蛋白质亚细胞定位的生物信息学研究

细胞中蛋白质合成后被转运到特定的细胞器中,只有转运到正确的部位才能参与细胞的各种生命活动,如果定位发生偏差,将会对细胞功能甚至生命产生重大影响.蛋白质的亚细胞定位是蛋白质功能研究的重要方面,也是生物信息学中的热点问题,数据库的构建和亚细胞定位分析及预测加速了蛋白质结构和功能的研究.     

严重急性呼吸综合征(SARS)冠状病毒S蛋白的鉴定与分析

利用293细胞对SARS病人样品进行病毒扩增,培养上清中病毒颗粒经过纯化后,利用蛋白质组学技术,对纯化得到的SARS冠状病毒颗粒蛋白进行初步分离与鉴定。其中质谱分析结果最终表明,分子量约150kD的蛋白质的氨基酸序列与SARS—CoV基因组所预测S蛋白质序列高度吻合,从而首次从蛋白质水平对SARS冠状病毒S蛋白的氨基酸序列进行了证实。     

氨基酸残基可及性与蛋白质家族成员结构的保守性

本文在细胞色素ｃ族蛋白和免疫球蛋白家族中一些蛋白质片段的序列比较和分析的基础上,通过计算其氨基酸残基的可及性,对残基可及性与蛋白质序列及其三维结构的保守性之间的关系进行了分析和探讨。结果表明,序列中凡是保守的残基,其可及性都较低,而且这些低可及性的保守性残基与维持蛋白质特有的三维结构相关。作者认为,同一家族的蛋白质中,在进化上相距较远的各成员之间,结构的保守性主要是体现在其三维结构上;序列中的保守     

肌动蛋白,肌动蛋白结合蛋白质和细胞运动的研究进展

运动是生命细胞的基本特征之一。肌动蛋白、肌球蛋白和调节蛋白质参与细胞运动和肌肉收缩,籍以完成不同的生理功能。蛋白质的结构生物学、分子遗传学和体外运动分析的应用,阐明了肌动蛋白、肌球蛋白和一些结合蛋白质的氨基酸序列、结合功能域和原子结构,使运动和能量转换可在分子水平上进行探索,促进了运动蛋白质体系的运动及其调节机制和能量转换机制研究的发展。     

如何改造蛋白质

1.前言 蛋白质是由20种L-α-氨基酸通过肽键接连起来的多肽链组成的。不同的蛋白质,其氨基酸的组成数目、种类、顺序也不一样。蛋白质的氨基酸顺序(也称一级结构)是由每种蛋白质的基因(DNA)的核苷酸序列决定的。生物机体产生的蛋白质是生物个体维持其生命、进行繁殖不可缺少的物质。     

氨基酸药理学研究进展

氨基酸药理学研究进展徐琪寿军事医学科学放射医学研究所北京１００８５０氨基酸是组成蛋白质基本单位,而蛋白质是所有生命细胞和体液的最重要成分,是维持机体生长、发育和组织修复更新的物质基础。组成蛋白质的氨基酸共有２０种,其中异亮氨酸亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、...     

核定位信号分析示踪载体——pGST-EGFP的构建及功能鉴定

目的 构建谷胱甘肽转硫酶（GST）与EGFP相融合的新型蛋白质示踪载体--pGST-EGFP,以用于蛋白质细胞亚定位信号序列的深入分析.方法 以质粒pEGFP-N1为骨架,融合从pGEX-2TK载体中扩增的GST编码序列,构建成pGST-EGFP融合表达质粒;再插入人工合成的已知核定位蛋白SV40的核定位序列（NLS）,构建成pGST-EGFP-SV40 NLS作为阳性对照;另外,构建小分子量蛋白TNNI2在pGST-EGFP的融合表达质粒.将对照pEGFP-N1和各重组质粒分别用脂质体介导,瞬时转染HeLa细胞,荧光显微镜下观察蛋白的核定位情况.结果 单独表达的EGFP呈全细胞分布,而GST-EGFP融合蛋白只存在于细胞浆;SV40 NLS能将GST-EGFP融合蛋白带进细胞核.虽然TNNI2-EGFP融合蛋白的细胞亚定位呈现核内丰度更高的特点,但TNNI2-GST-EGFP融合蛋白仅限定于胞浆分布,提示TNNI2不能主动定位到细胞核中.结论 成功构建了蛋白质细胞亚定位示踪载体--pGST-EGFP.作为核定位信号分析系统,其对小分子蛋白细胞亚定位的示踪效果优于传统的pEGFP载体,更适用于科研工作中小分子量蛋白质核定位信号序列的研究.     

功能蛋白质组学

科学背景及意义２０世纪中期以来,随着ＤＮＡ双螺旋结构的提出和蛋白质空间结构的解析,开始了分子生物学时代,对遗传信息载体ＤＮＡ和生命功能的体现者蛋白质的研究,成为生命科学研究的主要内容。９０年代初期开始实施的人类基因组计划,在经过各国科学家８年多的努力下,已经取得了巨大的成就,第一个多细胞生物-线虫基因组的ＤＮＡ全序列测定在１９９８年年底已经完成;人类所有基因的部分序列测定（ＥＳＴ）已经完成;...     

蛋白质的选择性降解机制——2004年诺贝尔化学奖部分工作介绍

如何识别和选择性降解蛋白质是细胞生命过程中的重要环节.泛素-蛋白酶体需能降解途径的发现,揭示了蛋白质在细胞内选择性降解的普遍方式.对于需要清除的蛋白质,通过其赖氨酸残基侧链ε-氨基连接多聚泛素链（降解标签）,继而在蛋白酶体中被降解.这种选择性降解机制对于维持蛋白质在细胞内含量的动态平衡起到了关键性作用.     

种子蛋白质组的研究进展

蛋白质组学是通过对全套蛋白质动态的研究,来阐明生物体、组织、细胞和亚细胞全部蛋白质的表达模式及功能模式。大量可用的核苷酸序列信息和灵敏高速的质谱鉴定技术,使得蛋白质组学方法为分析模式植物和农作物的复杂功能开辟了新的途径。目前,种子蛋白质组研究主要集中在两个方面：一方面是鉴定尽可能多的蛋白,以创建种子特定生命时期的蛋白质组参照图谱;另一方面主要集中在差异蛋白质组,通过比较分析不同蛋白质组,以探明关键功能蛋白。该文综述了近年来种子蛋白质组的研究进展,内容包括种子发育过程中蛋白质组的变化,与种子休眠/萌发相关的蛋白质组、翻译后修饰蛋白质组、细胞与亚细胞差异蛋白质组以及环境因子对种子蛋白质组的影响;并对种子蛋白质组研究的热点问题进行了展望。     

种子蛋白质组的研究进展

蛋白质组学是通过对全套蛋白质动态的研究, 来阐明生物体、组织、细胞和亚细胞全部蛋白质的表达模式及功能模式。大量可用的核苷酸序列信息和灵敏高速的质谱鉴定技术, 使得蛋白质组学方法为分析模式植物和农作物的复杂功能开辟了新的途径。目前, 种子蛋白质组研究主要集中在两个方面: 一方面是鉴定尽可能多的蛋白, 以创建种子特定生命时期的蛋白质组参照图谱; 另一方面主要集中在差异蛋白质组, 通过比较分析不同蛋白质组, 以探明关键功能蛋白。该文综述了近年来种子蛋白质组的研究进展, 内容包括种子发育过程中蛋白质组的变化, 与种子休眠/萌发相关的蛋白质组、翻译后修饰蛋白质组、细胞与亚细胞差异蛋白质组以及环境因子对种子蛋白质组的影响; 并对种子蛋白质组研究的热点问题进行了展望。     

细胞DNA损伤检控系统在维持端粒稳定中的功能

真核生物的DNA损伤检控系统是维持细胞基因组稳定的一个重要机制,该系统能检测细胞在生命活动过程中出现的DNA损伤并引发细胞周期阻滞,对DNA损伤进行修复,以维持细胞遗传的稳定性。端粒是位于真核细胞染色体末端由重复DNA序列和蛋白质组成的复合物,具有保护染色体、介导染色体复制、引导减数分裂时的同源染色体配对和调节细胞衰老等作用。虽然端粒与DNA双链断裂都具有作为线性染色体末端的共同特点,但正常端粒并不像DNA双链断裂那样激活DNA损伤检控系统。另一方面,端粒又与DNA损伤相似,因为多种DNA损伤检控蛋白在端粒长度稳定中起重要作用。因此DNA损伤检控系统既参与了维持正常端粒的完整性,又可对端粒损伤作出应答。现就DNA损伤检控系统在维持端粒稳定中的作用及其对功能缺陷端粒的应答作一简要综述。     

面向蛋白质功能位点识别的机器学习平台构建

有关蛋白质功能的研究是解析生命奥秘的基础,机器学习技术在该领域已有广泛应用。利用支持向量机(support vectormachine,SVM)方法,构建一个预测蛋白质功能位点的通用平台。该平台先提取非同源蛋白质序列,再对这些序列进行特征编码(包括序列的基本信息、物化特征、结构信息及序列保守性特征等),以编码好的样本作为训练数据,利用SVM进行训练,得到敏感性、特异性、Matthew相关系数、准确率及ROC曲线等评价指标,反复测试,得到评价指标最优的SVM模型后,便可以用来预测蛋白质序列上的功能位点。该平台除了应用在预测蛋白质功能位点之外,还可以应用于疾病相关单核苷酸多态性(SNP)预测分析、预测蛋白质结构域分析、生物分子间的相互作用等。     

基于组学数据构建基因调控网络

在生命体内,基因以及其它分子间相互作用形成复杂调控网络,生命过程都是以调控网络的形式存在,如从代谢通路网络到转录调控网络,从信号转导网络到蛋白质相互作用网络等等。因此,网络现象是生命现象的复杂本质和主要特征。本文系统地介绍了基于表达谱数据构建基因调控网络的布尔网络模型,线性模型,微分方程模型和贝叶斯网络模型,并对各种网络构建模型进行了深入的分析和总结。同时,文章从基因组序列信息、蛋白质相互作用信息和生物医学文献信息等方面讨论了基因调控网络方面构建的研究,这对从系统生物学水平揭示生命复杂机制具有重要的参考价值。     

革兰氏阳性菌蛋白结构域特征分析

结构域是蛋白质序列中具有独特功能的区域,这些区域影响着蛋白质的功能,因此研究结构域的特征对于了解蛋白质功能很有帮助。构建革兰氏阳性菌蛋白质4个亚细胞位置数据集,对该数据集中的蛋白质进行结构域的搜索和功能分析,找到了革兰氏阳性菌的细胞壁、细胞质、细胞膜和细胞外四个蛋白质区域的结构域。分析这四个位置结构域的功能并在PDBsum数据库中找到了这些结构域的二级结构和三级结构图,利用这些特征信息可以更深入的了解革兰氏阳性菌蛋白质的结构和功能。     

基于分段伪氨基酸组成成分特征提取方法预测蛋白质亚细胞定位

蛋白质的亚细胞定位与蛋白质的功能密切相关,其定位预测有助于人们了解蛋白质功能.文章提出一种分段伪氨基酸组成成分特征提取方法,采用支持向量机算法对Chou构建的两个蛋白质亚细胞定位数据集(C2129,CS2423)进行了分类研究,并采用总分类精度Q3、内容平衡精度指数Q9等参数评估预测分类系统性能.预测结果表明,基于分段伪氨基酸组成成分特征提取方法的预测性能,优于基于完整蛋白质序列的伪氨基酸组成成分特征提取方法.例如,基于分段矩描述子伪氨基酸组成成分特征提取方法,数据集C2129的Q3和Q9分别为84.7%和60.8%,比基于完整蛋白质序列的矩描述子伪氨基酸组成成分特征提取方法分别提高1.8和2.2个百分点,且Q3比现有Xiao等人的方法提高了9.1个百分点.基于分段伪氨基酸组成成分特征提取方法构成的特征向量不仅包含残基之间的位置信息,而且还包含蛋白质子序列之问的耦合信息,另外蛋白质分段子序列可能和蛋白质的功能域有一定的联系,从而使这一方法能够有效地预测蛋白质亚细胞定位.     

小鼠一个新基因mLPTS的克隆、表达及亚细胞定位

利用EST拼接技术,RT－PCR及DNA序列测定,首次成功克隆了小鼠新基因mLPTS。获得的mLPTS基因片段长1244bp,编剧了一个由332个氨基酸组成的蛋白质。该蛋白质与人的LPTS蛋白有78％的同源性,LPTS基因是本实验室通过定位候选克隆策略获得的一个新的肝癌相关基因。它在肝癌组织中不表达或低表达,并参与细胞生长的负调控。小鼠mLPTS基因在小鼠的各个组织中都有表达,与人LPTS基因的表达组织分布相同。分析比较了LPTS蛋白在不同物种间的序列同源性,发现LPTS在进化上是高度保守的,是一个具有重要功能的基因。将mLPTS基因与绿色荧光蛋白EGFP融合构建真核表达载体,在中国仓鼠卵CHO细胞中表达,发现mLPTS基因表达产物位于细胞核仁中,为进一步研究该基因的功能及作用途径提供了重要信息。     

分子伴侣介导的细胞自噬作用机制及其功能

分子伴侣介导的细胞自噬(chaperone-mediated autophagy,CMA)是通过溶酶体途径选择性降解胞质中带KFERQ-序列的蛋白质。CMA不仅为细胞在持久饥饿状态下提供能量,还在氧化性损伤保护、维持细胞内环境稳态等方面发挥作用。此外,CMA功能障碍还与某些疾病的发生有关。该文简要综述了这方面的研究进展。     

科学家构建大型果蝇蛋白质互作图谱

<正>哈佛大学医学院的研究人员成功构建出了一个包含5000多种蛋白质相互作用数据的大型果蝇蛋白质互作图谱。这是目前世界上最大最详细的多细胞生物体蛋白质互作图谱。这一研究为科研人员探索生命及疾病的分子机制提供了一个强大的新研究平台。相关研究成果发表在2011年10月28日的《细胞》(Cell)杂志上。     

蛋白质简介

蛋白质(Psoteins)这个名称是Berzelius向Mulder提出来的,并于1838年由Mulder将此名称运用于所有动植物细胞中所发现的复杂的有机含氮物质。“蛋白质”一词起源于希腊文,其意是第一或最重要的意思。事实也是这样,在维持人体生命的七大营养素——蛋白质、脂肪、糖类、无机盐、维生素、水和氧气中——蛋白质是最重要的,是生命的基础。正如恩格斯所说:“生命是蛋白体的存在方式,这种存在方式本质上就在于这些蛋白体的化学组成部份的不断的自我更新”。