无序蛋白质的判定及其结构、功能和进化特征

固有无序蛋白质(intrinsically disordered proteins,IDPs)是天然条件下自身不能折叠为明确唯一的空间结构,却具有生物学功能的一类新发现的蛋白质.这类蛋白质的发现是对传统的"结构-功能"关系认识模式的挑战.本文首先总结了无序蛋白质的实验鉴定手段、预测方法、数据库;并介绍了无序蛋白质结构(包括一级结构、二级结构、结构域无序性及变构效应)和功能特征;然后重点总结了无序蛋白质在进化角度研究的进展,包括无序区域产生的进化机制、进化速率,蛋白无序性的进化在蛋白质功能进化及生物学复杂性增加等方面的重要作用;最后展望了无序蛋白质在医药方面的应用前景.本文对于深入认识无序蛋白质的形成机制、结构和功能特征及其潜在的临床应用前景具有重要意义.     

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.     

DNA改组技术发展与应用

DNA改组技术是目前蛋白质、酶和单克隆抗体等体外定向进化的高效方法。综述了DNA改组技术的发展及其应用 ,在提高酶活性、蛋白质产量和改善蛋白质 (酶 )的性能等方面具有广泛的应用前景。     

蛋白质微阵列技术及其在医学领域中的应用

蛋白质微阵列是生物芯片的一种,其主要优势在于应用平面上的有序排列的许多管、腔(孔)或各自独立的点来进行样本检测,使大量样本的平行分析成为可能。应用此技术可同时分析诸多蛋白质的生物化学活性、蛋白质与蛋白质间、蛋白质与DNA间、蛋白质与RNA间,以及蛋白质与配体间的相互作用,从而在临床诊断、药物研究、环境监测、食品卫生等方面显示出其广阔的应用前景。     

蛋白质组学技术及其在肺脏疾病研究中的应用

蛋白质组学是旨在研究蛋白质表达谱和蛋白质与蛋白质之间相互作用的新领域,其研究必须依赖高通量、高自动化的技术.简要介绍了蛋白质组分离技术(双向电泳、色谱),蛋白质组分析技术(质谱分析、氨基酸组成分析、蛋白质芯片,Edman降解法测N端序列),蛋白质相互作用技术(酵母双杂交系统、表面等离子共振)以及生物信息学.并从寻找差异表达的蛋白质,寻找用于诊断的疾病相关的标记分子,研究疾病的发病机制三方面介绍了蛋白质组技术在肺脏疾病研究中的应用.     

蛋白质剪切及其应用

蛋白质剪切是一种翻译后修饰事件 ,它将插入前体蛋白的中间的蛋白质肽段 (Intein ,internalproteinfrag ment)剪切出来 ,并用正常肽键将两侧蛋白质多肽链 (Extein ,flankingproteinfragments)连接起来。在此过程中不需要辅酶或辅助因子的作用 ,仅需四步分子内反应。Intein及其侧翼序列可以通过突变产生高度特异性的自我切割用于蛋白质纯化、蛋白质连接和蛋白质环化反应 ,在蛋白质工程方面有广泛的应用前景。     

电喷雾萃取电离技术在蛋白质分析中的应用及展望

电喷雾萃取电离技术(extractive electrospray ionization,EESI)是一种能灵敏地电离固体、液体、气体、黏性样品等复杂基体中痕量大分子和小分子的新兴软电离技术．在简要介绍EESI原理的基础上,着重综述其在蛋白质分析中的应用．与商品化质谱仪器配置的电喷雾电离源(electrospray ionization,ESI)不同,EESI能够在常压条件下最大程度地保留蛋白质在样品中的原始构象,并获得大量具有生物活性的蛋白质离子．由此可见,EESI及类似的技术在蛋白质芯片制备、高分辨率氢/氘交换质谱(蛋白质结构分析)、蛋白质计量等方面具有良好的应用前景．本文也对其发展趋势进行了展望．     

分子振动光谱在蛋白质构象分析中的应用

从50年代初期开始,人们就尝试应用分子振动光谱分析蛋白质二级结构,先后经历了定性阶段和半定量阶段。近五年来,去卷积(Deconvolution)和二阶导数(Second derivative)等提高分辨率方法以及曲线拟合技术的应用,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进展,进入了定量化阶段。已逐渐成为蛋白质构象研究的有效方法之一,引起国内外学术界的重视。蛋白质的结构、功能和作用机理的研究是分子生物学研究的主要课题。随着生命科学的     

毛细管电泳在微生物分离与检测中的应用

毛细管电泳在分离与分析无机离子、有机小分子、生物大分子(如蛋白质、核酸)和微生物(细菌、病毒)等方面应用十分广泛。着重论述了毛细管电泳在微生物分离与检测方面的基本原理、早期探索、存在问题和最新进展。     

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.     

招聘启事

<正>国家蛋白质科学中心·上海(筹)陈勇研究组公开招聘博士后国家蛋白质科学研究上海设施是国家重大科技基础设施,是国家级蛋白质科学研究平台;在设施建设基础上,依托中国科学院上海生命科学研究院,委托生物化学与细胞生物学研究所负责筹建国家蛋白质科学中心·上海(筹),负责设施的运行管理。中心位于浦东新区张江高科技园区中区西部(上海市海科路333号)。中心定位于:支撑国家蛋白质上海设施建设的建设,衔接该设施的运行;聚集培养生命科学与生物技术特别是蛋白质研究的人才,提升国家蛋白质研究能力,进而促进我国蛋白质基础研究的飞跃发展。中心将立足于国家生命科学与生物技术及相关研究领域雄厚的研究基础和创新实力,成为兼具蛋白质科学研究、技术及成果的转化、集成和应用     

日粮蛋白质水平对贵州省梅花鹿鹿茸生长的影响

为寻找贵州省梅花鹿在生茸期的最适日粮蛋白质添加水平,在梅花鹿生茸期对其饲喂不同蛋白质水平日粮,日粮蛋白质水平分别为(Ⅰ:28%;Ⅱ:24%;Ⅲ:20%)。选出4岁梅花鹿27头,随机分配到3个不同组别中(Ⅰ组为9头,Ⅱ组为10头,Ⅲ组为8头)。试验结果表明:在日粮蛋白质水平对鹿茸产量上的影响,Ⅲ组鲜茸重与其他两组存在显著差异(p0.05);在日粮蛋白质水平对鹿茸品质的影响方面,Ⅲ组茸直径、茸干长、茸基围、茸头围、茸干围最高,鹿茸的茸直径、茸干长、茸干围等方面存在显著差异(p0.05);而在鹿茸血重、盘直径、茸基围、茸头围等方面的差异并不显著(p0.05)。     

计算方法在蛋白质相互作用研究中的应用

计算方法在蛋白质相互作用研究的各个阶段扮演了一个重要的角色。对此,作者将从以下几个方面对计算方法在蛋白质相互作用及相互作用网络研究中的应用做一个概述：蛋白质相互作用数据库及其发展;数据挖掘方法在蛋白质相互作用数据收集和整合中的应用;高通量方法实验结果的验证;根据蛋白质相互作用网络预测和推断未知蛋白质的功能;蛋白质相互作用的预测。     

基于电子捕获裂解/电子转运裂解串联质谱技术的蛋白质组学研究

蛋白质组学的兴起带动了质谱技术的快速发展,而质谱技术的进步则拓宽了蛋白质组学研究问题的广度.最近10年内,肽段或完整蛋白质在质谱仪中的裂解技术——电子捕获裂解(electron capture dissociation,ECD)与电子转运裂解(electron transfer dissociation,ETD)逐渐发展起来.ECD和ETD在蛋白质组学中的应用,特别是在蛋白质的翻译后修饰鉴定和自顶而下(Top-down)的完整蛋白质裂解研究中已经展示出了诱人的前景.对ECD和ETD的基本原理、质谱特点、仪器实现、数据解析算法与软件开发,以及在蛋白质组学中的应用进展等方面进行了比较系统全面的阐述,并对当前的研究问题、面临的技术挑战与未来的发展趋势等方面作了深入剖析.     

中华倒刺鲃幼鱼饲料蛋白质需求量的研究

以白鱼粉为蛋白源,设计了6个不同蛋白质含量(20.49%、26.48%、34.20%、41.02%、49.94%和55.86%,分别表示为D1、D2、D3、D4、D5和D6)的等能饲料,采用室内循环水养殖系统,在水温为(27.5±0.5)℃的条件下对中华倒刺鲃幼鱼进行10周的养殖实验,探讨中华倒刺鲃幼鱼对饲料蛋白质的需求量。每个处理设4个重复,每个重复12尾鱼。结果显示：干物质摄食率(FRdm)随饲料蛋白质含量升高呈先降低然后稳定的趋势;蛋白质摄食率(FRp)与饲料蛋白质含量呈正相关关系(r=0.982,p<0.01)。干物质表观消化率随饲料蛋白质含量增加而降低,蛋白质消化率在各组间无显著差异。随饲料蛋白质含量由D1逐渐增加至D4,体重特定生长率(SGRw)、能量特定生长率(SGRe)和饲料效率(FE)均显著增高(p<0.05),而D4、D5和D6组间无显著差异,其中D4组的三个指标值均最高,分别为(0.97±0.04)%/d、(0.87±0.04)%/d、(68.96±3.00)%。蛋白质效率(PER)、蛋白质累积率(PPV)和能量累积率(EPV)在各饲料组间均存在显著差异。以SGRw、SGRe和FE为指标,采用折线模型分析表明,中华倒刺鲃幼鱼的最适饲料蛋白质含量为39.6%－42.2%。     

绿色荧光蛋白

来源于水母Aequorea victoria的绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)现已成为在生物化学和细胞生物学中研究和开发应用得最广泛的蛋白质之一. 其内源荧光基团在受到紫外光或蓝光激发时（λ_max=395 nm, 小峰在479 nm）可高效发射清晰可见的绿光. GFP的高分辨率晶体结构为了解和研究蛋白质结构和光谱学功能关系提供了一个极好的机会. GFP已成为一个监测在完整细胞和组织内基因表达和蛋白质定位的理想标记. 通过突变和蛋白质工程构建的GFP嵌合蛋白在生理指示剂、生物传感器、光化学领域以及生产发光纤维等方面展示了广阔前景.     

鲮鱼最适生长的营养素需要量研究

应用正交方法配制18种试验饲料,测其各营养素对鲮鱼的生长比速、肥满度及体蛋白质增重率作用的大小为:蛋白质>糖>混合无机盐>脂肪,其中蛋白质(P<0.005)和糖(除肥满度外,P<0.025)为主要的营养素;脂肪和混合无机盐,在本试验条件下,其作用并不明显(P>0.05)。每100克鱼(湿重),每日的最适生长的营养素需要量为:蛋白质0.70—0.80克、糖0.50克、脂肪0.10克,以及饲料中含14％的混合无机盐和17％的纤维素。虽体脂肪和水份的含量与营养素脂肪的水平有一定关系,但显著地受营养素蛋白质水平的影响(分别为P<0.025和P<0.01)。体脂肪随营养素蛋白质水平的增加而增高;水份则随营养素蛋白质水平的增加而下降。体脂肪(Y)与水份(X)之间存在负的相关关系,其关系式为:Y=60.3063-0.7643X。体脂肪和水份的含量,占鱼体重的78.33±0.25％。用无蛋白饲料饲养试验的结果,鲮鱼的体氮维持量为:14毫克氮/100克鱼(湿重)/日。     

顺铂作用卵巢癌细胞株的蛋白质组学研究

应用蛋白质组学技术观察顺铂作用于人卵巢癌SKOV3细胞株后蛋白质分子的表达差 异, 探讨蛋白质组学方法在化疗药物抗肿瘤作用机制研究方面的应用. 用顺铂(6 mg/mL)作用人卵巢癌SKOV3细胞6 h, 分别收集实验组与对照组细胞, 裂解并提取细胞内总蛋白; 以固相IPG胶条(17 cm, pH4~7)为载体, 进行第一向等电聚焦和第二向SDS-PAGE电泳, 得到实验组与对照组双向电泳凝胶图; 经考马斯亮蓝染色后, 在PDQuest软件的辅助下进行实验组与对照组蛋白质表达的比较, 选择并切取明显差异点共11个, 经肽质量指纹谱(PMF)和串级质谱(MS/MS)分析, 检测出差异点中包含的主要蛋白. 通过质谱分析显示, 顺铂处理后表达明显上调的有原肌球蛋白家族、肌动蛋白家族、热休克蛋白60(HSP60)、磷酸丙糖异构酶(TIM)家族等; 表达下调的有烯醇酶家族等. 这几类蛋白质多参与细胞内能量代谢、细胞形态维持、细胞转化凋亡等生理过程, 提示顺铂的抗肿瘤机制可能与此有关.     

帕金森病路易(小)体的蛋白质生物信息学数据分析

原发性帕金森病(idiopathic Parkinson's disease,PD)的主要病理特征之一是出现于中脑特定脑区黑质致密部(substantia nigra pars compacta,SNpc)多巴胺能神经元的路易(小)体(Lewy bodies,LBs),PD病人LBs和/或路易轴突也出现于脑内其他脑区非多巴胺能神经元,比如蓝斑(locus coeruleus,LC)等脑干个别脑区去甲肾上腺素能神经元、额前叶皮层(prefrontal cortex,PFC)、颞叶皮层(temporal cortex,TC)等大脑多个脑区胆碱能神经元．为了明确LBs的蛋白质构成,本文通过蛋白质生物信息学数据分析,就LBs的蛋白质构成归纳了5个方面的要点：a．LBs的组织结构单元是α-突触核蛋白(α-synuclein,α-SYN)表征的2类纤维状聚集物和6类非纤维状聚集物(通常被称为寡聚物);b．病理性α-SYN在LBs内存在5种化学修饰形式;c．19个α-SYN相关蛋白质分别与α-SYN共定位于LBs;d．117个LBs的已知蛋白质被划分为10组不同蛋白质功能群组;e．LBs的蛋白质组学鉴定数据库包含了分别在LC、SNpc和PFC脑区组织水平鉴定的84、124和120个候选蛋白质,在TC脑区细胞水平鉴定的108个候选蛋白质,以及在TC脑区亚细胞水平鉴定的29个候选蛋白质．上述要点广泛、深入地概括了LBs的蛋白质构成．     

血清蛋白质指纹图谱模型在子宫内膜异位症诊断中的应用

用表面加强激光解析电离飞行时间质谱(SELDI-TOF-MS)和蛋白质芯片检测子宫内膜异位症(endometriosis,EM)患者血清蛋白质指纹图谱,探讨诊断模型在EM诊断中的临床应用价值。用SELDI-TOF-MS技术和H4蛋白质芯片检测16例EM和16例正常女性的血清蛋白质指纹图谱,并建立诊断模型。然后,对16名健康人和16例EM患者样本进行盲法测试验证该模型。筛选出4个有明显表达差异的蛋白质,其质荷比(m/z)分别为8141、6096、5894、3269。建立的诊断模型对EM检测的灵敏度为87.5%(14/16),特异性为93.75%(15/16),总准确率为90.625%(29/32)。SELDI-TOF-MS对小样本的EM诊断具有较高的敏感性和特异性,在EM的诊断及标志物筛选等方面具有较好的诊断价值。