蛋白质NMR样品制备技术

在结构基因组学和结构生物学的研究中,核磁共振技术被广泛地用于测定蛋白质在溶液中的空间结构及其动力学,研究蛋白质与配体的相互作用。但是,核磁共振技术的应用在很大程度上受到样品制备技术的制约。该文就蛋白质NMR样品的制备技术进行综述,主要介绍几种常用的重组蛋白质表达体系、蛋白质同位素标记技术以及缓冲液的选择等方面的进展。     

纳米技术与生物学实验的微型化

纳米技术是近年来发展迅速的新技术,有着几乎无限的潜力。一方面生物分子的尺度是纳米与亚纳米级的,纳米技术可以从生物科学学到许多生物分子作用的奥秘;另一方面,纳米技术为生物学的研究提供新材料、新方法,使生物学研究可以多快好省地进行。本文简单介绍几种利用纳米技术开展生物学研究的思路与方法。     

MRI技术发展十年回顾

2003年在MRI研发领域发生了一件大事,这年11月,诺贝尔医学奖评委会宣布,本年度的诺贝尔生理或医学奖授予了美国的保罗.C.劳特伯(Paul CLauterbur)和英国的皮特.曼斯菲尔德(Peter Mans-field),表彰他们对磁共振成像技术做出的杰出贡献。30年前Paul Lauterbur揭示了利用磁场叠加的方式精确激发不同的组织并对相应的核磁共振信号进行精确的定位,稍后的1976年,英格兰诺丁汉大学的Peter Mansfield首次成功地对活体进行了手指的核磁共振成像。1980年,第一台可以用于临床的全身MRI在Fonar公司诞生,在美国,第一台医用磁共振于1984年获得FDA…     

两株地理隔离的桦褐孔菌深层发酵产生抗氧化次生代谢产物的代谢组学分析

采用基于核磁共振代谢组学的方法研究了两株地理隔离的桦褐孔菌中国牡丹江菌株(IOM)和芬兰万塔菌株(IOV)在深层培养过程中主要代谢产物组成的差异。IOM和IOV两菌株在培养过程中积累菌丝体生物量、菌丝体酚类(TMP)以及三萜化合物(TMT)的过程相似,但IOM菌株产生较高水平的TMP。代谢产物组成动力学比较结果表明,IOM在第3天含有较高水平的硬毛素类似物、桦褐孔菌二糖和TMT,但在第5天均有所下降。导致这些差异的代谢产物为fuscoparianolD,21,24-羊毛甾-7,9(11),23-三烯-3β,22,25-三醇,羊毛甾-8,23-二烯-3β,22,25-三醇,23,24-环戊羊毛甾-3β,21,25-三醇-8-烯,桦褐孔菌二糖,phelligridinsC,D及H,甲基地花菌素A和C,地花菌素B,davallialactone及methyl davallialactone。这些代谢产物在IOV的提取物中均参与清除自由基,而在IOM的提取物中主要是酚类化合物参与自由基的清除。两菌株的这些差异反应了环境条件对桦褐孔菌生长及代谢的影响,即不仅影响其次生代谢产物的合成,还影响代谢产物在防止细胞氧化损伤过程中所起的作用。     

用于核磁共振研究的淀粉样前体蛋白跨膜区域的表达、纯化和胶束重构

淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein,APP)被多次酶切后生成β-淀粉样蛋白(amyloid-β peptide,Aβ),其聚合物的毒性作用会引发阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)。其中,APP蛋白的跨膜区域(transmembrane domain of amyloid precursor protein,APPTM)与γ-分泌酶的非特异性切割作用是生成Aβ的关键步骤,在生理条件下重构APPTM对于探究其与γ-分泌酶的相互作用以及AD药物研发具有重要作用。然而,现有的重组APPTM制备方法存在制备效率和产量低等缺点,限制了APPTM的稳定大规模制备。本研究以大肠杆菌(Escherichia coli)为宿主,使用pMM-LR6载体对APPTM进行融合表达。包涵体蛋白经盐酸胍提取后,依次使用Ni-NTA亲和层析、溴化氰切割融合标签和反相高效液相色谱(reverse phase high performance liquid chromatography RP-HPLC),得到了高纯度和高产量的同位素标记的APPTM。进一步将APP...     

四种K:CA荚膜型别克罗诺杆菌的荚膜多糖组分研究

【目的】克罗诺杆菌(Cronobacter)是一类以奶粉为主要传播媒介的食源性致病菌,能够引起坏死性小肠结肠炎、脑膜炎、菌血症等疾病。荚膜是细菌常见的毒力因子,本研究对4种K:CA型别的Cronobacter荚膜多糖进行分析,以期发现荚膜型别与荚膜多糖的单糖组成的关联规律。【方法】本研究通过苯酚-硫酸法和氢核磁共振(1HNMR)分别对28株Cronobacter(4种K:CA型别)荚膜多糖的产量和单糖组成进行分析。【结果】文章研究了不同培养基、培养时间对Cronobacter荚膜多糖产生的影响,确定了最佳培养条件为在牛奶琼脂培养基中培养48.0h,而且不同条件下未改变Cronobacter荚膜多糖的单糖组成。本研究进一步发现,4种K:CA型别菌株间的荚膜多糖产量具有显著差异,K2:CA2型别的荚膜多糖平均产量最高。其中,2株荚膜多糖产量高的菌株C. sakazakii ATCC 12868和C. sakazakii ATCC 29004也均为K2:CA2型别,产量分别为19.6%和28.4%。此外,通过¹H NMR测定出28株Cronobacter的荚膜多糖中的单...     

慢性电刺激诱发大鼠癫痫模型中核磁共振检测信号异常的非对称性与特征性行为发作的关系

本文旨在探讨内嗅皮质（EC）－海马环路在颞叶癫痫发生中的作用,慢性强直电刺激大鼠石背海马（DH－PC）或右中部颞叶新皮质（MTNC）,每日一次（60Hz,2s,0.4-0.6mA),加续7－10d,刺激DHPC（57.4%,8/14只）或MTNC（71．42％,10／14只）均能引起电极对侧出现非对称性脑区核磁共振（T2－WI）信号增强,组织学切片证实与扩大的侧脑室吻合,可能涉及脑帝质结构的损伤,DHPC刺激组大鼠对侧脑扣内务 伴有高频原发性湿狗样抖（WEDS）,MTNC刺激组大鼠对侧脑损伤伴有低频原发性WEDS,后者在第2个刺激日开始出现,持续到第10天以后,所有假电极组无脑区T2-WI稚号和行为改变,我们推测,刺激HPC或MTNC所致癫痫性早期脑损伤具有同一种机制,涉及EC－HPC环路,刺激MTNC时,可能由于EC潜在门控作用,削弱了进出EC－HPC环路通往新皮质的信息流,致使脑损伤明显时行为发作频度低,另外,非对称非脑扣内务 提示了颞叶癫痫的致痫灶的对侧易感特征。     

比色法与核磁共振法测定A、C、Y、W135群脑膜炎球菌荚膜多糖氧乙酰基含量的比较

目的比较Hestrin比色法(简称比色法)和核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)法在检测A、C、Y、W135群脑膜炎球菌荚膜多糖氧乙酰基(O-Acetyl,OAc)含量的相关性和精密度。方法用比色法和NMR法测定A、C、Y、W135群脑膜炎球菌荚膜多糖及其多糖衍生物,Y、W135群荚膜多糖水解物的OAc含量,比较分析两种方法的相关性及精密度。结果两种方法检测A、C、Y、W135群脑膜炎球菌荚膜多糖OAc含量的决定系数分别为R~2≥0.954、R~2≥0.960、R~2≥0.969、R~2≥0.972;比色法检测3批C群脑膜炎球菌荚膜多糖(PSC)OAc含量的精密度,SD值分别为0.21、0.21、0.18,对应CV值分别为9.03%、9.01%、8.70%(95%置信区间);NMR法检测3批A群脑膜炎球菌荚膜多糖(PSA)OAc含量的精密度,SD值分别为0.66、0.78、0.83,对应CV值分别为0.72%、0.85%、0.93%(95%置信区间);结论比色法和NMR法在检测A、C、Y、W135群脑膜炎球菌荚膜多糖OAc含量方面相关性良好,精密度良好,核磁法较比色法精密度更高。     

两种合成抗菌肽的结构及抗菌作用机理

为深入了解两种新型人工抗菌肽mytilin-derived-peptide-1 (MDP-1) 和mytilin-derived-peptide-2 (MDP-2) 的溶液结构和抗菌机理并探讨两种抗菌肽之间活性差异的结构基础,采用二维核磁共振技术 (2-D NMR) 研究MDP分子的溶液结构;采用透射电镜技术 (Transmitted electron microscopy,TEM) 研究MDP分子对于大肠杆菌和藤黄叠球菌的作用机理。研究结果表明,MDP-1和MDP-2均采取了典型的β-发夹结构,其分子表面具有明显的疏水斑片,其分子中碱性氨基酸突出于分子表面;经MDP分子处理后的大肠杆菌以及藤黄叠球菌均出现细胞壁或细胞膜结构被破坏,并出现膜壁分离以及细胞质内缩现象。我们认为,MDP-1和MDP-2分子中的碱性氨基酸有助于MDP结合细菌表面的带负电荷的基团,同时其分子表面的疏水斑片有助于其插入到细菌细胞膜内;其疏水斑片面积以及碱性氨基酸在分子表面的拓扑结构差异是MDP-1和MDP-2活性差异的主要原因;电镜实验结果表明MDP-1和MDP-2的主要靶标是细菌细胞壁以及细胞膜;上述研究为深入了解MDP分子的结构与功能的关系以及将来基于MDP分子的药物研发奠定了基础。