不同植物中推定蓖麻烯合酶基因的生物信息学分析

利用Gen Bank中已登录的完整的麻风树、乳浆大戟、蓖麻和乌桕中的13个蓖麻烯合酶(Casbene synthase,CS;EC 4.6.1.7)基因序列,通过生物信息学方法对其核酸及氨基酸序列、组成成分、导肽、信号肽、跨膜结构域、疏水性/亲水性、蛋白质的二级结构、三级结构及功能域等进行了分析预测。结果表明,13个CS基因的ORF长度均在1 647~1 845 bp,蛋白分子量均在63.0~70.8 k D,终止密码子为TGA或TAA,理论等电点均小于7.0,表明CS蛋白呈酸性。氨基酸含量最高的均为亮氨酸。核苷酸同源性比较分析表明,CS基因主要分为两类。导肽预测发现其中6个CS具有导肽,均为叶绿体导肽。信号肽和扩模结构域预测发现这些CS不存在信号肽和跨膜结构域,肽链整体呈现为亲水性。这些CS的主要二级结构元件为α-螺旋,并且都包含两个萜类合酶功能域。以上研究为进一步探索CS基因的功能提供一定理论依据。     

HIV-1 TAT蛋白转导肽的研究进展

TAT蛋白转导肽是人类免疫缺陷病毒1型(human immunodeficiency virus type 1, HIV-1)编码的一段富含碱性氨基酸、带正电荷的多肽,属于蛋白转导域家族的一员。长期研究发现其全长及11个碱性氨基酸富集区的核心肽段(YGRKKRRQRRR)不仅能够在包括蛋白质、多肽及核酸等多种外源生物大分子的跨膜转导过程中具有重要作用,而且能够携带这些外源生物大分子通过活体细胞的各种生物膜性结构(如细胞膜和血脑屏障等)并发挥生理功能,但其跨膜转导机制仍不明确。新近研究还发现TAT核心肽段在促进外源蛋白高效表达过程中也具有重要作用,能够显著增加外源蛋白高效、可溶性表达的水平,显示了TAT蛋白转导肽的新功能。以TAT蛋白转导肽跨膜转导作用的长期研究背景为基础,分别从TAT蛋白转导肽的结构特点、其跨膜转导作用的影响因素及其作用机制等方面进行了系统综述,进一步结合TAT蛋白转导肽的最新研究进展分别从药物研发、机制探索及新功能的开发等方面展望了后续研究方向与应用价值,不仅为深入阐述TAT蛋白转导肽的跨膜转导作用的功能意义提供了参考依据,而且为TAT蛋白转导肽在微生物工程及蛋白质工程等领域的潜在应用价值提供了重要参考信息。     

几种植物类伐昔洛韦水解酶基因的生物信息学分析

以拟南芥和蓖麻为重点,利用生物信息学对不同植物的类伐昔洛韦水解酶(valacyclovir hydrolase-like,VACVase-Like)蛋白的理化性质、保守结构域、信号肽、跨膜结构域、导肽、亲疏水性、二级结构及三级结构等进行预测和分析,并构建了该家族系统发生树。结果表明,除了可可树属于稳定蛋白外,其余均属于不稳定蛋白。该基因家族均含有明显的信号肽、导肽、跨膜结构和亲疏水结构,且结构组成上相似,属于分泌蛋白,但是对亚细胞定位分析发现,在不同植物中存在和发挥功能部位均不相同。分析结果可为植物VACVase-like的研究提供有价值的信息,为进一步研究其在植物体内的功能和作用机理提供依据。     

哺乳动物非经典分泌信号肽介导重组EGFP蛋白向毕赤酵母细胞壁转运

为探索哺乳动物非经典分泌信号肽在毕赤酵母表达系统中引导重组蛋白分泌的作用,本研究将一段来源于小鼠同源异型框蛋白(En2)的分泌信号序列(SS)融合至EGFP蛋白的N端,在毕赤酵母中表达。实验结果显示SS信号肽能通过一种不同于经典的内质网-高尔基体分泌通路的方式将EGFP蛋白分泌至细胞膜表面,与α交配因子前导肽相比,显著降低了细胞的内质网压力。本研究提示哺乳动物非经典分泌信号肽可作为递送重组蛋白至酵母膜表面的一项工具。     

不同信号肽对胞外β-(1,3)-葡聚糖酶在巴斯德毕赤酵母中表达的影响

目的:在胞外β-(1,3)-葡聚糖酶成熟肽的N端添加不同类型的信号肽,研究不同信号肽对其在巴斯德毕赤酵母中表达水平的影响。方法:通过融合PCR方法将α成熟交配因子(MFα)、成熟交配因子Pre肽(αPre)和共翻译转运信号肽(Bip信号肽)等3种信号肽的DNA片段连接至胞外β-(1,3)-葡聚糖酶成熟肽基因的5′端,利用PCR扩增包含其自身信号肽的胞外β-(1,3)-葡聚糖酶基因,将上述4种基因片段分别插入pPIC9质粒,再转化巴斯德毕赤酵母GS115宿主菌并诱导表达;测定胞外β-(1,3)-葡聚糖酶的活性,检测其表达水平。结果:目前在毕赤酵母中已广泛使用的MFα信号肽介导的胞外β-(1,3)-葡聚糖酶表达水平最高,其次是αPre,Bip信号肽介导的该酶表达水平是酶自身信号肽介导的表达水平的2倍。结论:共转运信号肽能够提高胞外β-(1,3)-葡聚糖酶的表达水平。     

蛋白质跨膜运送研究的新进展

本文对(1)分泌蛋白质、线粒体蛋白质跨膜运送的新进展,(2)蛋白质跨膜运送过程中的解折叠、重折叠与分子伴侣以及(3)蛋白质跨膜运送的机理研究概况作了扼要的介绍。     

甜瓜乙烯应答因子基因CmERF Ⅰ-14的生物信息学分析

本研究采用生物信息学的方法对甜瓜数据库中的甜瓜乙烯应答因子基因ERFⅠ-14(登录号:MEL O3C014441)的启动子特性、RNA结构、理化性质、导肽、信号肽、跨膜结构域、蛋白质二级结构、三级结构及功能域等进行预测和推断。结果表明,CmERFⅠ-14基因的开放阅读框(ORF)长645 bp,编码214个氨基酸,蛋白质的分子量约为23 kD,理论等电点为6.59,不存在导肽和信号肽,无跨膜结构域,二级结构中最主要的结构元件是无规则卷曲,包含一个AP2/ERF功能结构域,预测到8个可能的互作蛋白和多个启动子元件,没有预测到CpG岛。系统发育分析发现,其与黄瓜ERF3-like蛋白(XP_004140127.1)亲缘关系最近。     

SPEXIN生物学功能研究进展

Spexin(SPX)是一种多向性功能肽类物质,它包括信号肽序列、成熟肽片段及两侧的切割位点,广泛表达于多种器官和组织中。SPX在机体能量代谢、食欲、排便、痛觉、水盐平衡等生理功能中发挥重要作用。SPX还可作为循环系统中的内分泌信号和中枢神经系统中的神经递质发挥生物学作用,其潜在的临床应用价值亟待进一步探索。本文就SPX的结构及生物学功能进行综述。     

基于多拷贝鳜鱼β-防御素基因的重组毕赤酵母菌株构建

鳜鱼β-防御素(Siniperca chuatsi β-defensin,ScBD)作为一种重要的蛋白质免疫因子,在其抵御病原微生物侵染的过程中起到了重要的作用,被认为是开发天然抗菌剂的理想候选者.ScBD的初级结构含信号肽和成熟肽,后者由43个氨基酸残基组成,决定了其生物学活性.通过同源建模法预测了ScBD的空间结构...     

蛋白质跨线粒体膜运送的研究进展

线粒体拥有约1000种蛋白质,其中98％以上系由细胞核编码,在细胞质核糖体上以前体形式合成,之后再运至线粒体,经跨膜运送并分选定位于各部分。现对定位于外膜、基质和内膜的蛋白质的运送途径的研究进展作一扼要介绍。脱血红素细胞色素c是细胞色素c的前体,它不含导肽,对其转运的研究概况也作了评述。     

支原体膜的结构与功能——支原体膜上ATPase动力学参数的测定

ATP(asc)是生物膜上一种重要的酶,它不仅参与能量代谢,物质运送,氧化磷酸化等重要生化过程,而且它与膜上磷脂的结合状态,将影响膜的流动性,从而影响膜的其他功能。因此,研究ATP_(asc)的性质和功能,对生物膜的结构与功     

信号肽结构有种属特异性变异

虽然与蛋白质分泌有关的信号肽在原核和真核生物中具有相同的模式,即由带正电荷的短氨基末端(N区)、具有较强极性并含有信号肽酶切割位点的羧基末端(C区)和处于两者之间的中心疏水区(H区)组成的一段短肽,但在应用统计学方法对原核和真核信号肽的长度和三个区的氨基酸组成进行比较之后,发现信号肽在种属之间存在明显的不同。首先,真核生物的信号肽平均长度较来自原核的短,而革兰氏阳性菌的信号肽又长于革兰氏阴性菌。其次,信号肽N区碱性氨基酸残基的组成存在种属差异。在H区,真核生物信号肽具有更高的疏水性。在不同种类生物中,信号肽C区的差异则与信号肽酶的专一性的细小差别     

木质素生物合成酶CCR基因的生物信息学分析

肉桂酰辅酶A还原酶(Cinnamoyl-CoA reductase,CCR)是催化木质素特异途径的第一个关键酶,是调节碳素流向木质素潜在的控制关节点,对木质素单体的生物合成起着重要作用。通过NCBI数据库收集来自裸子植物、单子叶植物及双子叶植物的35条CCR基因的完整信息,对35条CCR基因的cDNA及其编码的氨基酸序列的进化规律、理化性质、结构域、导肽、信号肽、跨膜结构域、亲/疏水性以及蛋白质结构等性状进行了生物信息学分析与预测,构建了CCR基因的系统发育树。分析结果表明,单子叶植物CCR基因中GC的含量明显高于双子叶植物;CCR基因编码的氨基酸序列存在9个保守区域;所编码氨基酸的理化性质基本一致,但单子叶、双子叶及裸子植物的CCR基因编码主要氨基酸的种类和含量存在着差异;CCR蛋白的N-端存在一个脱氢酶/差向异构酶/辅酶Ⅰ结合蛋白的结构域,无导肽、信号肽及跨膜结构域,属亲水性蛋白;进化树绘制以及同源建模结果表明,CCR基因的进化和植物的进化基本一致,CCR蛋白三级结构模型的空间结构稳定,建模结果可靠。分析结果对于深入研究CCR蛋白在木质素合成中的作用具有一定的理论指导意义。     

信号肽捕获系统

细胞外蛋白质和细胞膜表面受体在生物体个体发育、生理功能的发挥及各种病理过程的演进中起着重要作用。信号肽捕获系统是基于信号肽学说建立起来的一种功能性基因克隆方法,该方法可以专一性地克隆编码分泌型蛋白质以及Ⅰ型、Ⅱ型跨膜蛋白质分子的编码基因。本文对已发表的信号肽捕获系统及其工作原理、设计思路作一介绍。     

丙酮酸氧化酶激活机制的研究——α-肽与磷脂囊的结合

 丙酮酸氧化酶既能被两性脂类激活,也能被蛋白酶从羧基端切下一个23肽(称α-肽)激活,而且这两种激活方式相互排斥。本文用分离纯化的α-肽,通过测定色氨酸荧光能量转移的方法,证明α-肽能与磷脂囊(vesicle)结合。我们选用两种不同类型的荧光探针,发现α-肽对它们表现不同的色氨酸能量转移效率。α-肽对Dan-syl-DPPE为7.4±1.0％对Dansyl-UAPC为12.5±2.0％。由此推测α-肽的色氨酸残基易与磷脂双层内部疏水区结合,说明α-肽是一种较为疏水的肽。我们推测α-肽在这种外膜酶的激活过程中,提供了与膜结合的部位,在生理过程中起着重要作用。     

大肠杆菌中的蛋白质分泌

目前,在微生物遗传工程中应用的表达载体大多是指导目的基因在宿主的胞质中表达,尽管外源蛋白的产量可达菌体总蛋白的50％以上,但同时也存在不少缺点:(1)高水平表达的外源蛋白容易发生沉降、凝聚,难以重新折叠为正确构象,不易获得有功能的产品;(2)产品纯化工艺复杂;(3)对宿主有毒性作用,导致表达体系不稳定;(4)外源蛋白易被胞内蛋白酶降解。这使得微生物遗传工程的应用受到很大限制。 如果能使在胞质表达的外源蛋白分泌到胞外,既可纠正由子高表达所引起的种种不利。近十年开展了对E.coli中蛋白质定位的深入研究。E.coli的蛋白质最初都是在胞质合成的,通过分泌而定位于膜或周质。例如外膜蛋白A(OmpA)先以前体形式在胞质合成,然后借助信号肽的作用穿过内膜,在分泌过程中信号肽被切除成的成熟蛋白定位子外膜。现在许多作者利用E.coli分泌蛋白的信号肽序列与目的基因相融合,将外源蛋白分泌出胞质。如用碱性磷酸酶(phoA)的信号肽分泌人α干扰素,使产物的稳定性和产量都有所提高,并且可通过简单的物理技术得到产品。E.coli溶血素通过特殊的分泌机制穿越细胞膜分泌至培养基,现已尝试用该系统构建表达载体。 本文从信号肽的作用、成熟蛋白对分泌的影响、宿主在分泌中的作用、E.coli溶血素的分泌以及外源蛋白在E.coli中的分泌等几方面综述近几年研究E.coli蛋白质分泌的进展。     

抗微生物肽CRAMP联合抗生素分散铜绿假单胞菌生物被膜的增效作用研究

【目的】研究修饰后的鼠源抗微生物肽CRAMP联用抗生素对铜绿假单胞菌PAO1成熟生物被膜的分散作用,为临床联合应用抗生物被膜药物提供理论依据。【方法】采用微量肉汤稀释法测定CRAMP修饰肽和抗生素对PAO1的最低抑菌浓度(MIC)、最低杀菌浓度(MBC)和生物被膜最小根除浓度(MBEC);采用时间杀菌曲线(time-kill curve,TKC)法测定CRAMP修饰肽及抗生素单用和联用对PAO1成熟生物被膜的杀菌活性;采用菌落计数法和激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)评估CRAMP修饰肽联用抗生素对PAO1成熟生物被膜的分散作用。【结果】与单用抗生素组相比,除2种碳青霉烯类药物和4种β-内酰胺类药物,其他抗生素联合CRAMP修饰肽后的MBEC值均有不同程度的下降,万古霉素、罗红霉素和阿奇霉素下降倍数最明显(4倍)。TKC试验结果表明,CRAMP修饰肽分别联用万古霉素、罗红霉素和阿奇霉素均具有比单用药更快且更强的杀菌作用,尤其是与万古霉素联用仅在3h时杀灭了全部(100%)的生物被膜细菌。随后,通过CLSM观察发现生物被膜数量、体积、面积和单位面积荧光强度均有明显的变化。【结论】CRAMP...     

食品蛋白质中血管紧张素转化酶抑制肽的研究

血管紧张素转化酶Ⅰ (angiotensinIconvertingenzyme ,简称ACE)在人体血压调节过程中起重要的生理作用。源于食品蛋白质中的血管紧张素转化酶抑制肽 (angiotensinIconvertingenzymeinhibitorypeptides ,简称ACEIP)有明显的降血压作用 ,这些肽是通过抑制ACE的活性起降血压作用。文章中综述了来源于各种食品蛋白质的ACEIP的最新研究进展以及两种主要制备方法和评价方法 ,并对食品蛋白质中ACEIP的应用前景进行了展望     

禾谷炭疽菌磷酸二酯酶生物信息学分析

[目的]磷酸二酯酶(Pde)作为G蛋白信号传导途径上的效应酶,发挥着重要作用。该酶已在粟酒裂殖酵母菌、稻瘟病菌等中有相关报道。通过对禾谷炭疽菌中Pde生物信息学分析,以期为深入开展该蛋白定位、功能研究等方面研究,以及实现以控制病原菌G蛋白信号途径功能新的药物靶标的开发提供有力的理论支撑。[方法]基于酿酒酵母中已经报道的典型Pde序列,利用Blastp以及关键词对禾谷炭疽菌蛋白质数据库进行比对、搜索,并通过SMART保守结构域分析、理化性质、疏水性、细胞信号肽、跨膜区结构、亚细胞定位以及二级结构等生物信息学分析,此外,通过对禾谷炭疽菌中的典型Pde与其他物种中的同源序列进行遗传关系比较分析。[结果]明确禾谷炭疽菌中存在2个Pde,上述Pde均含有最低比例的色氨酸,均属于亲水性蛋白,均不含有信号肽以及均定位于细胞质等特征。[结论]通过对比,发现禾谷炭疽菌、酿酒酵母中的Pde具有诸多相同性质,提示不同真菌之间存在的保守性。     

牦牛MT-I/-Ⅱ cDNA分子克隆及其蛋白质结构分析

利用基因特异引物YMTSP1和YMTSP2,通过RT-PCR从牦牛肝脏组织RNA中克隆出了牦牛MT-Ⅰ(Genbank Accession NoAY513744)和MT-Ⅱ(Genbank Accession NoAY513745)基因编码区全长.将牦牛MT-Ⅰ和MT-Ⅱ cDNA序列在CBI上进行同源性搜索发现,牦牛MT-Ⅰ/-Ⅱ编码区序列在不同哺乳动物中相当保守.牦牛MT-Ⅰ和MT-Ⅱ编码的MT-Ⅰ和MT-Ⅱ蛋白分别由61个氨基酸组成,其具有保守的短肽结构如C-X-C,C-C-X-C-C,C-X-X-C等,其决定MT蛋白分子的整个三维结构,在分子进化上十分保守.同时对牦牛MT的疏水性和跨膜区分析表明,牦牛MT蛋白可能不存在跨膜区,也不存在信号肽,是1种非分泌蛋白.并通过同源比较模建,预测和构建了牦牛MT-Ⅰ和MT-Ⅱ蛋白的分子空间结构,表明牦牛MT-Ⅰ和MT-Ⅱ由α-和β-两个结构域组成,在α-结构域含有5个Cys短肽结构,β-结构域有4个Cys短肽结构,且2个结构域由保守的三肽序列KKS相连.