更大改变.     

大肠杆菌中青霉素G酰化酶成熟的限制性因素

为了研究大肠杆菌中青霉素G酰化酶 (PenicillinGacylase ,PAC)成熟的限制性步骤 ,分别构建了PAC表达质粒pKKpacSP ,pETpacSP ,并将它们在大肠杆菌宿主中表达。通过酶活性的测定及Westernblotting分析 ,分别在PAC自身表达系统 ,Tac ,T7及氧调控表达系统中 ,研究PAC前体蛋白加工成α亚基、β亚基的效率及亚基折叠组装形成活性酶的能力。结果表明 :PAC成熟过程中的限制性步骤因宿主 载体系统而异 ;PAC本身表达系统中 ,前体肽加工成α亚基、β亚基的效率为 57.2 % ,亚基组装能力为 0.72;Tac启动子表达调控系统中α亚基的折叠和稳定成为限制性步骤 ;T7及氧调控表达系统中 ,PAC前体肽加工成α亚基、β亚基的效率达 90 %左右 ,亚基组装成活性酶的能力分别为 1 82 ,2 ;低氧调控系统表达PAC时 ,成熟的效率最高 ,PAC表达的单位重量活性提高 10倍.     

HIF-1α的可逆性SUMO化修饰

低氧诱导因子1(hypoxia inducible factor-1, HIF-1)是参与调节机体氧平衡的重要转录因子,在细胞低氧应答反应中起核心作用,能调节100多种涉及低氧应激下细胞适应和存活的靶基因．HIF-1由氧敏感的α亚基和在细胞内稳定表达的β亚基组成．其中α亚基可受到多种翻译后化学修饰作用,如在常氧下,HIF-1α通过泛素化蛋白酶修饰并导致其快速降解．最近几年发现的泛素样蛋白家族成员小泛素蛋白样修饰蛋白（SUMO）也能与HIF-1α共价结合．SUMO是一种分子量约为12 kD的小蛋白,从拟南芥到人类普遍存在．SUMO可共价结合许多靶底物蛋白,并对其进行翻译后修饰,该过程称为SUMO化．与泛素化蛋白酶体途径不同的是,SUMO化修饰能在常氧和相对低氧的条件下调节HIF-1α蛋白的稳定性,从而改变其转录活性．SUMO化是一个可逆的动态过程,可被特异性蛋白酶ULP/SENP将其从底物上去除．本文主要就HIF-1α的可逆性SUMO化修饰作一综述．     

大肠杆菌中透膜小肽抑制α-Synuclein聚集的研究

目的:在大肠杆菌中研究透膜小肽抑制α-Synuclein(A53T,S129A,WT)的异常聚集.方法:基于α-Syn核心区的疏水区域设计了5种包含7个精氨酸的多聚精氨酸多肽膜透过传输系统的小肽R7P1～R7P5;构建融合蛋白α-Syn-GFP,其中α-Syn基因融合于GFP上游,透膜小肽以双顺反子方式与α-Syn-GFP共表达;以文献报道的可抑制α-Syn异常聚集的小肽ASI1D(MRRGGAVVTG(R)6)为对照,通过监测整体细胞荧光强度研究透膜小肽影响α-Syn(A53T,S129A,WT)的异常聚集的情况.结果:5种小肽能不同程度的抑制α-Syn(A53T,S129A,WT)的异常聚集;和对照Pc相比,R7P4抑制α-Syn(A53T)异常聚集的效果提高了55%,R7P3抑制α-Syn(S129A)异常聚集的效果提高了64%,R7P4抑制α-Syn(WT)异常聚集的效果提高了39%.结论:在大肠杆菌中,透膜小肽可以有效地抑制α-Syn(A53T,S129A,WT)的异常聚集.     

虹鳟Fc受体FcγR的α和γ亚基基因的克隆及表达分析

Fc受体(FcR)是一种表达在免疫细胞表面的受体分子, 由多亚基构成, 通过与免疫球蛋白(Ig)的Fc段结合引起包括炎症因子释放和吞噬作用等体液和细胞免疫反应。研究采用RACE技术首次克隆得到了虹鳟FcγR的α亚基基因(FcγRα)和γ亚基基因(FcRγ)的cDNA序列, 采用生物信息学软件对FcγRα和FcRγ的序列进行了特征分析, 实时荧光定量PCR检测了其在不同组织和细胞亚群中以及在Poly (I鲶C)和LPS刺激后头肾中的表达。结果显示:FcγRα的cDNA全长1677 bp, 开放阅读框为954 bp, 编码317个氨基酸; FcγRα由信号肽和2个Ig样结构域构成, 但没有跨膜区和胞内区。FcRγ亚基存在2种形式, 分别命名为FcRγ1和FcRγ2(包含FcRγ2a和FcRγ2b两个剪接异构体), 它们均由信号肽、跨膜区和胞内的免疫受体酪氨酸活化基序(ITAM)构成。氨基酸序列相似性分析表明虹鳟FcγRα与斑点叉尾鮰FcRI相同率最高(30%), 虹鳟FcRγ1和FcRγ2a/2b与哺乳动物FcRγ相同率最高可达40%。组织表达显示FcγRα、FcRγ1和FcRγ2a/2b在头肾、脾脏和血液中表达较高; 细胞亚群表达显示FcγRα、FcRγ1和FcRγ2a/2b在髓样细胞群中表达最高; LPS和Poly (I鲶C)刺激后,FcγRα、FcRγ1和FcRγ2a/2b在头肾中的表达显著上调, 这表明FcγR在机体抗细菌和抗病毒免疫中可能发挥重要作用。     

hIL-6·hIL-6Rα·gp130三元复合物的结构预测

通过Delphi方法分析人白介素6（human interleukin-6,hIL-6）／人白介素6受体α亚基（human interleukin-6 receptor α subunit,hIL-6Rα）复合物、gp130（β subunit）的空间构象的表观静电分布,利用分子对接方法研究gp130与hIL-6/hIL-6Rα复合物作用形成三元复合物的空间构象,经过分子力学优化、分子动力学常温动态模拟借助分子间相互作用（范德华力、氢键、盐键等）、反应自由能理论探讨hIL-6·hIL-6Rα·gp130复合物稳定构象结合部位的结构域.分析结果表明,gp130蛋白表面富集较强的负电势,复合物hIL-6/hIL-6R一侧表面富集较强的正电势,gp130借助蛋白表面的静电作用结合hIL-6/hIL-6R复合物,介导hIL-6信号;hIL-6中的helix-C、loop-BC、loop-CD参与同gp130中的loopEF、linker、loopA′B′、loopB′C′、loopD′E′作用,hIL-6R中的loopA′B′、β-strand E′参与同gp130中的loopA′B′、β-strand E′作用.     

地山雀血红蛋白高原低氧适应的分子机制

血红蛋白（hemoglobin, Hb）作为血液循环系统中氧气运输的主要载体,在动物高原低氧适应中发挥关键作用。本文结合基因组、转录物组、分子进化、同源建模和分子动力学计算等分析,探索了高原土著鸟类地山雀血氧亲和力升高的分子机制。结果表明,与大山雀相比（RPKM为0）,地山雀胚胎特异表达ρ基因在成体肝中被较高表达（RPKM为32.22）,这可能最终使其血液中额外增加2种高氧亲和力的ρ型Hb,(α^Dρ)₂和(α^Aρ)₂;地山雀β^A25G-A和β^A55L-I两个突变,增加了B和D螺旋的范德华力,导致整个β^A亚基变得更紧凑,引起αβ二聚体间氢键数量的明显减少,使T态到R态的转变过程易发;β^A 43A-S和β^A 44S-N两个突变改变了血红素口袋开口处的构象和极性,使得溶液更容易进出血红素口袋,有利于气体交换;β^A90E-K突变受到强烈的正选择,该突变使β^A型血红蛋白碱性增强,从而抵消波尔效应引起的血红蛋白氧亲和力降低。此外,地山雀α^A44P-S和β^A43A-S两个突变,可能使α^A和β^A型血红蛋白亲水性增加,有利于血红蛋白在红细胞内累积到较高的浓度。综上,胚胎型Hb基因的诱导表达、遗传基础改变引起的α^A和β^A型血红蛋白固有氧亲力及物理化学性质的变化,可能是地山雀血氧亲和力升高的主要因素。     

G蛋白偶联受体与G蛋白相互作用的最新研究进展

传统观念认为,在激动剂作用下,G蛋白偶联受体(GPCRs)能够激活G蛋白的α亚基,从而使Gα亚基与Gβγ亚基分离,被激活的Gα亚基通过信号转导进一步参与细胞的生理过程。但是,最新研究发现GPCRs和G蛋白存在多种偶联关系,GPCRs不仅能够激活Gα亚基,还可以与Gβγ亚基相互靠近,甚至会使G蛋白亚基构象发生重排而不分离,这对于疾病发病机制的研究及新的药物靶点的发现具有重要意义。就GPCRs与G蛋白之间的相互作用以及最新研究技术作一简要综述。     

聚乙二醇大分子化猪血红蛋白对其携氧特性的影响

用PEG共轭结合猪血红蛋白(pHb)以增大总分子量是延长它在血液循环系统中存留时间的有效方法。作为一种线性的亲水大分子,PEG对pHb的共轭会对它的携氧特性产生显著影响。研究了pHb处于不同空间构象(脱氧的T构象或氧合的R构象)、PEG修饰程度的高低、修饰用PEG的分子量的大小、有无别构效应调节剂等不同条件下PEG修饰对pHb携氧能力的影响。进而又用了PEG修饰已经用双(3,5-二溴水杨酸)延胡索酸酯(DBBF)分子内交联的pHb,考察修饰对这种内交联pHb携氧功能的影响。还比较了4种不同方法活化的PEG衍生物,对pHb修饰效率、对修饰产物携氧功能的影响及修饰产物稳定性等。本文认为,DBBF分子内交联的pHb,在有别构效应调节剂的存在下,再用PEG修饰,可以获得携氧能力好、分子量适宜、四聚体稳定的修饰产物。     

寡聚蛋白结合配位体的研究——统计力学模型 Ⅱ.不同配位体的效应

文(Ⅰ)的模型继续推广到自旋变量σ、μ分别可取任意整数或半整数的情形,这对应于不同配位体的效应。特别处理了配位体为抑制剂与激活剂时底物与寡聚蛋白的相互作用,导出饱和曲线的公式,并把Hill 方程推广到有抑制剂或激活剂时的情况,所用的方法不受亚基构象数及配位体种类的限制。     

寡聚蛋白结合配位体的研究——统计力学模型 Ⅰ.等同配位体的效应

这篇论文推广了一维Ising 模型,用来研究寡聚蛋白结合配位体的现象,不象单一自旋变量的Ising 模型,这里用一对自旋变量(σ、μ)来描述粒子(蛋白质亚基)的状态,构造出4×4矩阵。对于等同配位体的相互作用,以纯矩阵代数方法,得到饱和曲线,分子构象-配位体曲线以及某些关连函数等等。熟知的协同模型与序列理论模型皆作为特例包括于此统计力学模型内,模型不受亚基的全同性与非全同性及其数目所限制。最后,讨论了正负协同性的问题。     

间歇性低压低氧预处理对大鼠放射性肝脏损伤的作用及肝脏组织TNF-α、HIF-1α表达的影响

目的:探讨间歇性低压低氧预处理对大鼠放射性肝脏损伤的保护作用及肝脏组织TNF-α、HIF-1α表达的影响。方法:将24只健康SPF级SD大鼠随机分为对照组(C)、照射组(R)、间歇性低压低氧预处理联合照射组(IHHP+R),于照射后6小时处死小鼠切取2块肝脏组织,采用HE染色观察肝脏的病理形态学变化,免疫组化检测肝脏TNF-α、HIF-1α的表达。结果:R组大鼠肝脏切片镜下可见中央静脉充血,肝窦淤血,肝细胞肿大,出现片状嗜酸样变性;IHHP+R组大鼠肝脏切片镜下可见中央静脉充血、肝窦淤血、肝细胞肿大程度均较R组减轻,未见嗜酸样变性。与C组相比,与C组相比,TNF-α在R组表达明显增高(P0.05),IHHP+R组TNF-α表达显著低于R组(P0.05)。C组和R组HIF-1α的表达比较差异无统计学意义(P0.05),但HIF-1α在IHHP+R组高表达,且显著高于R组(P0.05)。IHHP+R组TNF-α、HIF-1α表达呈负相关(r=-0.745,p=0.034)。结论:间歇性低压低氧处理可显著改善大鼠放射性肝脏损伤,可能与其提高HIF-1α的表达,进而抑制TNF-α的表达,减轻炎症反应有关。     

变构现象中的类似相变重整化群研究

一、引言所谓变构现象,是指寡聚蛋白(例如变构酶)这样的大分子与配位体(例如底物)这样的小分子结合中表现的协同现象,是分子生物物理中研究得很活跃的课题。如果令θ_s表示酶蛋白分子的亚基结合底物分子的百分数,θ_c表示酶蛋白分子亚基的某种构象呈现的百分数,则在热平衡条件下,实验观测到在不同配位体浓度s下,θ_s或θ_c与s的关系皆呈s-型曲线,如图1。S-型曲线表现了系统的宏观景像在某个配     

氧化棉子糖分子内交联猪血红蛋白对其结构功能的影响

用高碘酸盐氧化法制得氧化开环棉子糖,并用它分别修饰处在氧合及脱氧构象的猪血红蛋白得到两种不同的修饰衍生物。与天然蛋白质相比,两种修饰后的猪血红蛋白衍生物均具有明显的抗α２β２四聚体解聚的特性。经ＳＤＳ－ＰＡＧＥ和反相ＨＰＬＣ分析发现这两种修饰衍生物均为分子内交联产物,而且交联都发生于２个β亚基之间,两种交联产物的紫外－可见光谱没有明显差别,但在相同浓度下,脱氧构象下被修饰蛋白质的荧光发射光强度明显     

人HIF-1α的腺病毒表达载体的构建与分析

低氧诱导因子1 (hypoxia inducible factor 1, HIF1)是由HIF1α和 HIF1β组成的异源二聚体转录因子,在细胞的氧平衡过程中起重要作用。在应答低氧信号时,HIF1α亚基表达水平上调,并通过激活参与细胞能量代谢、红血细胞生成以及血管生成的靶基因表达,达到保护局部缺/贫血细胞免于凋亡或死亡,而后者则是临床上影响大脑和脊椎神经损伤恢复的主要原因。为了达到基因治疗急性神经损伤的目的,我们构建了表达HIF-1α的重组腺病毒载体。实验表明,重组腺病毒可以在大肠杆菌中组装,并在HEK293T细胞中包装。包装后的HIF-1α重组腺病毒载体的病毒感染效率为2×10¹³CFU,外源基因HIF-1α在He1a细胞中的表达6 h后达到峰值。目前正在开展建立在此基础上的急性神经损伤动物模型试验。     

肺泡型细胞内表皮生长因子和转化生长因子α、β_1及其受体基因表达的研究

分离培养成年大鼠的肺泡 型细胞 ,通过斑点杂交、原位杂交和免疫组织化学染色 ,研究肺泡 型细胞内表皮生长因子 (EGF)、转化生长因子 α和 β1 (TGFα、TGFβ1 )及其受体基因的表达。结果显示肺泡 型细胞可表达 EGF、TGFα和TGFβ1 ,也可表达相应的 EGF受体 (EGFR)、TGFβ受体 型和 型 (TβR 、TβR )。表明肺泡 型细胞是合成和分泌 EGF、TGFα和 TGFβ1 的细胞之一 ;细胞凭借其 EGFR、TβR的存在 ,其增殖与分化可能受 EGF、TGFα和 TGFβ1 的旁分泌和自分泌两种途径调控。     

疏水性氨基酸的羟基化研究进展

羟基化氨基酸在生物技术和分子生物学中具有独特价值,具有抗真菌、抗菌、抗病毒和抗癌的特性。通过比较化学合成与生物催化合成羟基氨基酸的异同,选择具有高对映结构选择性的生物催化合成方法成为羟基氨基酸合成的首选。生物催化实现疏水性氨基酸的羟基化和羟化酶紧密相关,而羟化酶又是单核非血红素Fe(Ⅱ)和α-酮戊二酸依赖型双加氧酶(Fe/αKGDs)的一种,Fe/αKGDs存在共性催化机制。因此,疏水性氨基酸在被催化的过程中,会利用关键中间体高价铁-超氧复合体(Fe(Ⅳ)=O)引起多种氧化转化,从而完成羟基化过程。文中就疏水性氨基酸的羟基化合成及功能应用,尤其是(2S,3R,4S)-4-羟基-异亮氨酸(4-HIL)和羟脯氨酸,进行了详细的阐述,探讨了Fe/αKGDs的共性催化反应机制,并对羟基氨基酸在基础研究和工业中的应用进行了综述。