人基因中密码子前后碱基使用与蛋白质结构

对６２个人基因中编码蛋白质各类二级结构（α－螺旋、β－折叠片、无规卷曲和回折）的密码子前后碱基的使用情况进行统计分析和比较,发现多数密码子前后碱基的使用有一定偏向,而且这些偏向与蛋白质的二级结构有关联。这同时亦提示,同义密码子的选用与蛋白质的二级结构有一些关联。结果对于蛋白质结构预测算法以及基因工程的研究有辅助作用。     

应用进化踪迹及分子动力学模拟研究beta2肾上腺素受体突变活性

β2肾上腺素受体(β2adrenergic receptor,β2AR)是G蛋白耦联受体(G protein coupled receptors,GPCRs)超家族中的一员,也是研究治疗哮喘的关键药物受体靶标.采用进化踪迹(evolutionary trace,ET)方法分析肾上腺素受体家族跨膜区片段序列,识别出了44个保守的残基,然后将β2肾上腺素受体以及受体D130N活性突变体、D79N失活突变体进行分子动力学模拟,试图找出与受体不同功能状态相关的结构动力学特征.发现受体DRY motif中的D130远离R131而转向K149残基这一结构特征与受体活性高度关联,此外,从残基相互作用的变化推断出了受体helix 2,4 and 6伴随着受体活化而发生的运动.这些研究结果对进一步探索β2肾上腺素受体突变体的激活机制以及所诱发疾病的分子机理提供了依据.     

核糖体模型研究进展

随着低温电子显微镜、X射线晶体衍射等技术的发展以及有关核糖体各组分结构数据的增多,高分辨率的E.coli核糖体模型已经被建立.对该模型作了概要介绍,包括了对mRNA通道,A、P位点tRNA,肽基转位酶,肽通道等在核糖体中的定位以及它们与核糖体的相互作用.有助于提高对核糖体结构、功能、及翻译过程的理解.     

mRNA的序列、结构以及翻译速率与蛋白质结构的关系

mRNA所包含的核苷酸序列通过三联体密码子决定了蛋白质的氨基酸序列。但是, 由于对氨基酸同义密码使用频率上的差异, 密码子与反密码子相互作用效率上的不同, 以及密码子上下文关系和mRNA 不同区域二级结构上的差异, 造成了核糖体对mRNA 不同区域翻译速度上的差异, 加之共翻译折叠的作用, 使得mRNA 的序列和结构影响着蛋白质空间结构的形成。     

mRNA的序列,结构以及翻译速率与蛋白质结构的关系

ｍＲＮＡ所包含的核苷酸序列通过三联体密码子决定了蛋白质的氨基酸序列,但是,由于对氨基酸同义密码使用频率上的差异,密码子与反密码子相互作用效率上的不同,以及密码子上下文关系和ｍＲＮＡ不同区域二级结构上的差异,造成了核糖体对ｍＲＮＡ不同区域翻译速度上的差异,加之共翻译折叠的作用,使得ｍＲＮＡ的序列和结构影响着蛋白质空间结构的形成。     

人类基因同义密码子偏好的特征以及与基因GC含量的关系

对人类的728个基因,按其编码区中GC的含量分成四组(从GC＜0.43到GC＞0.58),分别考察了这四组样本对同义密码子偏好的特征,发现在全部样本中都呈现NTG(N代表四种碱基中的任一种)特受偏爱和NCG尽量避免的特征.基因环境中GC含量与C3/G3含量(密码子第三位C和G的含量)的相关分析,以及四组样本对密码子的偏好都支持以C结尾的密码子在编码中有特殊的优势,这种优势有利于保证翻译的准确性.还考察了各种氨基酸含量随编码区GC含量不同而变化的趋势.     

蛋白质内含子演化分析

蛋白质内含子是能够自我剪切的一段多肽链 .它在生物三大系统中都存在 ,但它的分布在各物种间以及蛋白质种类之间极不均衡 .蛋白质内含子的演化和扩散也因此引起了人们的极大兴趣 .经过系统搜索 ,从已知的核酸序列中找到 6 9个经典的蛋白质内含子 .同源比较和系统树分析表明 ,蛋白质内含子的演化应综合先天遗传和后天转移两方面的因素 .     

蛋白质折叠、动力学以及蛋白质-配体结合的物理化学基础

蛋白质是生物体的重要组成部分并参与细胞内几乎所有的生物学过程.随着越来越多物种基因组序列的测定,准确理解基因产物的功能并探索蛋白质功能多样性的原因,已经成为当前的研究热点.为了研究蛋白质的功能,已有大量蛋白质的静态三维结构被测定.但是,蛋白功能最终受其动力学行为所控制,这包括折叠过程、构象波动、分子运动以及蛋白质-配体相互作用等.基于自由能图谱理论,本文深入讨论了蛋白质动力学的底层物理化学机制,并回答了以下问题:蛋白质为什么能够折叠、以及如何折叠成其天然三维结构?为什么蛋白质的动力学特征是固有的?其动力学行为如何控制蛋白质的功能?讨论结果将有助于后基因组时代生命科学研究中蛋白质结构-功能关系的理解.     

从进化生物学角度谈为何中国目前需要动态清零而非与新冠病毒共存

<正>自从2021年11月在南非发现了新冠病毒奥密克戎(Omicron)变异株以来,该变异株迅速取代德尔塔(Delta)变异株成为全球主要流行的变异株^[1]。2022年3月初开始的上海疫情便是由奥密克戎变异株所引发。从2022年4月9日上海的流行病学调查数据来看,新冠病毒新增患者多为无症状感染者,和确诊病例的比例为24∶1 (https://wsjkw.sh.gov.cn/)。