数据来源对蛋白质相互作用网络度分布的影响

蛋白质-蛋白质相互作用(Protein-protein interaction,PPI)是生命体结构和生命活动的基础和特征,控制着生命活动的各个过程.PPI网络是研究蛋白质相互作用的有效手段.随着高通量实验技术的发展,越来越多的PPI数据得以使用,收录蛋白质相互作用的数据库数据每年都有变化.本文对DIP数据库从2003年到2008年的PPI网络数据分别计算度分布.为提高可信度,对注释蛋白质数据库交集进行抽样,分别探讨对不同年份的数据和注释数据库抽样对PPI网络度分布的影响.结果表明,从2003年到2008年的数据增长对PPI网络度分布没有明显影响,而且拟合度分布最优的函数并不是以往所认为的幂率分布(power-law),而是广延指数(stretched exponential)函数,数据库交集抽样同样得到广延指数(stretched exponential)函数分布最优且可信度的高低并不影响PPI网络的度分布.     

DRSP：蛋白质单残基替换结构数据库

蛋白质残基替换是基因突变的产物之一,它可能改变蛋白质三维结构,对其生物学功能产生重大影响,因此研究蛋白质残基替换与结构改变的关系具有重要意义．随着实验解析蛋白质结构的数量迅猛增长,越来越多的野生型-突变体被应用于结构生物学的比较研究中．本研究从蛋白质三维结构数据库(PDB)出发,收集和计算了大量结构特征数据,构建了一个目前已知最大的野生型-突变体(单残基差异)的结构对数据库DRSP,展示出氨基酸类型和主链偏好性对结构保守性的相关性．DRSP的开放使用可为高精度的蛋白质结构分析预测提供有用信息,它的数据库网址是http://www.labshare.cn/drsp/index.php．     

断裂蛋白质内含子的剪接机制、起源和进化

蛋白质内含子(intein)是具有自我催化活性的蛋白质. 翻译后,通过蛋白质剪接从蛋白质前体中去掉,并以肽键连接两侧蛋白质外显子(extein)形成成熟蛋白质. 断裂蛋白质内含子(split intein)在蛋白质内含子中部区域特定位点发生断裂,形成N端片段和C端片段,分别由基因组上相距较远的两个基因编码. 现在已知,它仅分布于蓝细菌和古细菌中. 断裂蛋白质内含子的N端片段和C端片段通过非共价键(如静电作用)相互识别,重建催化活性中心,介导蛋白质反式剪接. 断裂蛋白质内含子的发现进一步深化了人们对基因表达和蛋白质翻译后成熟过程复杂性的认识,而且它在蛋白质工程、蛋白质药物开发和蛋白质结构与功能研究等方面有非常广泛的应用. 本文试图综述断裂蛋白质内含子的分布、结构特征和剪接机制,并分析其可能的起源和进化途径.     

炭疽毒素受体胞外区在毕赤酵母中分泌表达、纯化与活性鉴定

使用分泌型表达载体,实现了重组炭疽毒素受体胞外区 (rATR(CMG2)-EXCELL) 在毕赤酵母 KM71H 培养物上清中的分泌表达 . 表达量约占培养物上清总蛋白质的 20%. 经过螯合柱初步纯化,每升诱导培养物可获得约 1 mg 电泳纯的 rATR(CMG2)-EXCELL. 体外与配基 PA 结合试验和细胞保护试验显示, rATR(CMG2)-EXCELL 具有很好的生物活性 . rATR(CMG2)-EXCELL 的成功表达为今后研究炭疽毒素受体的作用机理、发展新型炭疽治疗药物打下基础 .     

振动光谱与蛋白质二级结构

红外光谱和拉曼光谱(统称分子振动光谱)应用于蛋白质构象研究经历了定性阶段和半定量阶段.近5年来,去卷积和二阶导教等提高分辨率方法以及曲线拟合方法的应用,使得振动光谱在定量计算蛋白质二级结构和监测蛋白质构象变化等方面取得突破性的进展,进入了定量化的阶段.     

结合蛋白质互作与基因表达谱信息大范围预测蛋白质的精细功能

GESTs(gene expression similarity and taxonomy similarity)是结合基因表达相似性和基因功能分类体系Gene Ontology (GO)中的功能概念相似性测度进行功能预测的新方法. 将此预测算法推广应用于蛋白质互相作用数据, 并提出了几种在蛋白质互作网络中为功能待测蛋白质筛选邻居的方法. 与已有的其它蛋白质功能预测方法不同, 新方法在学习过程中自动地从功能分类体系中的各个功能类中选择最合适的尽可能具体细致的功能类, 利用注释于其相近功能类中的互作邻居蛋白质支持对此具体功能类的预测. 使用MIPS提供的酵母蛋白质互作信息与一套基因表达谱数据, 利用特别针对GO体系结构层次特点设计的3种测度, 评价对GO知识体系中的生物过程分支进行蛋白质功能预测的效果. 结果显示, 利用文中的方法, 可以大范围预测蛋白质的精细功能. 此外, 还利用此方法对2004年底Gene Ontology上未知功能的蛋白质进行预测, 其中部分预测结果在2006年4月发布的SGD注释数据中已经得到了证实.     

桔小实蝇幼虫总蛋白双向电泳技术体系的建立和优化

【目的】建立和优化桔小实蝇幼虫Bactrocera dorsalis(Hendel)总蛋白的双向电泳条件。【方法】使用BPP法和3种TCA-丙酮法(TCA-丙酮-A法:直接加入裂解液磨样;TCA-丙酮-B法:样品提取液中加入40 mmol/L DTT;TCA-丙酮-C法:样品提取液中加入0.07%β-巯基乙醇)提取桔小实蝇幼虫总蛋白;使用13 cm和24 cm p H 4~7的IPG胶条分离桔小实蝇幼虫总蛋白;使用考马斯亮蓝法及硝酸银染色法对双向电泳凝胶进行染色;使用5800 MALDI-TOF-TOF MS/MS质谱分析仪对BPP法获得的特异蛋白进行质谱鉴定,并将检索数据库物种分别设为Metazoa(Animals)与Drosophila(Fruit flies)进行数据库检索。【结果】TCA-丙酮法中,TCA-丙酮-C法提取效果最好,BPP法优于所有TCA-丙酮法;使用考马斯亮蓝染色与硝酸银染色效果相当;使用24 cm胶条的蛋白分辨率明显高于13 cm胶条;检索数据库物种设为Metazoa(Animals)可获得比Drosophila(Fruit flies)更加全面的信息。【结论】使用24 cm p H 4~7的IPG胶条对BPP法提取的桔小实蝇幼虫总蛋白进行双向电泳,采用考马斯亮蓝法对双向电泳凝胶进行染色,可得到更好的双向电泳图谱,检索数据库时检索物种可优先设为Metazoa(Animals)。     

利用小肽控制的基于蛋白质内含子非层析标签制备重组蛋白(英文)

基于蛋白质内含子的蛋白质纯化自我断裂标签已经被广泛使用超过15年之久.但这一系统体内表达过程的提前断裂一直是限制这一技术广泛应用的瓶颈,特别是在需要高温表达和长表达周期的真核表达系统中.本研究介绍了一种利用小肽控制的基于蛋白质内含子和非层析标签ELP(elastin-like polypeptide)的自我断裂系统.在这一系统中,蛋白质内含子的体内外活性严格受到其结构互补小肽控制.在体内表达不含有互补小肽时,蛋白质内含子不具有活性;而在体外添加结构互补小肽,蛋白质内含子结构恢复并发生C端断裂反应释放目的蛋白.由于非层析标签ELP的引入,因此整个纯化过程可以简单地通过几步机械沉淀完成.此外,这一系统反应pH、小肽与前体蛋白之间的摩尔比及断裂速率也一并进行了系统的研究.     

钙/钙调蛋白依赖性丝氨酸蛋白激酶的结构和功能

钙/钙调蛋白依赖性丝氨酸蛋白激酶(calcium/calmodulin-dependent serine protein kinase, CASK)属于膜相关鸟苷酸激酶(membrane associated guanylate kinase, MAGUK)家族.CASK具有多个不同蛋白质结合结构域,在细胞膜的特定区域,与其他蛋白质形成多种蛋白质复合体,参与组成细胞骨架.它通过衔接细胞外信号蛋白和细胞内骨架蛋白,协助功能蛋白质的转运和定位,以及细胞内的信号传递.此外CASK还可以进入细胞核影响基因转录调控,以及作用在神经突触膜上参与神经递质的释放.     

含蛋白质转导域的Ngb融合蛋白的原核表达、纯化及其生物学活性的初步研究

以SD大鼠脑组织RNA为模板,利用RT-PCR技术,将HIV-1反式激活蛋白(TAT)中具有蛋白质转导功能的9个氨基酸序列,即蛋白质转导域(PTD)基因与脑红蛋白(Ngb)基因融合,应用T-A克隆技术将融合基因与pMD19-Tsimple载体连接,经测序正确后克隆至表达载体pET28b中,转化感受态E.coli BL21(DE3)plysS,得到的转化子经IPTG诱导后获得可溶性表达,并经蛋白质印迹检测进一步鉴定.表达产物经Ni2 亲和纯化层析、脱盐后在原代培养的大鼠皮质神经元进行生物学活性检测,结果显示,TATPTD-Ngb融合蛋白可以转运入皮质神经元内,在48h内可检测到其存在,并能提高缺氧条件下皮质神经元存活率、减少缺氧诱导的皮质神经元的凋亡.这一结果为进一步研究TATPTD-Ngb的神经保护机制提供了线索,并可能为神经系统疾病尤其是脑血管疾病、神经系统退行性疾病提供一个新的治疗策略.     

开放式O_3浓度增高对小麦籽粒蛋白的影响

于2006—2009年应用FACE研究平台,设计O3浓度增高50%(E)和自然浓度(CK)两个处理,采用烟农19、扬麦16、扬麦15和扬辐麦2号4个品种,研究了O3浓度增高对不同类型小麦品种籽粒蛋白质组分及其动态的影响.结果表明:随着O3浓度增高,籽粒蛋白质含量上升,3个年度上升幅度分别为7.55%～16.37%(2006—2007年度)、4.93%～22.63%(2007—2008年度)和2.29%～17.65%(2008—2009年度),处理间、品种和年度间差异显著;但籽粒蛋白质产量显著或极显著下降,3个年度降幅分别为1.83%～11.64%(2006—2007年度),-0.41%～24.22%(2007—2008年度)和-1.90%～15.81%(2008—2009年度).籽粒蛋白质4种组分(清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白)含量均表现为O3浓度增高处理高于自然浓度处理,品种间和年度间差异显著,且处理间醇溶蛋白和球蛋白含量差异显著,而清蛋白和谷蛋白含量差异不显著.     

肿瘤: 一种蛋白质组病

恶性肿瘤的发生是一个涉及多因素、多基因的多阶段病理过程. 以往的研究主要集中在基因组和转录组分析. 随着人类基因组计划的完成, 肿瘤研究开始进入“后基因组时代”, 肿瘤蛋白质组学应运而生. 蛋白质作为基因功能的主要执行者, 一方面在肿瘤发生发展过程中扮演重要角色, 另一方面在很大程度上决定正常细胞和肿瘤细胞之间的差异(如异型性、恶性特征等). 本文提出, 肿瘤是一种蛋白质组病, 并根据肿瘤比较蛋白质组、表达蛋白质组、功能蛋白质组和结构蛋白质组研究进展, 从肿瘤发生发展过程中蛋白质(组)表达水平及状态、蛋白质翻译后修饰、蛋白质相互作用及网络调控等三个方面进行阐述. 该观点的提出, 将为肿瘤发病机制的研究开辟新的领域, 为肿瘤的诊断(如生物标志物筛选)和筛选(如药物新靶标)提供新的思路, 具有重要的科学意义和临床应用价值.     

高通量蛋白质组学研究中一种基于 GO 的蛋白质功能分析策略

挖掘高通量实验数据蕴含的生物学意义是蛋白质组学研究面临的一大挑战 . 基于等级化结构化的词汇表 GO (Gene Ontology) 和相关数据库中的蛋白质功能注释,发展了一种对蛋白质组学研究中得到的表达谱 (Expression profile) 进行功能分析的策略 . 在对蛋白质表达谱进行功能注释的基础上给出蛋白质表达谱中蛋白质功能的分布,同时给出感兴趣功能类别的统计信息 . 这有助于对表达谱蛋白质功能的整体理解和深入的生物信息学分析 . 该策略已经成功应用胎肝蛋白表达谱研究中,用户可以通过访问网址 http://www.hupo.org.cn/GOfact/ 使用或者下载我们的程序 .     

蛋白质巯基亚硝基化———一种典型氧化还原依赖的蛋白质翻译后修饰

综述了蛋白质巯基亚硝基化修饰的特点、检测方法、功能研究、相关疾病和发展态势.蛋白质巯基亚硝基化(S-nitrosation)是指一氧化氮(nitricoxide,NO)及其衍生物修饰蛋白质半胱氨酸(cysteine,Cys)巯基—SH生成—SNO,其是一种典型的氧化还原依赖的蛋白质翻译后修饰,也是一氧化氮发挥其广泛信号转导作用的新的重要途径.     

鼠肝质膜蛋白质组研究的方法评估

细胞质膜是细胞中重要的细胞器, 在肝功能的发挥中具有非常重要的作用. 使用蔗糖密度梯度离心纯化细胞质膜, 通过电子显微镜观察和免疫印迹法检验膜的纯度. 结果显示, 与组织匀浆成分相比, 质膜富集了20倍, 线粒体的污染减少了约50%. 提取的蛋白质用二/一维凝胶电泳(2DE/1DE)分离、胰酶酶解、电喷雾四极杆飞行时间质谱(ESI-Q-TOF)和基质辅助激光解吸飞行时间串联质谱(MALDI-TOF-TOF)鉴定, 或者提取的蛋白质直接进行溶液内酶解、液相色谱串联电喷雾离子阱质谱(LC-LTQ)(鸟枪法)鉴定. 一共鉴定了547个非冗余蛋白质, 其中34%为质膜或质膜相关蛋白质. 优化和评估了质膜蛋白质组研究的方法, 且对鼠肝质膜蛋白质组进行了系统的分析.     

鼠肝质膜蛋白质组研究的方法评估

细胞质膜是细胞中重要的细胞器, 在肝功能的发挥中具有非常重要的作用. 使用蔗糖密度梯度离心纯化细胞质膜, 通过电子显微镜观察和免疫印迹法检验膜的纯度. 结果显示, 与组织匀浆成分相比, 质膜富集了20倍, 线粒体的污染减少了约50%. 提取的蛋白质用二/一维凝胶电泳(2DE/1DE)分离、胰酶酶解、电喷雾四极杆飞行时间质谱(ESI-Q-TOF)和基质辅助激光解吸飞行时间串联质谱(MALDI-TOF-TOF)鉴定, 或者提取的蛋白质直接进行溶液内酶解、液相色谱串联电喷雾离子阱质谱(LC-LTQ)(鸟枪法)鉴定. 一共鉴定了547个非冗余蛋白质, 其中34%为质膜或质膜相关蛋白质. 优化和评估了质膜蛋白质组研究的方法, 且对鼠肝质膜蛋白质组进行了系统的分析.     

葡萄球菌蛋白A活性机制与现代应用

葡萄球菌蛋白A(staphylococcus protein A,SPA)是金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)细胞壁上的一种黏连蛋白.经过几十年的研究,由于其对免疫球蛋白IgG的亲和特性,SPA已作为一种工具在抗体的检测、纯化以及疾病诊断中得到了广泛应用.SPA衍生物的构建适应了现代生产的需要,改造后的SPA可以与多种报告分子相偶联,使得免疫诊断更加快速准确.本文综述了SPA基于其免疫学特性,在抗体纯化和现代免疫分析应用中的发展状况及前景.     

水稻MAPK级联的功能和作用机制

促分裂原活化的蛋白质激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)级联是广泛存在于真核生物中的高度保守的信号转导途径.MAPK级联由MAPKKK (MEKK)、MAPKK(MEK或MKK)和MAPK三种蛋白质激酶组成.当细胞应答发育信号或者环境胁迫时,MAPK级联组分通过依次磷酸化被...     

内含肽介导的新型蛋白质纯化技术

内含肽(intein)的自切剖功能在蛋白质工程领域有着广泛的应用,尤其是在蛋白质纯化方面,将内含肽与亲和纯化技术联合应用,使得传统的亲和纯化方式有了重大的突破.近年来,随着内含肽的研究不断深入,一批内含肽介导的新型蛋白质纯化技术不断出现.新技术依靠内含肽的自切割功能去除亲和标签,避免了传统工艺中因外加蛋白酶而带来的诸多麻烦;新的聚合材料的引入又成功地避开了亲和树脂柱的使用,不仅优化了工艺,也大大降低了纯化的成本,为在工业化大生产中的应用奠定了基础.     

蛋白质印迹技术升级版（WB 2.0）的概念与设想

蛋白质印迹技术(Western blot,WB)基于抗体的特异性了解蛋白质的表达特征.该技术已经成为生命科学基础与应用研究的最常用技术之一.但目前WB手工操作多、实验流程难规范、一般只能用于同一WB分析内不同样品中目标蛋白质丰度的定性或相对定量,难以在不同实验室间进行WB数据比较.本文简要回顾了WB发展的历程,提出了升级版蛋白质印迹(WB 2.0)的概念,介绍了包括数字化、标准化、自动化、微量化、通量化以及基于内参的归一化建立数据库等为核心内容的设想.展望了WB 2.0的应用前景,提出在WB 2.0技术大规模应用的基础上,逐步建立开放的蛋白质表达特征数据库,成为继基因组、转录组等数据库之后生命科学领域的又一支撑平台.