酵母双杂交系统在病原生物学研究中的应用

酵母双杂交系统作为一种新型的研究蛋白质之间相互作用的方法是功能基因组学和蛋白质组学中一种重要的手段,其在病原生物学的后基因组研究中也日益广泛和深入。本文将从病原体与宿主蛋白之间相互作用、病原体内蛋白之间相互作用以及病原体蛋白自身相互作用等三方面作一综述。     

基于子块矩阵马尔可夫聚类识别动态蛋白质相互作用网络功能模块

细胞生物过程具有时序动态性,蛋白质功能模块是驱动细胞生物过程的功能单位。为了蛋白质功能模块识别,本文将细胞生物过程建模为动态时序表达相关蛋白质相互作用网络(DTEPIN);构建子块矩阵以表示动态时序表达相关蛋白质相互作用网络;利用子块矩阵特殊性,分析时空复杂度和并行性;优化设计马尔可夫聚类算法,以识别动态时序表达相关蛋白质相互作用网络中的蛋白质功能模块。为了支持基于子块矩阵马尔可夫聚类过程,本文运用图形处理器并行计算矩阵乘积。实验结果表明,与已有同类算法相比,所设计算法识别的蛋白质功能模块,统计匹配质量更高且精确匹配数量更多。     

GST pull-down联合质谱筛选（肌）营养不良短小蛋白结合蛋白1在小鼠睾丸组织中的相互作用蛋白质

（肌）营养不良短小蛋白结合蛋白1（dystrobrevin binding protein 1,dysbindin-1）是溶酶体相关细胞器生物发生复合体-1(biogenesis of lysosome related organelles complex 1, BLOC-1)的1个亚基,在多种组织细胞中广泛表达;然而,其在睾丸组织中的作用至今尚不明确。为寻找（肌）营养不良短小蛋白结合蛋白1在睾丸组织中的相互作用蛋白质,以进一步研究（肌）营养不良短小蛋白结合蛋白1在睾丸中的作用,本研究首先在Rosetta(DE3)菌种中表达可溶性GST-dysbindin-1融合蛋白,经谷胱甘肽 琼脂糖珠亲和纯化后,与小鼠的睾丸组织蛋白质孵育进行GST pull-down实验,并通过液相色谱串联质谱（LC MS/MS）分析筛选（肌）营养不良短小蛋白结合蛋白1在睾丸组织中的相互作用蛋白质。利用BioGPS数据库聚类在睾丸组织中高表达和特异性表达的互作蛋白质,运用DAVID6.8在线分析工具从细胞组分、分子功能、生物学过程和KEGG通路等方面对筛选出的互作蛋白质进行GO（gene ontology）富集分析。本实验共筛选出108个（肌）营养不良短小蛋白结合蛋白1在睾丸组织中的潜在互作蛋白质,其中98个为尚未报道的（肌）营养不良短小蛋白结合蛋白1相互作用蛋白质,7个为睾丸高表达蛋白质,5个为睾丸特异性表达的蛋白质。这些候选蛋白质主要分布在细胞质、细胞核、细胞膜、细胞外泌体等细胞组分中,通过与蛋白质、核酸等分子结合参与蛋白质翻译和转运、囊泡运输及凋亡等生物学过程以及氨基酸生物合成、溶酶体及蛋白酶体等生物学通路。我们推测,在睾丸组织中（肌）营养不良短小蛋白结合蛋白1可能通过与多种蛋白质相互作用参与精子的发生和受精等过程。     

大规模的酵母双杂交系统在蛋白质相互作用组图谱中的应用

蛋白质-蛋白质之间的相互作用是蛋白质发挥其功能的重要途径之一。通过研究蛋白质组中所有蛋白质之间的相互作用做出蛋白质相互作用对图谱是功能基因组时代许多科学家关注的问题,而大规模的酵母双杂交系统是蛋白质相互作用对图谱的研究中应用较为广泛的策略。近两年来该策略最具代表的实例是用它进行酵母中所有蛋白之间相互作用的检查。但是巨大的蛋白质网络比我们想象要大得多,单一的双杂交系统不能解决所有问题,需要同其它的方法有效地结合。     

GST pull-down联合质谱筛选(肌)营养不良短小蛋白结合蛋白1在小鼠睾丸组织中的相互作用蛋白质北大核心CSCD

(肌)营养不良短小蛋白结合蛋白1(dystrobrevin binding protein 1,dysbindin-1)是溶酶体相关细胞器生物发生复合体-1(biogenesis of lysosome-related organelles complex 1,BLOC-1)的1个亚基,在多种组织细胞中广泛表达;然而,其在睾丸组织中的作用至今尚不明确。为寻找(肌)营养不良短小蛋白结合蛋白1在睾丸组织中的相互作用蛋白质,以进一步研究(肌)营养不良短小蛋白结合蛋白1在睾丸中的作用,本研究首先在Rosetta(DE3)菌种中表达可溶性GST-dysbindin-1融合蛋白,经谷胱甘肽-琼脂糖珠亲和纯化后,与小鼠的睾丸组织蛋白质孵育进行GST pull-down实验,并通过液相色谱串联质谱(LC MS/MS)分析筛选(肌)营养不良短小蛋白结合蛋白1在睾丸组织中的相互作用蛋白质。利用Bio GPS数据库聚类在睾丸组织中高表达和特异性表达的互作蛋白质,运用DAVID6.8在线分析工具从细胞组分、分子功能、生物学过程和KEGG通路等方面对筛选出的互作蛋白质进行GO(gene ontology)富集分析。本实验共筛选出108个(肌)营养不良短小蛋白结合蛋白1在睾丸组织中的潜在互作蛋白质,其中98个为尚未报道的(肌)营养不良短小蛋白结合蛋白1相互作用蛋白质,7个为睾丸高表达蛋白质,5个为睾丸特异性表达的蛋白质。这些候选蛋白质主要分布在细胞质、细胞核、细胞膜、细胞外泌体等细胞组分中,通过与蛋白质、核酸等分子结合参与蛋白质翻译和转运、囊泡运输及凋亡等生物学过程以及氨基酸生物合成、溶酶体及蛋白酶体等生物学通路。我们推测,在睾丸组织中(肌)营养不良短小蛋白结合蛋白1可能通过与多种蛋白质相互作用参与精子的发生和受精等过程。     

福鼎大白茶蛋白质相互作用网络研究

蛋白质相互作用网络的构建可以为探究茶树生长过程中的关键蛋白并预测其功能提供理论参考。以贵州都匀地区福鼎大白茶为研究对象,利用三代Nanopore测序技术和同源比对方法构建福鼎大白茶根、茎、叶差异基因蛋白质相互作用网络,通过网络进一步预测关键蛋白及其功能。结果表明,叶与根、叶与茎、茎与根和根茎叶差异基因蛋白质相互作用网络中的关键蛋白分别为53、39、42和53个,并且预测出了关键蛋白的功能,如TEA003744的功能可能为腺苷酸激酶活性、蛋白质丝氨酸/苏氨酸激酶活性和ATP结合,参与光合作用和蛋白质磷酸化过程;TEA026776可能为发育蛋白,参与细胞分化过程和蛋白质磷酸化过程,还具有ATP结合活性和蛋白激酶活性;TEA019056的功能可能为ATP结合、GTP结合和GTP酶活性,参与过氧化物酶体组织的组成和蛋白质磷酸化等。随后预测出4个网络中打分最高功能模块的功能,并进行拓扑属性分析、功能模块分析、集群注释和聚类分析。研究结果可为鉴定蛋白质的功能、寻找关键蛋白及选育优良品种等提供理论依据。     

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。     

人类转录因子与剪接因子互作网络的构建与分析

转录因子与剪接因子分别是转录和剪接过程中的重要调控蛋白,研究转录因子与剪接因子的偶合作用对理解真核生物的基因表达调控有重要意义。作者基于SpliceAid F、TFclass、HPRD、Biogrid、DIP、Intact和HINT数据库,构建了转录因子和剪接因子的互作网络。使用连通度、聚类系数和中心度对互作网络进行分析;统计了与剪接因子或其它蛋白质相连通的转录因子的个数;通过定义蛋白质互作相对倾向性因子对蛋白质之间的互作倾向性进行评价。结果表明,转录因子与剪接因子以相互间隔1、2、3个蛋白质为主的方式相互偶合;瓶颈蛋白占直接连接转录因子和剪接因子的蛋白质的20%;转录因子与剪接因子的内部互作倾向性强于二者之间的互作倾向性。     

LIM蛋白家族的研究进展

LIM蛋白是分子结构中含有一个或多个LIM结构域的蛋白质家族,该家族中的蛋白质通过其LIM结构域与某些结构蛋白,激酶,转录调控因子等多种蛋白质相互作用,对某些基因的表达,细胞分化与发育,细胞骨架形成等发挥重要调控作用。本文介绍LIM蛋白家族的分类与功能,LIM蛋白及其与其他蛋白之间的相互作用,以及LIM蛋白在心血管系统中的作用。     

结合亲和质谱与生物信息学分析构建TP53BP1的蛋白相互作用网络

蛋白质与蛋白质相互作用(PPIs)是两个或更多蛋白质分子之间通过静电作用、范德华力等建立的高度特异性的物理接触.细胞内的各种蛋白分子通过PPIs进行彼此之间的功能调节、信号通路的交互作用等,从而实现各种生物进程,而异常的PPIs也将导致疾病的发生、发展,其中就包括肿瘤.因此围绕某些和疾病密切相关的关键蛋白构建其相互作用生物网络(interactome)将有助于更好地分析该关键蛋白在疾病中的作用和可能的分子机制.本研究针对抑癌基因p53结合蛋白1(TP53BP1),利用亲和质谱分析鉴定了15个潜在的TP53BP1相互作用蛋白.同时,结合PPI数据库检索构建了与TP53BP1相互作用的蛋白质网络,并对该网络中的蛋白进行了功能富集分析、通路分析,结果显示,TP53BP1相互作用蛋白主要富集在细胞周期、同源重组、错配修复等重要通路,该研究为深入解析TP53BP1的生物学功能及其在肿瘤中的作用奠定了基础.     

双杂交和质谱技术在蛋白质-蛋白质相互作用研究中的应用

基因的功能是由蛋白质来执行的,而蛋白质要通过与其他生物分子相互作用来完成其各种生物功能。因此,如果能够快速做出蛋白质在不同时间、空间和不同环境中的相互作用图谱,就会帮助我们了解这些蛋白质的功能,进而了解许多生命活动的机制。目前,用于大规模研究蛋白质间相互作用的方法主要有酵母双杂交系统及其衍生系统、亲和纯化与质谱分析联用技术,前者用于研究蛋白分子间的两两相互作用,后者用于研究蛋白质复合物间的相互作用。本文主要阐述了酵母双杂交、细菌双杂交、哺乳动物细胞双杂交、亲和纯化与质谱联用技术在大规模蛋白质相互作用研究中的应用。     

高迁移率族蛋白与真核基因表达调控

高迁移率族蛋白 (high mobility group protein , HMG) 是一系列的染色质相关蛋白,广泛存在于真核生物细胞中,含量丰富,因其在聚丙烯酰胺凝胶电泳中的高迁移率而得名 . HMG 蛋白家族可分为 HMGB 、 HMGA 和 HMGN 三类亚家族,各亚家族有其特征的结构域,这些结构域介导了 HMG 和 DNA 或染色质相关区域的相互作用 . 现已发现这些蛋白质具有多种重要生物学功能,其中几乎所有 HMG 都可以通过修饰、弯曲或改变染色质 /DNA 的结构,促进各种蛋白质因子形成大分子复合物来调节基因转录 .     

两种实验技术在蛋白质-蛋白质相互作用检测中的应用

蛋白质是生命活动的主要承担者。蛋白质种类繁多,结构多样,具有十分广泛的生物学功能,可作为载体蛋白、酶蛋白和信号肽等参与调控细胞内的各种代谢活动。生物体内蛋白质与其他分子的相互作用,尤其是蛋白质-蛋白质之间的相互作用,是蛋白质行使这些重要生物学功能的基础。通过研究可以相互作用的蛋白质形成的各种复合体,对揭示蛋白质的功能,更清楚地阐明细胞生长、发育、分化和凋亡的生命活动规律,为重大疾病的预防、治疗和新药开发提供了理论基础。目前科研工作者在基于分子生物学、生物化学、微生物学和生物物理学的基础上已经发展出了许多蛋白质相互作用的研究技术,本文着重对现有研究方法中的生物膜干涉技术和微量热泳动技术进行介绍和综述。     

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．     

LIM蛋白家族的研究进展

LIM结构域是一种在进化上高度保守的双锌指结构,LIM蛋白在很多基本的生物学过程中起重要作用。本文综述了LIM蛋白家族成员的性质、生物学功能,以及LIM蛋白与其他蛋白质的相互作用等方面的进展。     

GGN3与GGNBP2的相互作用及作用区域确定

生殖细胞缺陷症(gcd)小鼠突变体是上世纪90年代初发现的一种不育突变小鼠,FancL(也叫Pog)的缺失是产生god突变小鼠的原因。FANCL是一种含有PHD结构域的泛素E3连接酶,是Fanconi贫血复合物中的组分之一。在生殖细胞中,FANCL与GGN1和GGN3相互作用,而GGN1和GGN3蛋白的功能还不清楚。为了研究GGN3的功能,揭示更多的参与该过程的蛋白质,运用Clontech公司新开发的第三套酵母双杂交系统以GGN3为诱饵从成年小鼠睾丸cDNA库中筛选与其相互作用的蛋白分子。发现了一个精子生成期间在睾丸中特异性高表达的基因Ggnbp2,免疫共沉淀分析表明,Ggnbp2编码的蛋白质产物GGNBP2在哺乳动物细胞中与GGN3特异相互作用。通过构建突变体,确定了GGNBP2蛋白与GGN3相互作用的区域。以上结果为揭示GGN3和GGNBP2在生殖发育中的功能、丰富生殖细胞发育的蛋白调控网络及其调控规律奠定了一定的基础。     

叶绿体蛋白质组研究进展

亚细胞蛋白质组学是近年来蛋白组学研究中的一个热点。通过细胞器的纯化和亚细胞组分的分离,降低了样品的复杂性,增大了相应蛋白质组分的富集,有利于由此分离获得的蛋白质的序列分析及功能鉴定。叶绿体蛋白质组为植物亚细胞蛋白质组学研究中相对全面的一部分,利用亚细胞分离结合双向电泳技术系统地鉴定叶绿体中蛋白质组分是获取叶绿体蛋白质信息、确定其功能的重要技术手段。本文就近年来植物叶绿体蛋白质组涵盖的叶绿体内、外被膜、叶绿体基质、类囊体膜和类囊体腔蛋白的研究进行综述,以全面认识叶绿体蛋白的组成、特点及其在叶绿体生理生化代谢网络中的作用。     

PLK1是DNA内切酶CtIP的新相互作用蛋白

CtIP是DNA双链断裂修复中的关键蛋白之一,它能够促进断裂DNA末端切割,并且是一种已知的抑癌基因,与许多参与癌变过程的蛋白质如BRCA1,Rb等相互作用。为了更好地理解CtIP的分子网络,我们用在线工具PrePPI预测CtIP相互作用蛋白,发现PLK1是新的CtIP相互作用蛋白。PLK1在有丝分裂和癌症进展中发挥重要作用。我们进一步通过免疫沉淀法验证了它们的相互作用。 结果显示PLK1与CtIP有较强相互作用。此外,还采用Frodock 2.0工具对接CtIP和PLK1之间的蛋白质相互作用。最后,免疫沉淀测定和免疫荧光染色结果显示这两种蛋白质之间的相互作用与DNA损伤相关。基于这些结果,我们提出CtIP-PLK1相互作用可能在DNA损伤反应以及其他生物过程中发挥重要作用。     

JunD的结构功能特征及其在肿瘤发展中的作用

JunD是一种属于多功能激活剂蛋白-1（activating protein-1,AP-1) 家族的转录因子,可以激活或抑制多种靶基因的表达.在生长发育过程中,在各种细胞类型中都呈现出组成性表达.近20年的临床数据及分子生物学研究表明,JunD蛋白的功能受多个复杂过程调控,包括转录控制、转录后调节、蛋白质翻译后修饰及蛋白-蛋白相互作用等.JunD基因表达的精细调控及JunD蛋白与其它蛋白之间的相互作用可调节细胞增殖、分化和凋亡等过程.JunD蛋白活性异常会导致肿瘤、代谢及病毒类疾病的发生.JunD蛋白的转录激活及抑制受1个复杂调控网络调控,在这个网络调节下,JunD蛋白在细胞的生长调控过程中发挥重要作用.本文就JunD基因表达的调控机制及其与肿瘤之间关系的最新研究进展做一综述.     

高等植物的LRR蛋白：结构与功能

ＬＲＲ结构存在于细胞定位和功能上各不相同的多种蛋白质中,与蛋白质之间的相互作用和细胞内信号传递过程密切相关。植物中含ＬＲＲ的蛋白主要有类受体蛋白激酶,抗病编码的蛋白和多聚半乳糖酸酶抑制蛋白等,它们分别在细胞的生长发育,抗病反应等过程中发挥着重要作用,其相似的ＬＲＲ结构为从分子水平上研究这些蛋白的作用机制提供了结构基础。