蛋白质聚集的三种途径和控制策略

蛋白质聚集在生物医药生产中是一个关键问题。在蛋白质的生产、运输和储存的过程中,多种因素都能导致蛋白质发生聚集。随着对蛋白质聚集这一现象的深入研究,发现蛋白质聚集的产生存在不同途径和各种影响因素,如理化因素、翻译修饰和蛋白质结构等。由于蛋白质的聚集对于蛋白质的活性和均一性具有重大影响,因此了解蛋白质聚集的途径以及研究如何控制聚集对获得均质蛋白是十分有意义的。本文主要阐述了3D结构域交换、盐桥的形成、氧化应激3种蛋白质的聚集途径,以及在蛋白质生产、运输、储存过程中控制蛋白质聚集的方法,这有助于减少由于蛋白质聚集体形成而造成的损失,并提高实验研究和商业生产中的蛋白质纯度和均质性。     

胞外蛋白对微生物聚集体的形成及其特性的影响

胞外多聚物是微生物聚集体(污泥絮体、生物膜和颗粒污泥等)的主要成分,在微生物聚集体的形成及其结构稳定过程中起关键作用.胞外蛋白作为胞外多聚物的主要组分之一,在微生物絮凝和聚集过程中的作用日益受到关注.蛋白分析技术的发展和应用为胞外蛋白的深入研究提供了良好的平台.本文综述了胞外蛋白在微生物聚集体中的种类和分布,以及在絮凝、沉降、传质、吸附和脱水等性能方面的作用,并对胞外蛋白的研究和应用进行了展望.     

小麦蚜虫田间调查及监测技术

小麦蚜虫是世界范围内小麦生产中一类重要害虫。针对麦蚜世代历期短、繁殖力强,具有趋光、趋化及迁飞等生物学及行为习性;在田间多呈聚集分布,且麦蚜易受寄主植物抗性、天敌、气象因素及农田生态条件等生物与非生物因素影响等发生为害特点,本文阐述了我国小麦蚜虫田间调查、监测技术及防治策略,以期为我国小麦蚜虫综合防控提供基础科学支撑。     

胶原三肽及其生物应用的研究进展

胶原蛋白是人体内重要的结构蛋白,具有十分重要的生理功能和生物活性,在生物医学领域应用广泛;但由于胶原属于大分子化合物,需在体内代谢为小分子短肽而发挥作用,同时,人工提取的胶原含有一定的免疫原性,增加了其应用的潜在风险。胶原三肽(collagen tripeptide,CTP)是胶原代谢产物中的最小分子肽,由3个氨基酸组成,因其相对分子质量小、纯度高、无抗原性、低过敏等优点,成为研究热点,在应用领域有取代胶原的趋势。现综述了胶原三肽、甘氨酰-组氨酰-赖氨酸三肽(glycyl-L-histidyl-L-lysine,GHK)及GHK-Cu复合物的生物性能、应用及发展前景,为胶原类小分子肽在临床、美容和保健等领域的应用提供参考。     

超分子多肽自组装在生物医学中的应用

近年来,自组装多肽纳米技术因其可形成规则有序的结构、具有多样的功能而备受关注。研究发现自组装多肽能在特定的条件下形成具有确定结构的聚集体,这种聚集体具备生物相容性好、稳定性高等优点,表现出不同于单体多肽分子的特性和优势,因此其在药物传递、组织工程、抗菌等领域具有良好的应用前景。文中介绍了自组装多肽形成的分子机理、类型、影响因素,综述了自组装多肽形成的纤维肽基水凝胶与自组装抗菌肽的最新进展,并提出目前多肽自组装技术所存在的问题及展望。     

胰岛淀粉样多肽的研究进展

由蛋白错误折叠后聚集所产生的淀粉样蛋白沉积是导致老年痴呆症、疯牛病、2型糖尿病等多种疾病的重要因素。由胰岛淀粉样多肽(islet amyloid polypeptide,IAPP)所形成的淀粉样蛋白沉积,具有破坏胰岛β细胞膜结构、诱导β细胞凋亡和损伤β细胞功能的作用,被认为是2型糖尿病的重要致病原因之一。对IAPP的聚集性、聚集体的结构,以及其对β细胞的毒性作用研究,不但有助于明确2型糖尿病的发病机制,而且最新研究也表明抑制IAPP的聚集可有效减少β细胞的凋亡,提高胰岛移植的成功率。因此,IAPP已成为2型糖尿病治疗中一个具有良好前景的靶点。该文对IAPP研究的最新进展进行了简要介绍。     

浅谈多糖液晶态生物材料

液晶是极适于生命特征的状态,生命现象中存在着典型的液晶行为。生物液晶因揭示了生物体液晶特性与生物现象之间的关系成为目前生命科学及液晶研究领域的热点之一。本文主要介绍甲壳素/壳聚糖及胶原等生物液晶材料的主要结构性质及其国内外研究状况。     

尖吻蝮蛇毒活性肽K组分对血小板聚集和超微结构的影响

目的应用电镜研究尖吻蝮蛇毒活性肽(K组分)对血小板聚集和超微结构的影响,以探讨其抗血小板聚集的机制。方法取2周内未服任何药物健康志愿者静脉血,观察K组分对二磷酸腺苷(ADP)和胶原(collagen)诱导的血小板聚集作用的影响。将已调好的PRP分为5组,A组为空白对照组,B、D组为加入等体积的生理盐水组,C、E组为加K组分组。B、C组分别加血小板聚集诱导剂ADP,D、E组分别加血小板聚集诱导剂胶原,各组分别制成超薄切片样品进行电镜观察、摄片,测出其聚集抑制率。结果K组分能抑制由ADP和胶原诱导的血小板聚集,剂量与抑制率成量效关系,IC50经直线回归分别为0.067和0.088μmol/L。ADP和胶原组血小板形态不规则,突起明显增多。K组分组血小板形态基本规则,膜表面清晰光滑,颗粒较ADP与胶原组明显增加,胞浆空泡化现象减轻。结论K组分明显抑制ADP和胶原诱导的血小板聚集反应及其超微结构的改变。     

太湖有机聚集体上附着细菌群落结构与动态的T-RFLP分析

有机聚集体(organic aggregates),是指由浮游动(植)物的残体、粪便颗粒及各种有机碎屑、活的自养及异养微生物以及无机颗粒等由于物理的、化学的或生物的作用聚集而成的颗粒物。人们对水生态系统中有机聚集体的认识始于20世纪50年代的海洋学研究。细菌是有机聚集体最重要的组成部分之一。有机聚集体在水体中物质与能量循环中的作用很大程度上是靠附着其上的异养细菌而起作用的。目前,有机聚集体的概念在水生态系统中已被广泛接受,由于其独特的物理、化学及生物组成,以及复杂的形成、转化过程,使其在水生态系统中具有重要的生态学作用。然而,有关浅水湖泊中有机聚集体上细菌群落的研究目前尚未见报道。近年来,基于DNA多聚酶链式反应(PCR)的末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术是一种新兴的研究微生物多态性的分子生物学方法。该技术由于具有快捷、高分辨率、高通量和不依赖于培养等优点而被广泛应用于微生物群落结构的时空演替研究。本研究采用T-RFLP技术,研究了太湖梁溪河入湖河口(Site A)和贡湖湾(Site B)2006年6月至2007年5月一年间有机聚集体上附着细菌群落组成的时空变化规律。T-RFLP分析检测到这两个采样点共有187个独特的末端限制性片段(T-RFs),月平均T-RFs分别42.7和44.9。t 检验显示它们没有显著性差异(P>0.05)。虽然河口的营养盐浓度要显著高于贡湖湾(P<0.01),T-RFLP 结果表明,太湖中营养盐的浓度已经不是有机聚集体上附着细菌多样性的限制因子。聚类分析显示,除了春季外,河口和贡湖湾有机聚集体上细菌群落结构有明显的不同。在T-RFLP分析附着细菌群落组成及季节变化的基础上,采用多元统计方法研究环境因子与附着细菌群落组成变化的相关性。典型对应分析(CCA)结果表明诸多环境因子中,DIP、DIN 和水温与有机聚集体上细菌群落结构的变化具有显著的相关性 (P<0.05)。     

靶向突变p53聚集体的肿瘤治疗研究进展

突变p53 (mutant p53, Mut-53)聚集体的形成是p53突变后使原本包裹在其疏水核心内部的黏附序列暴露,黏附序列迅速成核组装,形成无定形的原纤维. Mut-p53聚集体不仅可以以显性负效应(dominant-negative effect,DN)的方式使野生型p53 (wild type p53,Wt-p53)失活,还表现出功能获得(gain-of-function,GOF)特性,促进肿瘤的发生和发展.在卵巢癌、结肠癌、前列腺癌等多种肿瘤细胞中均发现了Mut-p53的异常聚集,其与肿瘤的转移、耐药和预后不良具有显著的相关性.因此,p53聚集是逆转化疗耐药及肿瘤治疗的潜在靶点.设计和发现靶向Mut-p53聚集体的小分子化合物,抑制p53疏水核心内部黏附序列的暴露,恢复p53的功能从而发挥抗肿瘤作用成为了当今研究热点.本文就p53聚集体对肿瘤发生发展的影响及目前靶向Mut-p53聚集体的研究策略进行了综述.     

刺激响应型DNA水凝胶的性质及其应用

DNA水凝胶作为一种生物合成分子,既具有DNA分子的特异性、生物可降解性和分子识别等特性,又具有水凝胶的高亲水性等特征。刺激响应型DNA水凝胶主要是在环境因素的刺激下,利用常规DNA序列经Watson-Crick碱基互补配对形成的DNA分支结构或多种功能核酸的特殊DNA序列形成的i-motif结构; T-A·T三螺旋结构、C-G·C~+三螺旋结构及G-四链体结构等对环境的响应行为使水凝胶形成及应用。近年来,刺激响应型DNA水凝胶因其在温度、pH、光、金属离子、生物分子等单刺激因素,以及光热、金属离子、有机物、温度与p H等多刺激因素下的独特应答性质,在生物传感、生物成像、药物递送、生物材料等方面得到了广泛的应用。综述了刺激响应型DNA水凝胶的形成方法、分类及其核酸来源,形成后的表征手段以及在环境刺激下的响应行为与应用,概括了目前刺激响应型DNA水凝胶的研究热点,并就其未来发展趋势做出了预测。     

生物扰动对红树林沉积物中AVS和重金属迁移转化的影响

红树林湿地是我国南方沿海地区极为重要的海岸生态环境系统之一,国内目前针对红树林湿地的研究主要集中于其生态系统功能,沉积物中重金属离子的生物可利用性等,却少有研究关注红树林生态系统中重要的生境改造者植物和蟹类对沉积物的生物扰动效应。从红树林湿地生态系统的植物根系和蟹类两方面,总结归纳了生物扰动对沉积物理化性质、AVS和重金属迁移转化行为的影响。具体包括生物扰动对沉积物的结构、含氧量、有机质、AVS、重金属和硫/铁离子的地化行为的影响效应等。在分析植物根系、蟹类行为对沉积物中重金属的重要结合态——AVS的影响效应的基础上,探讨了这些研究领域之间的相互联系,从而为进一步开展红树林沉积物中生物扰动、AVS及重金属地化行为的科学研究提供理论参考。     

调节分子对β淀粉样蛋白的聚集调控及细胞毒性抑制效应

β淀粉样蛋白(β-amyloid protein,Aβ)在阿尔兹海默病的发生发展过程中起着关键作用。Aβ在体内可以由单体聚集成寡聚体及多种不同尺度的中间体,最终形成纤维,沉积在神经细胞外部形成淀粉样斑块,导致神经细胞功能障碍或者死亡。其中,球形寡聚体或者小的纤维聚集体被认为可能是产生细胞毒性的主要原因。与Aβ具有特定相互作用的小分子可以对Aβ聚集的动力学过程产生显著影响,从而抑制其细胞毒性,有关的研究工作可以归纳为两个方面:抑制Aβ的聚集从而减少毒性聚集体的产生,或者加速Aβ的聚集从而快速、有效地降低有毒多肽聚集体的浓度和存在时间。研究表明,染料及其类似物、离子螯合剂、多肽分子、吡啶类有机小分子等多种调节分子,可以与Aβ单体或各级组装体进行相互作用,从而实现对聚集过程及细胞毒性的调控。研究调节分子与Aβ的相互作用有助于阐明Aβ的聚集及相关神经毒性的机制,并为阿尔兹海默病的预防、药物设计和治疗提供新的思路。     

内生菌与植物的相互作用：促生与生物薄膜的形成

植物内生菌由于其独特的生态学地位而广受关注,近年来有关植物内生菌与宿主相互作用的研究取得了很大进展.本文综述了植物内生菌通过分泌促生物质、拮抗病原菌等实现与宿主共生互作,同时植物为内生菌提供适宜的黏附表面,使其形成以生物薄膜(biofilm)为主要形式的多细胞聚集体结构以更好地适应周围的生存环境,从而更加高效地对植物产生促生作用.本文论述了内生菌在与植物的互作中形成的多细胞聚集结构在抵抗非生物胁迫方面的独特生理及生态学意义,结合水稻内生成团泛菌YS19形成多细胞聚集体symplasmata现象及其生物学效应,对未来有关植物内生菌的研究方向提出了一些看法.     

考马斯亮蓝与牛血清白蛋白相互作用机理的研究

利用光谱探针技术研究在酸性溶液中考马斯亮蓝G-250(Coomassie brilliant blue G-250,CBBG)与牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)相互作用机理,考察了不同实验条件对CBBG-BSA复合物吸收光谱的影响。实验结果表明:CBBG与BSA相互作用产生光谱蓝移主要是由CBBG与BSA间的疏水相互作用引起,而静电作用则是形成CBBG-BSA蓝色复合物的必要条件。同时,CBBG聚集体的聚集程度是影响CBBG-BSA蓝色复合物形成的重要因素。     

电子断层成像技术及其在细胞生物学中的应用

电子断层成像技术（electrontomography）是近年来发展起来一项三维成像技术,可以在纳米分辨率（2-10nm）水平上获得生物大分子及其复合物或聚集体、细胞器、细胞以及组织的三维结构,而且可以用于研究生物大分子在细胞中的定位、排列、分布以及相互作用,已逐渐成为细胞生物学领域中的一项重要技术手段。该文针对这项技术及其在细胞生物学中的应用作一简要介绍。     

糖链及其蛋白质糖基化

基因和蛋白质是生物统一性的重要标志,而糖链则是生物多样性最重要的标志分子。糖基化作为蛋白质翻译后重要的修饰方式,有其重要的生物学意义。本文综述了糖链的结构、功能及其蛋白质糖基化的类型、影响因素、表达系统等相关问题。     

交联酶聚集体的制备及在漆酶固定化中的应用进展

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶,其催化效率高,作用底物范围广,在工业中具有广阔应用前景。交联酶聚集体(CLEAs)是一种无需载体、无需酶纯化、制备简单、成本低的新型固定化酶方法,通常具有较高的稳定性,可实现酶的重复利用。对交联酶聚体制备过程中影响酶活性的相关因素以及其改进策略进行了分析,并对交联漆酶聚集体在污染物降解等方面的应用进行了总结,旨在为进一步的研究和应用奠定基础。     

土壤中水溶性有机质及其对重金属化学与生物行为的影响

土壤水溶性有机质是陆地生态系统和水生生态系统中一种重要的、很活跃的化学组分,已成为环境科学、土壤学和生态学等学科的研究热点．土壤DOM对重金属化学与生物行为有重要影响。但其机理尚不清楚．文中从土壤性质、环境条件、人为因素等方面阐述了土壤DOM产生及影响因素,总结评述了DOM对重金属化学行为和生物有效性的影响,将DOM对重金属的影响机制归纳为络合机制、竞争吸附机制、酸碱缓冲机制．在此基础上,提出了DOM研究存在的问题及其展望．     

转甲状腺素蛋白抑制β淀粉样蛋白聚集的分子机制研究

目的 转甲状腺素蛋白（transthyretin, TTR）对阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）具有神经保护作用,这种保护作用表现在TTR能抑制β淀粉样蛋白（amyloid beta protein,Aβ）的病理性聚集。本工作将从分子层面上探究TTR与Aβ的作用机制,揭示TTR对AD的神经保护作用。方法 蛋白质-蛋白质对接用于探究不同结构形式的TTR与Aβ的作用模式,并运用分子动力学模拟方法来探究二者相互作用的动态过程。结果 TTR四聚体及单体均能与Aβ单体作用,TTR四聚体的甲状腺素结合通道是Aβ单体的主要结合部位。此外,TTR四聚体的EF螺旋、EF loop同样能够结合Aβ单体。当TTR四聚体解离后,TTR单体的内部片层疏水部位暴露,该部位对Aβ单体具有较强的亲和力。TTR与Aβ聚集体作用,由于TTR单体与Aβ聚集体均为富含β折叠的结构,使得二者能够共聚集形成聚合度更高的聚集体,从而降低Aβ聚集体的细胞毒性。结论 TTR四聚体和单体通过“扣押”Aβ单体来抑制Aβ的聚集,TTR单体与Aβ聚集体形成高聚合度复合物来降低Aβ聚集体的细胞毒性。本工作为基于TTR...