蛋白质-蛋白质分子对接方法研究进展

蛋白质分子间相互作用与识别是21世纪生命科学研究的前沿和热点.分子对接方法是研究这一课题有效的计算机模拟手段.通常,蛋白质-蛋白质分子对接包括四个阶段:搜索受体与配体分子间的结合模式,过滤对接结构以排除不合理的结合模式,优化结构,用精细的打分函数评价、排序对接模式并挑选近天然构象.结合国内外研究蛋白质-蛋白质分子对接方法进展和本研究小组的工作,对以上四个环节做了详细的综述.另外,还分析了目前存在的主要问题,并提出对未来工作的展望.     

转录因子结合位点的计算预测方法研究进展

转录因子结合位点的计算预测是研究基因转录调控的重要环节,但现有算法的预测特异性偏低.在深入分析转录因子结合位点生物特征的基础上,对当前基于保守模体和基于比较基因组学的两类计算预测方法进行了综述,指出了方法各自的优点和不足,并探讨了可能的改进方向.     

化脓性链球菌脂蛋白FtsB的基因克隆、表达、纯化与功能研究

体外克隆化脓性链球菌5005的tsb基因,表达并纯化FtsB蛋白,并对其铁色素结合特性进行初步研究.首先通过PCR方法从基因组中扩增ftsb基因,将其连接到pGEX4T-1载体上,转入大肠杆菌DH5a中大量扩增,将测序正确的重组载体转化到表达宿主大肠杆菌BL21进行表达,优化诱导表达条件.利用亲和层析方法纯化表达产物,并对FtsB的铁色素结合特性进行研究,同时通过DEPC封闭组氨酸实验对其结合位点进行初步研究.成功构建原核表达载体pGEX-ftsb,获得分子量约33 kD的野生型FtsB蛋白,产率为30 mg/L.紫外-可见光谱研究表明FtsB和铁色素结合后在450 nm处出现紫外吸收峰,DEPC封闭组氨酸实验证明FtsB中组氨酸不参与铁色素的结合.对FtsB蛋白进行铁色素结合特性和结合位点进行研究,为进一步研究细菌中的铁色素转运机理及开发疫苗候选物和药靶奠定一定的理论基础.     

蛋白质微阵列检测抗原-抗体相互作用

为了制备蛋白质微阵列和研究芯片表面抗原-抗体的相互作用,研究了如何在玻片表面固化蛋白质和用荧光染料（Cy3,Cy5）对蛋白质进行标记.结果表明,在醛基修饰的玻璃表面,通过共价偶联的方法将抗原或抗体固定到芯片表面,能使二者保持其特异性结合能力.同时,荧光标记后的抗原或抗体仍然具有特异性结合能力.蛋白质微阵列是通过机械手在玻片表面排阵制作的.芯片上的荧光信号获取采用了激光共焦荧光扫描系统.用不同浓度的抗原探针阵列,对其相应的抗体靶分子的特异性结合进行了分析和研究.此外,还通过在玻片表面固定兔IgG和固定鼠IgG,对羊抗兔和羊抗鼠抗体与其相应抗原的特异性相互作用进行了检测.     

应用激光扫描共聚焦显微镜研究卵母细胞和早期胚胎的细胞骨架

介绍了应用激光扫描共聚焦显微镜, 结合免疫荧光技术研究卵母细胞和早期胚胎细胞骨架的方法.观察了β-微管蛋白、γ-微管蛋白、微丝以及染色体在小鼠卵母细胞和早期胚胎中的分布和形态, 讨论了实验过程中的注意事项以及实验结果的分析和处理方法.     

生态适应研究新方法:从种群遗传学到景观基因组学

生态适应是物种应对环境变化的重要方式,解析物种的生态适应分子机制可以为物种的保护和利用奠定理论基础.景观基因组学从基因组水平来研究物种的遗传变异与景观特征之间的相互作用,可明确量化环境变化引起的遗传变异在基因组水平的响应,为生态适应研究提供了新思路,比经典的种群遗传学方法更进一步.本文首先总结了生态适应研究的系列方法,尤其侧重介绍了基因型-环境互作关系(genotype-environment associations,GEAs)中涉及到的广义线性混合模型、多变量统计分析和非线性模型等方法及相应的计算工具,重点比较了这些方法的优缺点.其次,介绍了新近发展起来的"非适应性风险分析"方法(risk of non-adaptedness, RONA)及其应用,该方法结合等位基因频率和环境因子变化,可为预估物种应对当前及未来环境梯度的适应潜力提供参考.最后,结合树木研究实例为生态适应研究方向提出了建议.     

基于共词分析的国内生物信息学热点领域研究

利用共词分析和可视化方法对生物信息学的关键词进行聚类分析,探讨该研究领域的学科分类和热点内容.以中国知网、中华医学会数据库中期刊论文为统计来源,对1998～2013年间的5 707篇生物信息学相关文献进行计量分析,提取出40个高频关键词.利用ROST软件得到关键词共词矩阵,在此基础上利用SPSS进行因子分析、聚类分析和多维尺度分析.结合因子分析和聚类分析将生物信息学领域主要研究内容分为7类,结合多维尺度分析对研究热点及变化趋势进行了初步探讨.研究结果较为客观地反映了当前生物信息学领域的学科分类和研究热点,为科研人员进行生物信息学研究提供一些思路.     

白桦叶绿体RNA结合蛋白的蛋白质组学分析

在高等植物叶绿体中,RNA结合蛋白在转录后RNA处理、运输以及mRNA的稳定等方面发挥重要作用.本项研究使用多聚腺苷酸(polyA）吸附柱或单链DNA(ssDNA)吸附柱富集白桦叶绿体的polyA结合蛋白或RNA结合蛋白,并通过MALDI-TOF-MS以及ESI MS/MS进行鉴定,13个叶绿体蛋白质得到了鉴定.按照Swiss Prot数据库的注释,这些蛋白质的功能主要包括4个相关种类,分别为NAD结合蛋白、RNA结合蛋白、DNA结合蛋白和ATP结合蛋白.使用这些方法还鉴定出包括转录因子的4个高丰度蛋白.这些结果加深了对树木中叶绿体RNA结合蛋白的全面了解,可以将其应用于其他树木叶绿体中RNA 蛋白质的相互作用的研究.     

基于生态资产的生态系统风险分析模型及应用实例

生态学将在生态系统的管理和生命支持系统的可持续发展上发挥核心作用.对生态系统的定量研究是生态系统管理研究的核心和前沿.研究借助于金融资产风险管理方法,结合生态资产价值化和生态系统风险研究建立了基于生态资产的生态系统风险分析方法,给出了对区域(流域)生态系统总体风险进行度量的分析模型和计算公式,并以民勤绿洲生态系统为例进行了实证研究.实证研究结果表明:未来3a内民勤绿洲生态资产价值损失在95%置信水平下不会超过1.92亿元.所建立的生态资产风险分析模型对区域生态系统管理具有一定的意义.     

利用序列保守模体和局部构象信息预测转录因子结合位点

转录因子结合位点的计算预测是研究基因转录调控的重要环节,但常用的位置特异得分矩阵方法预测特异性偏低.通过深入分析结合位点的生物特征,提出了一种综合利用序列保守模体和局部构象信息的结合位点预测方法,以极大相关得分矩阵作为保守模体的描述模型,并根据二苷参数模型计算位点序列的局部构象,将两类信息得分组合为多维特征向量,在二次判别分析的框架下进行训练和滑动预测.预测过程中还引入了位置信息量以优化似然得分和过滤备选结果.针对大肠杆菌CRP和Fis结合位点数据的留一法测试结果表明,描述模型的改进和多种信息的融合能有效地改善预测方法的性能,大幅度提高特异性.