活细胞结构力学与荧光张力检测探针

微观力学效应决定着细胞形态结构变化,胞内动力蛋白、肌球蛋白和驱动蛋白等马达分子,构成了细胞微丝微管骨架结构组装的原始驱动力.而以细胞骨架结构为支架的力学感受器,也反馈性调节着细胞力学信号及其生物学效应,组成细胞结构调控必不可缺的力学基础,两者协同调控了机体生理和病理活动.本文从生物微观力学效应和信号入手,介绍了一种基于荧光共振能量转移(FRET)原理的活细胞结构力学检测新技术,将微观结构力学变化转换为光学信号,并采用克隆技术将其插入α辅肌动蛋白、β肌动蛋白及血影蛋白等骨架及相关蛋白质,观察活细胞、组织甚至动物整体水平结构力学变化,为癌细胞侵袭转移、分裂增殖、细胞极化、反分化以及太空失重等生物物理医学研究探寻新的途径.     

橙色荧光蛋白的研究进展及其应用

荧光蛋白(Fluorescent protein,FPs)可作为探针用以探究细胞内分子间相互作用,追踪特定代谢物的代谢途径,对活细胞内的各种代谢过程和细胞通路进行详细、准确的描述。目前已有的FPs几乎已经覆盖了从紫外光到远红外光的所有光谱波段,这些FPs借助高分辨率显微技术应用于生命科学的诸多领域,为生物学的发展作出巨大贡献。橙色FPs通常指光谱区间在540–570nm的FPs,近几年来关于橙色FPs的研究进展较快,并且其作为标记蛋白以及荧光共振能量转移技术(Fluorescence resonance energy transfer,FRET)中的荧光受体在生物学及医学领域得到较多的应用。文中综述了近15年橙色FPs领域的相关研究,重点聚焦橙色FPs的发展和应用,为今后橙色FPs的研究提供依据。     

神经递质的可视化荧光检测技术研究进展

神经递质是神经系统中至关重要的组成部分,神经递质释放的时间和空间变化是神经网络中信息处理的核心,可视化监测神经递质的生物传感器是探究各类生理和病理活动的重要工具。文中综述了近年来具有较高时间和空间分辨率的监测神经递质时空分布变化技术的研究进展,介绍了对谷氨酸、多巴胺、γ-氨基丁酸和乙酰胆碱这4类重要的神经递质的检测方法,并归纳总结了各类检测方法的基本原理和优缺点,为设计具有高时空分辨率的神经递质传感器提供一个较为系统的参考。     

新FRET技术可观测蛋白质的结构变化

美国华盛顿大学的研究者宣称开发了一种新的荧光共振能量转移（Fluorescent Resonance Energy Transfer,FRET）技术。在这种技术的帮助下,可以观察到变构蛋白在原子尺度上的结构变化。     

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。     

单分子荧光共振能量转移技术在核糖体移位研究中的进展

核糖体是蛋白质的"合成工厂",也是临床上多种抗菌药物的作用靶点,因此,深入理解细菌核糖体的蛋白质翻译机制意义重大.蛋白质翻译是通过多步骤相互协调、多组分精细配合来实现高保真和精确调控.核糖体在mRNA上的移位作为翻译过程中最重要的事件之一,需要核糖体大规模的构象重排以及tRNA2-mRNA沿着核糖体的精确移动.在细菌中,移位是由延伸因子EF-G催化GTP水解来驱动的.近年来,单分子荧光共振能量技术(smFRET)的发展使得人们可以探究单个tRNA分子移位的动力学过程并实时观测核糖体的构象变化.本文首先介绍了smFRET技术的原理及特点,对其在核糖体结构动态及tRNA移位研究中的应用进行了较为系统的总结,并对其应用前景进行了展望.     

SUMO化修饰与早幼粒白血病蛋白核体形成

早幼粒白血病蛋白核体(promyelocytic leukaemia nuclear bodies,PMLNBs)是哺乳动物细胞中普遍存在的一种亚核结构,广泛参与如转录调节、基因组稳定性维持、抗病毒、细胞凋亡、肿瘤抑制等一系列的生物学事件.SUMO(smallubiquitinmodifier)修饰是蛋白质翻译后修饰领域中的研究热点,SUMO修饰对PML核体的形成与降解都发挥着重要作用.近年来研究发现,人的E3泛素连接酶RNF4(RING finger protein4),可促进依赖SUMO-2/3修饰的PML核体的泛素化连接,并且ATO(三氧化二砷)可加速其对PML核体的降解.荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)技术可完全应用于活细胞内PML核体和SUMO蛋白之间在时间和空间上的精确互作.因此,更深入地研究PML核体形成和降解的机理以及在这个过程中重要蛋白质之间的相互作用具有重要而深远的意义.     

分子信标核酸检测技术研究进展

介绍了分子信标设计和分子信标核酸检测原理、技术特性和在基因突变大规模自动化检测中的应用. 分子信标是一种基于荧光共振能量转移现象设计的发卡型寡核苷酸探针,空间结构上呈茎环结构, 环序列是与靶核酸互补的探针,茎序列由与靶序列无关的互补序列构成,茎的一端连上荧光分子,另一端连上淬灭分子.通过空间结构改变决定分子信标发射荧光特性,从而对核酸进行定量检测. 分子信标技术具有操作简单、敏感、特异、可对核酸进行液相实时检测和对活体内核酸动态进行检测等特点,已应用于HIV辅助受体基因等基因突变的大规模自动化检测,是一种新型核酸定量检测技术.     

鸡心脱辅基细胞色素c自发折叠的进一步研究

将野生型鸡心脱辅基细胞色素ｃ及其突变体Ｖ９２Ａ的１７位半胱氨酸残基突变为丝氨酸,再将表达纯化的Ｖ９２Ａ／Ｃ１７Ｓ和Ｗ／Ｃ１７Ｓ用荧光探针ＩＡＥＤＡＮＳ标记．通过测量ＡＥＤＡＮＳ－Ｃｙｓ－１４的荧光光谱、荧光寿命以及ＡＥＤＡＮＳ与Ｔｒｐ－５９之间的荧光共振能量转移效率、比较了Ｖ９２Ａ与野生型鸡心脱辅基细胞色素ｃ因折叠状态不同引起的Ｎ端构象状态及肽链间相互作用的差异．结果显示Ａｐｏ．ｃ无论在低盐浓度下的无规卷曲状态还是高盐浓度下的融球态,Ｖ９２Ａ都较野生型处于更松散的折叠状态,此外,在鸡心脱辅基细胞色素ｃ的自发折叠中Ｎ端肽段并不起主要作用