蛋白质-蛋白质相互作用及其抑制剂研究进展

蛋白质-蛋白质相互作用在细胞活动和生命过程中扮演着非常重要的角色。基因调节、免疫应答、信号转导、细胞组装等等都离不开蛋白质-蛋白质的相互作用。近几年,靶向蛋白质-蛋白质相互作用及其抑制剂研究也逐渐成为研究的热点;但是蛋白质复合物相互作用界面的一些特点和性质,如相互作用界面较大、结合界面较为平坦等,使蛋白质-蛋白质相互作用及其抑制剂研究充满了挑战。本文主要总结了蛋白质-蛋白质相互作用界面的一些性质和特点,分析了界面特性与其抑制剂设计的关系,并讨论了蛋白质-蛋白质相互作用的理论预测方法及其抑制剂的类型和特点,最后又通过实例说明了如何进行蛋白质-蛋白质相互作用抑制剂的设计。     

蛋白质相互作用研究进展

蛋白质行使功能时,需要与其他蛋白质或者其他分子相互作用才能完成.在蛋白质相互作用水平上研究蛋白质对理解蛋白质功能、疾病与进化具有重要的意义.就蛋白质相互作用的预测、常用的蛋白质相互作用数据库以及蛋白质相互作用网络的研究进行了介绍.     

分子生物学在蛋白质结晶中的应用

获得具有高分辨率的蛋白质晶体是目前蛋白质结构测定的主要瓶颈 . 蛋白质结晶受很多因素影响,蛋白质自身是结晶时最重要的变量,可以说,蛋白质的内在特性在某种程度上决定了其能否结晶以及所得晶体分辨率的高低 . 近年来分子生物学尤其是蛋白质工程的应用有效地提高蛋白质的溶解度、均一性及可结晶性等内在特性,促进蛋白质的结晶,成为提高蛋白质结晶能力和蛋白质晶体分辨率的有效途径 .     

人类蛋白质结构互作网络——结构域对网络拓扑与蛋白质功能的影响

高通量的蛋白质互作数据与结构域互作数据的出现,使得在蛋白质组学领域内研究人类蛋白质结构互作网络,进一步揭示蛋白质结构与功能间的潜在关系成为可能.蛋白质上广泛分布的结构域被认为是蛋白质结构、功能以及进化的基本功能单元.然而,结合蛋白质的结构信息(例如蛋白质结构域数目、长度和覆盖率等)来研究这些表象后的内部机制仍然面临着挑战.将蛋白质分为单结构域蛋白质与多结构域蛋白质,并进一步结合蛋白质互作信息与结构域互作信息构建了人类蛋白质结构互作网络;通过与人类蛋白质互作网络进行比较,研究了人类蛋白质结构互作网络的特殊结构特征;对于单结构域蛋白质与多结构域蛋白质,分别进行了功能富集分析、功能离散度分析以及功能一致性分析等.结果发现,将结构域互作信息综合考虑进来后,人类蛋白质结构互作网络可以提供更多的单纯的蛋白质互作网络无法提供的细节信息,揭示蛋白质互作网络的复杂性.     

蛋白质二级结构指定

蛋白质二级结构是指蛋白质骨架结构中有规律重复的构象。由蛋白质原子坐标正确地指定蛋白质二级结构是分析蛋白质结构与功能的基础,二级结构的指定对于蛋白质分类、蛋白质功能模体的发现以及理解蛋白质折叠机制有着重要的作用。并且蛋白质二级结构信息广泛应用到蛋白质分子可视化、蛋白质比对以及蛋白质结构预测中。目前有超过20种蛋白质二级结构指定方法,这些方法大体可以分为两大类:基于氢键和基于几何,不同方法指定结果之间的差异较大。由于尚没有蛋白质二级结构指定方法的综述文献,因此,本文主要介绍和总结已有蛋白质二级结构指定方法。     

蛋白质芯片技术

以前对蛋白质的研究集中在一次研究一种蛋白质 ,通常费时费力 ;而蛋白质芯片技术是研究蛋白质组的新技术 ,是高通量、微型化和自动化的蛋白质分析技术。它可以用来研究蛋白质的亚细胞定位和蛋白质与蛋白质之间的相互作用 ,以及对蛋白质的功能进行生物化学分析 ,将对蛋白质组研究及医学生物学的发展有很大的推动作用。较系统地介绍了蛋白质芯片的概念、制作及检测方法 ;同时也讨论了蛋白质芯片的两种功能形式、存在问题和应用前景。     

发现靶向蛋白质间相互作用的小分子药物研究进展

蛋白质-蛋白质相互作用在多种细胞功能中具有重要的作用。靶向蛋白质-蛋白质相互作用已经成为新药发现的重要策略,但发现能阻断蛋白质-蛋白质相互作用的小分子药物是一个巨大的挑战。尽管如此,近年来人们还是发现了许多能调控蛋白质-蛋白质相互作用的小分子。该文主要总结了在病毒进入、细胞凋亡通路和神经退行性疾病等方面的蛋白质-蛋白质相互作用小分子抑制剂的研究进展。     

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.     

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。     

蛋白质表面氨基酸特性研究进展

分布在蛋白质分子表面的暴露于溶剂的氨基酸所具有的一些特性对蛋白质的折叠和聚合过程、蛋白质一蛋白质相互作用以及蛋白质的功能具有重要影响。本文分析了蛋白质表面氨基酸在疏水性、保守性、静电势及结构方面的一些特性,阐述了近年来国际上利用这些特性对蛋白质一蛋白质相互作用界面进行预测的方法,最后介绍了几款预测蛋白质表面氨基酸的软件。     

蛋白质折叠类型分类方法及分类数据库

蛋白质折叠规律研究是生命科学重大前沿课题,折叠分类是蛋白质折叠研究的基础。目前的蛋白质折叠类型分类基本上靠专家完成,不同的库分类并不相同,迫切需要一个建立在统一原理基础上的蛋白质折叠类型数据库。本文以ASTRAL-1.65数据库中序列同源性在25%以下、分辨率小于2.5的蛋白为基础,通过对蛋白质空间结构的观察及折叠类型特征的分析,提出以蛋白质折叠核心为中心、以蛋白质结构拓扑不变性为原则、以蛋白质折叠核心的规则结构片段组成、连接和空间排布为依据的蛋白质折叠类型分类方法,建立了低相似度蛋白质折叠分类数据库——LIFCA,包含259种蛋白质折叠类型。数据库的建立,将为进一步的蛋白质折叠建模及数据挖掘、蛋白质折叠识别、蛋白质折叠结构进化研究奠定基础。     

蛋白质表面氨基酸特性研究进展

分布在蛋白质分子表面的暴露于溶剂的氨基酸所具有的一些特性对蛋白质的折叠和聚合过程、蛋白质-蛋白质相互作用以及蛋白质的功能具有重要影响。本文分析了蛋白质表面氨基酸在疏水性、保守性、静电势及结构方面的一些特性,阐述了近年来国际上利用这些特性对蛋白质-蛋白质相互作用界面进行预测的方法,最后介绍了几款预测蛋白质表面氨基酸的软件。     

三硝基甲苯对大鼠晶状体中可溶性蛋白质、巯基及二硫键含量的影响

我们采用三硝基甲苯（ＴＮＴ）与大鼠晶状体体外培养的方法,动态观察了晶状体中可溶性蛋白质、非蛋白质巯基、蛋白质巯基、蛋白质结合巯基及二硫键含量的变化,发现随着三硝基甲苯作用时间的延长,可溶性蛋白质、非蛋白质巯基及蛋白质巯基均减少,蛋白质结合巯基及二硫键交联的蛋白质含量增加,其中可溶性蛋白质、非蛋白质巯基及二硫键含量的变化皆达到了统计学上显著意义水平（Ｐ＜０．０５）。     

制备用于结晶的蛋白质样品

制备高质量蛋白质晶体是通过X射线衍射解析蛋白质分子三维结构的关键环节,是结构生物学领域中的瓶颈问题之一。蛋白质的结晶受多因素控制,其中蛋白质样品自身的质量是影响蛋白质能否结晶及晶体质量好坏的关键因素。我们从蛋白质纯度、可溶性、均一性及表面修饰等方面介绍了如何获得适于结晶的蛋白质样品,以及如何借助相关仪器检测蛋白质样品的质量,预测蛋白质的可结晶性。     

固有无序蛋白质及逆境胁迫下的分子功能

固有无序蛋白质是一类在生理条件下缺乏稳定三维结构而具有正常功能,参与信号转导、转录调控、胁迫应答等多种生物学过程的蛋白质.植物中许多逆境响应蛋白是固有无序蛋白质,通过其结构无序或部分无序区域在蛋白质 蛋白质、蛋白质 膜脂、蛋白质 核酸的互作中发挥重要作用.本文主要对固有无序蛋白质的类别、氨基酸组成和结构特点以及在逆境胁迫下其稳定细胞膜、保护核酸和蛋白质、调控基因表达等分子功能进行综述,以拓展对逆境胁迫下蛋白质作用分子机制的认识.     

ROS介导的蛋白质氧化的生化机制

活性氧（reactive oxygen species,ROS）介导蛋白质氧化的生化机制。ROS可以通过直接诱导蛋白质主链和侧链氧化,也可通过脂质过氧化和糖基化等过程间接诱导蛋白质氧化,从而导致蛋白质主链断裂、侧链β-切除、蛋白质羰基化以及蛋白质-蛋白质交联,最终导致机体生理和病理的改变,乃至加速衰老过程。该文介绍ROS介导蛋白质氧化的生化机制。     

蛋白质组研究的技术体系及其进展

随着后基因组时代的到来,蛋白质组研究越来越受到国内外科学工作者的密切关注, 我国国家自然科学基金委员会已把蛋白质组研究列为重大科研项目.概述了蛋白质组研究中的基本技术,包括双向凝胶电泳的样品制备和分离、蛋白质的检测、凝胶图像分析、蛋白质的鉴定以及蛋白质数据库构建等,并就蛋白质鉴定的常用方法如氨基酸组成分析方法、蛋白质末端序列分析、肽质量指纹谱作了详细阐述.直观地列出了蛋白质组研究的技术体系流程图,着重介绍了蛋白质组研究的最新技术及其进展.     

人类蛋白质互作网络hub蛋白与其结构域关联分析

hub蛋白质作为参与较多互作的“中心蛋白”,在实现蛋白质功能和生命活动中发挥着关键作用．而结构域作为蛋白质上的基本功能区域,决定着蛋白质功能及蛋白质互作的情况．互作网络中hub蛋白质和结构域对于蛋白质功能的实现均起到决定性的作用．对蛋白质互作与结构域的关系分析表明,蛋白质互作与结构域之间存在着密切的联系．对人类蛋白质互作网络中的hub蛋白与结构域进行关联分析,探讨hub蛋白及其互作partner与结构域数目之间的关系．并通过hub蛋白质之间的互作对相应结构域的关系进行进一步的论证．     

双杂合系统及其应用

蛋白质与蛋白质的相互作用是生物体内包括复制、转录、分泌、信号传导、代谢等生命活动得以进行的物质基础．以基因工程技术为基础的双杂合系统可以在体内检测蛋白质与蛋白质的相互作用,并推广应用到寻找同某已知蛋白质相互作用的未知蛋白质,直接克隆未知蛋白质的基因,鉴别同已知蛋白质相互作用的关键氨基酸残基,绘制蛋白质联系图谱等．双杂合系统在药物设计中的应用使其具有更重大的实用价值．     

自组装蛋白质芯片——功能蛋白质组学的新工具

传统的蛋白质芯片制备需要进行繁琐的蛋白质表达与纯化。同时,由于蛋白质活性不稳定,蛋白质芯片不宜长期保存。新一代自组装蛋白质芯片,利用无细胞表达体系和DNA固定技术,能够将蛋白质即时、原位表达并固定在芯片上,有效地解决了传统蛋白质芯片的制备和保存问题。目前自组装蛋白质芯片已初步用于大规模蛋白-蛋白质相互作用的筛选,以及鉴定免疫优势抗原等研究。该文介绍了近年自组装蛋白质芯片技术的进展和应用研究。