含氟核苷在生物大分子结构机理研究中的应用进展

氟原子半径小、电负性强、具有与(-OH)官能团类似的氢键形成能力,是"超级卤素"。生物大分子核酸中引入氟原子,会使得氟原子附近的原子电子云密度、碱性及酸性发生明显变化,从而导致整个核酸分子构象由于偶极相互作用发生变化。本文主要综述最近几年含氟核苷在蛋白质与核酸的相互作用及其动力学机制、DNA和RNA的二级结构等生物大分子结构机理研究中的应用,同时,进一步阐述了利用含氟核苷,结合19F-NMR核磁共振波谱技术,研究核酸与蛋白质之间特异性识别的结构与动态机制及核酸二级结构的研究进展,以期氟化学在我国化学和生物学领域得到更为广泛的应用。     

蛋白质复合体及蛋白质相互作用研究新策略—化学交联结合质谱分析法

近年来化学交联法结合质谱分析法被广泛用于蛋白质复合体结构及蛋白质相互作用的研究。研究表明这两种方法的有机结合为研究蛋白质复合体结构及蛋白质相互作用提供了一条新的途径。文章对不同类型的化学交联剂、质谱分析中的Bottom-up 与Top-down 两种研究策略,以及化学交联法结合质谱分析法在蛋白质复合体结构、蛋白质相互作用研究中的应用进行综述。这两种方法的不断发展与完善,将会极大促进生物大分子复合体结构及蛋白质相互作用的研究。     

电子顺磁共振技术在细胞膜研究中的应用

电子顺磁共振(EPR)技术具有高灵敏度、高分辨率的特性,通过自旋标记方法,可以用来研究膜蛋白质拓扑学、膜蛋白间相互作用、膜蛋白与磷脂膜相互作用过程中膜蛋白的结构变化以及细胞膜的流动性。在膜脂和膜蛋白的细胞生物学研究中具有广阔的应用前景。现对EPR技术在细胞膜研究中的应用进展做一综述。     

蛋白质结构与相互作用研究新方法——交联质谱技术

蛋白质的空间结构信息以及蛋白质间的相互作用信息对于研究蛋白质的功能有重要意义.研究蛋白质结构与相互作用的传统技术,如核磁共振技术、X射线晶体衍射技术等,对于蛋白质的纯度、结晶性和绝对量均有比较高的要求,限制了其广泛应用.交联质谱技术是近十多年来发展起来的新技术,它将质谱技术与交联技术相结合,在研究蛋白质结构与相互作用方面具有速度快、成本小、蛋白质各方面性状要求低等优势.本文就交联质谱技术各个环节的技术方法加以综述,包括交联质谱实验分离富集技术、常见交联剂特性、交联质谱数据库搜索算法、结果验证研究和交联质谱技术的应用等方面,并展望了该研究方向未来的发展.     

电子顺磁共振测量蛋白质分子内选定位点之间距离的方法及应用

蛋白质分子的结构决定了其特性和功能,准确测量蛋白质分子中特殊位点之间的距离对其结构解析至关重要。该文在简要介绍电子顺磁共振(electron paramagnetic resonance,EPR)方法测量蛋白质分子内未偶自旋之间距离基本原理的基础上,重点综述了近年来EPR结合定点自旋标记(site-directed spin label,SDSL)技术在研究蛋白质结构与功能方面的应用情况,归纳了EPR-SDSL方法测量距离的特点和存在问题,并提出了改进用连续波EPR技术测量距离的准确度的思路和实现方法。     

计算方法在蛋白质相互作用研究中的应用

计算方法在蛋白质相互作用研究的各个阶段扮演了一个重要的角色。对此,作者将从以下几个方面对计算方法在蛋白质相互作用及相互作用网络研究中的应用做一个概述：蛋白质相互作用数据库及其发展;数据挖掘方法在蛋白质相互作用数据收集和整合中的应用;高通量方法实验结果的验证;根据蛋白质相互作用网络预测和推断未知蛋白质的功能;蛋白质相互作用的预测。     

基于结构信息的蛋白质相互作用规律的研究

蛋白质-蛋白质相互作用是蛋白质发挥其功能的重要途径之一。作者基于相互作用蛋白质数据库、基因本体数据库和蛋白质结构分类数据库（structural classification of proteins, SCOP）,结合SWISS-PROT等相关数据库中蛋白质功能注释信息,定义描述蛋白质相互作用倾向性的参数,对酿酒酵母定位于不同细胞器蛋白、部分膜蛋白,以及酿酒酵母、线虫和大肠杆菌按SCOP分类的不同结构类蛋白质之间相互作用规律进行研究。结果表明各种细胞器、膜和结构类蛋白质之间相互作用确实存在明显的偏向性。     

核磁共振波谱应用于结构生物学的研究进展

综述了核磁共振波谱在结构生物学研究中的进展。在溶液中测定生物大分子的结构,分子大小的限制正被减少,尽管新结构的测定仍然需要付出比较大的努力。核磁共振是一个有效的手段,可用于研究在许多细胞过程中存在的弱的或者瞬态的蛋白质-蛋白质相互作用。结构的柔性在蛋白质分子功能中起了中心作用。由于最近方法学的发展,使NMR可以表征蛋白质的动力学,从而可以对分子机制有新的认识。核磁共振波谱可以在原子分辨率下表征无序的蛋白质系统,可以研究折叠路径。跨膜蛋白在细胞中起了关键作用,这使它们成为药物的靶标。应用液体和固体核磁共振技术已经成功测定了跨膜蛋白质的结构。     

FRET技术及其在蛋白质-蛋白质分子相互作用研究中的应用

简要综述了FRET方法在活细胞生理条件下研究蛋白质-蛋白质间相互作用方面的最新进展.蛋白质-蛋白质间相互作用在整个细胞生命过程中占有重要地位,由于细胞内各种组分极其复杂,因此一些传统研究蛋白质-蛋白质间相互作用的方法,例如酵母双杂交、免疫沉淀等可能会丢失某些重要的信息,无法正确地反映在当时活细胞生理条件下蛋白质-蛋白质间相互作用的动态变化过程.荧光共振能量转移（fluorescence resonance energy transfer, FRET）是近来发展的一项新技术,此项技术的应用,为在活细胞生理条件下对蛋白质-蛋白质间相互作用进行实时的动态研究,提供一个非常便利的条件.     

蛋白质- 配体相互作用信息数据库研究进展

研究蛋白质和配体相互作用的结构和亲和力,不仅有助于了解蛋白质的功能,而且对药物研发以及药物作用机制的研究,也具有十 分重要的意义。目前,人们通过人工检索和半自动检索的方式,从文献和蛋白质数据库（Protein Data Bank,PDB）中获得了许多蛋白质- 配体亲和力信息和生物相关配体信息,并构建了许多蛋白质-配体相互作用的信息数据库。对3 个蛋白质-配体亲和力数据库和6 个蛋白质 晶体结构-配体生物相关性数据库进行介绍,并对其主要应用进行简述,希望能为实现高效准确地筛选和设计药物提供一定的帮助。     

基于蛋白质相互作用“热点”区域的小分子药物设计研究进展

蛋白质为行使其生物学功能,通常与其它蛋白质发生相互作用,而这些相互作用的区域被称为"热点"区域,某些异常的相互作用可能会导致一些疾病的产生,而某些特定结构的小分子药物可以抑制这些相互作用,进而达到治疗疾病的目的。文章综述了蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interactions,PPIs)中"热点"区域的构成、"热点"区域的变异与疾病之间的关系、"热点"区域的预测,以及几个"热点"区域与药物小分子的相互作用,为开发调节PPIs的小分子药物提供参考依据。     

化学交联质谱技术的研究进展

化学交联质谱技术是解析蛋白质结构和研究蛋白质相互作用的重要工具。近5年以来,该技术在方法和应用上都取得了很大的进步。方法上,一方面可断裂交联剂与新型分离富集方法展现了较好的应用前景,另一方面更加高效的交联肽段搜索引擎和质量控制方法为交联质谱数据分析提供了有力的工具。应用上,一方面与冷冻电镜技术结合解析了大量蛋白质的结构,另一方面从研究蛋白质复合物的相互作用发展到研究全蛋白质组水平的相互作用网络。化学交联质谱技术在方法和应用上的蓬勃发展,体现了这一技术的重要作用。本文对化学交联质谱技术的各个环节进行了详细的综述,包括交联剂选择、交联反应、酶切、交联肽段富集、液质联用、交联肽段鉴定、质量控制和生物学应用,重点介绍了最近5年的研究进展。最后,讨论了化学交联质谱技术面临的挑战及未来的发展方向。     

大规模酵母双杂交技术的发展及其在蛋白质相互作用组学中的应用

酵母双杂交技术作为研究蛋白质相互作用的主要方法,在规模化蛋白质相互作用研究中占据举足轻重的地位。虽然蛋白质相互作用的数据逐年递增,但是还远不能满足"大数据"的实际需求。为了使蛋白质相互作用组学研究更加高效、快捷、准确,以及使酵母双杂交适用于全基因组规模筛选和蛋白质相互作用数据高度覆盖的研究需求,近年来对酵母双杂交技术进行了一系列的改进和发展。综述了近年来在规模化蛋白质相互作用组学研究中,酵母双杂交技术的最新改进和发展。     

蛋白质相互作用信息的文本挖掘研究进展

蛋白质相互作用是生命活动中一种极其重要的生物分子关系, 对此领域的研究不仅具有理论意义, 还具有较强的应用价值. 近年来, 随着研究的深入, 各种蛋白质相互作用的生物医学文献激增, 挖掘其中的蛋白质相互作用关系成为人们面临的一大挑战. 当前, 已提出了多种文本挖掘方法, 对分散于生物医学文献中的蛋白质相互作用信息进行结构化或半结构化处理. 对这些工作进行分析, 总结出基于生物文本挖掘蛋白质相互作用信息的一般流程, 从蛋白质命名实体的识别、蛋白质相互作用关系的提取和蛋白质相互作用注释信息的提取3个子任务进行阐述, 同时介绍了生物文本挖掘领域的评测会议和一些挖掘蛋白质相互作用相关信息的工具. 最后, 对该领域存在的一些重要问题进行分析, 并预测了未来可能的发展方向, 以期对该领域相关研究提供一定的参考.     

基于相互作用的蛋白质功能预测

蛋白质功能预测是后基因时代研究的热点问题。基于相互作用的蛋白质功能预测方法目前应用比较广泛,但是当"伙伴蛋白质"(interacting partners)数目k较小时,其预测准确率不高。从蛋白质相互作用网络入手,结合"小世界网络"特性,有效解决了k较小时预测准确率不高的问题。对酵母(Saccharomyces cerevisiae)蛋白质的相互作用网络进行预测,当k≤4时其预测准确率比相同条件下的GO(global optimization)方法有一定提高。实验结果表明:该方法能够有效的应用于伙伴蛋白质数目较小时的蛋白质功能预测。     

结构域相互作用数据库的产生、发展与应用

结构域是进化上的保守序列单元,是蛋白质的结构和功能的标准组件．典型的两个蛋白质间的相互作用涉及特殊结构域间的结合,而且识别相互作用结构域对于在结构域水平上彻底理解蛋白质的功能与进化、构建蛋白质相互作用网络、分析生物学通路等十分重要．目前,依赖于对实验数据的进一步挖掘和对各种不同输入数据的计算预测,已识别出了一些相互作用/功能连锁结构域对,并由此构建了内容丰富、日益更新的结构域相互作用数据库．综述了产生结构域相互作用的8种计算预测方法．介绍了5个结构域相互作用公共数据库3DID、iPfam、InterDom、DIMA和DOMINE的有关信息和最新动态．实例概述了结构域相互作用在蛋白质相互作用计算预测、可信度评估,蛋白质结构域注释,以及在生物学通路分析中的应用．     

蛋白质相互作用热点残基的预测北大核心CSCD

氨基酸突变扫描实验揭示了在蛋白质相互作用的结合过程中大部分的结合自由能是由极少数热点残基贡献的,通常定义结合自由能变化△△G≥2.0 kcal/mol的蛋白质残基为热点残基。热点残基对蛋白质相互作用具有重要意义。因此,如何有效进行热点残基的预测,仍然是一个研究课题。综合蛋白质氨基酸理化属性的加权疏水性、加权残基接触数、结构属性溶剂可接近面积和残基突出指数等特征,提出利用机器学习支持向量机算法来预测热点残基的方法。所提方法在丙氨酸热力学数据库数据和结合界面数据库选定的数据集上有很好的效果。在一定程度上对以后的研究发展有所帮助。     

蛋白质-蛋白质分子对接方法中分子柔性处理与近天然结构筛选的研究

蛋白质-蛋白质分子对接方法是研究蛋白质分子间相互作用与识别的重要理论方法。该方法主要涉及复合物结合模式的构象搜索和近天然结构的筛选两个问题。在构象搜索中,分子柔性的处理是重点也是难点,围绕这一问题,近年来提出了许多新的方法。针对近天然结构的筛选问题,目前主要采用三种解决策略:结合位点信息的利用、相似结构的聚类和打分函数对结构的评价。本文围绕以上问题,就国内外研究进展和本研究小组的工作作详细的综述,并对进一步的研究方向进行了展望。     

异源蛋白质相互作用数据整合算法的进展

蛋白质相互作用在生物学过程和细胞功能行使中起核心作用。高通量技术的应用结合计算机预测方法的发展,使得直接和间接来源的蛋白质相互作用数据得到了大规模的增加。如何系统地整合这些数据并从中提取有用的信息是一项挑战,这也促使了许多整合算法应运而生。本文综述了八种整合蛋白质相互作用数据源的方法：投票、支持向量机、朴素贝叶斯、逻辑斯蒂回归、决策树、随机森林、基于随机森林的k-近邻法以及混合属性分类等方法。     

效应与包含体的变性和复性

Ｈｏｒｍｅｉｓｔｅｒ效应反映了溶质小分子通过与水分子的相互作用,对蛋白质等生物大分子造成的结构上的影响。通过对此效应的深入研究,可以从个解释许多常见的生理生化现象。蛋白质的变性、复性问题是与Ｈｏｒｍｅｉｓｔｅｒ效应密切相关的生化基础课题。目前重组蛋白生产过程中包含的变性和复性问题为上述理论研究提供了广泛的应用空间。