“溴”结构域研究进展

“溴”结构域是近10年来发现的广泛存在于等多种生物中的一种保守结构域,一般由60－110个氨基酸残基组成。二级结构为双性α－螺旋,三组结构为左手上下四螺旋束状结构,含一个疏水穴。“溴”结构域是一种乙酰赖氨酸结合域,主要功能是介导蛋白质－蛋白质间的相互作用。已经登录的“溴”结构域蛋白质家族有50多种,其多数成员与基因的转录调控有关,涉及核小体的装配、基因的激活和（或）共激活、酶活性的调节诸多方面。     

蛋白质结构与功能中的结构域

结构域是蛋白质亚基结构中的紧密球状区域.结构域作为蛋白质结构中介于二级与三级结构之间的又一结构层次,在蛋白质中起着独立的结构单位、功能单位与折叠单位的作用.在复杂蛋白质中,结构域具有结构与功能组件与遗传单位的作用.结构域层次的研究将会促进蛋白质结构与功能关系、蛋白质折叠机制以及蛋白质设计的研究.     

真核生物基因表达的调控元件——绝缘子

在真核生物基因组中,绝缘子（ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）既是一种边界元件,又是一种控制基因表达的调控元件。目前在果蝇和鸡等的基因组中已发现多个绝缘子,它们是通过阻断邻近的调控元件与其所界定的启动子之间的相互作用而产生调控效应。绝缘子的调控是一个由许多蛋白质因子参与的复杂过程,对绝缘子功能的进一步研究,将为解开真核生物基因表达的调控之谜提供有力的证据。１　绝缘子及染色质边界元件真核生物染色体是由一系列各自独立的高度有序的染色质结构域组成,这些结构域在功能和结构上都是独立的,它们是由边界元件所界定。迄今为止…     

动态规划算法对GenoCAD设计结果的优化

GenoCAD(www.genocad.com)是一种基于Web的免费合成生物学设计软件,用它可以进行表达载体及人工基因网络设计。持续点击代表各种合成生物学标准“零件”的图标,以一种语法进行设计,最后就可以得到由数十个功能片段组成的复杂质粒载体。但是在GenoCAD中,每一类的合成生物学标准“零件”数量众多。随着这些标准“零件”的不断开发,其数量也在进一步增加,目前选择合适的“零件”组装成功能性的质粒载体费时费力并且容易发生错误。在进行载体设计的最后阶段,从众多的“零件”中选择合适的往往比较困难。为解决这一问题,本文采用了自然语言处理的统计语言模型,它最初用于自然语言识别,用来估算一组词串成为一个正确语句的概率的大小。本文最后以该模型为基础应用动态规划算法优化质粒载体设计,从众多的选项中找出最优者。利用这一方法可以减少进行生物学实验的冗余操作,从而减少载体构建过程中的花费。     

植物萜类合成酶3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶的生物信息学分析

采用生物信息学的方法和工具对已在GenBank上注册的橡胶、烟草、辣椒、穿心莲等植物的萜类合成酶3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶的核酸及氨基酸序列进行分析,并对其组成成分、信号肽、跨膜拓朴结构域、疏水性/亲水性、蛋白质二级及三级结构、分子系统进化关系等进行预测和推断。结果表明该类酶基因的全长包括5′、3′非翻译区和一个开放阅读框,无信号肽,是一个跨膜的亲水性蛋白,包括两个功能HMG-CoA结合motif及两个功能NADPH结合motif,α-螺旋和不规则盘绕是蛋白质二级结构最大量的结构元件,β-转角和延伸链散布于整个蛋白质中,蛋白质的功能域在空间布局上折叠成“V”形,“V”形的两臂由螺旋状的N结构域和S结构域构成,中间部分由L结构域构成。     

真菌疏水蛋白结构研究进展

真菌疏水蛋白是由高等丝状真菌产生的小分子量(10kD左右)具有双亲性的蛋白质,它们在真菌生长和发育中起着重要的作用。通过研究发现疏水蛋白具有极高的表面活性,可以在界面通过自组装形成双亲性的蛋白膜,从而改变界面的亲疏水性质。值得注意的是,疏水蛋白的不同功能可归因于其双亲性蛋白质结构,使得其在不同的亲水/疏水界面处自组装以形成两性蛋白膜。基于这样的性质,疏水蛋白已经获得了国内外各领域的广泛应用。疏水蛋白潜在的应用价值激励了人们对其蛋白结构的探究从而解释其自组装机理。此篇综述总结了近些年人们通过不同手段及研究方法来解释疏水蛋白发挥功能的结构基础。     

PDZ结构域介导的PIP脂质信号转导

PDZ结构域是调控蛋白质/蛋白质相互作用的一类重要结构域,能特异结合蛋白质C末端一段有规律的氨基酸序列。含有PDZ结构域的支架蛋白能够组装成超大的蛋白质复合体来调控细胞内的信号转导通路。最新研究表明,PDZ结构域还能与PIP脂质直接相互作用,从而参与调控PIP脂质信号通路。将综合最新研究进展,阐明PDZ结构域与PIP脂质的作用方式,以及对相关PIP脂质信号转导的调控过程。     

高等植物细胞壁中的伸展蛋白

高等植物的细胞壁中有一种富含羟脯氨酸的糖蛋白,称为伸展蛋白。其核心蛋白质具有高度重复序列的结构;次级结构为ppⅡ螺旋;它们在细胞质中合成,由高尔基体分泌到细胞壁内组装。作为细胞壁的结构成份,它们的主要功能是调控壁的伸展,并可能在防御反应和形态发生的调节方面起作用。     

Dicer结构和功能研究进展

摘要: Dicer蛋白是RNA干扰机制的关键组分, 负责siRNA和miRNA的产生。它主要由RNA解旋酶结构域、PAZ结构域、RNaseⅢ结构域和双链RNA结合结构域构成。Dicer的结构特点决定了它所产生的小RNA的结构特点。不同生物体具有不同数量的Dicer, 各Dicer既有功能上各自独立的特点, 同时又有功能的冗余和交叉, 而在进化过程中, Dicer的数量逐渐减少, 功能却逐步整合从而表现出多功能的特点。对Dicer结构和功能进行深入研究, 有助于了解Dicer乃至整个RNAi及相关途径的作用机制, 也有助于揭示它们在进化过程中所表现出的规律和特点。文章对上述Dicer结构及功能特点作简要综述。     

蛋白质结构域研究进展简述

蛋白质是由结构域组成的,结构域是蛋白质结构、功能和进化的单位。结构域通过复制和组合可以形成新的蛋白质,不同结构域间的组合分布并不符合随机模型,而是表现出有些结构域组合能力非常强,有些却很少与其他结构域组合的模式。为了研究结构域的这一组合特性,人们建立了结构域共出现网络。就结构域的定义、常用的结构域数据库以及杂凑性结构域进行了介绍,供感兴趣的初学者参考。     

封面故事

<正>结构域是蛋白质结构和功能的基本组成单位,在细胞功能和生命进化过程中发挥着重要作用。结构域重组、基因序列复制与变异是影响基因组复杂性的三大基本机制。生物体的所有结构域构成了一个典型的复杂系统。将结构域看成网络节点,把结构域     

PDZ结构域的结构特点及其识别特异性配体的机制

PDZ结构域作为介导蛋白质之间相互作用的重要结构域之一,参与到细胞内运输、离子通道、以及各种信号传导通路等多种生物学过程.PDZ结构域是由80~100个氨基酸组成的小的球状结构域,对某些多PDZ结构域蛋白来说,需要一前一后形成串联体才能正确折叠.另外,PDZ结构域相互之间也可以形成同源或异源二聚体.这些PDZ结构域的突出特点是能特异性地识别配体靶蛋白C末端短的氨基酸序列,但有些也能识别靶蛋白的内部β发夹结构.而一些支架蛋白的PDZ结构域与细胞膜上脂类的相互作用则增加了其与膜的亲和性.本文简要概括了PDZ结构域的结构特点及其对配体的各种特异性识别的机制,从而为研究各种PDZ蛋白的功能提供了结构基础.     

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.     

多氨基酰-tRNA合成酶复合物的发生发展

氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase,aaRS)是由管家基因编码的一类古老的蛋白质,其核心功能是催化对应的tRNA和氨基酸形成氨基酰-tRNA,为蛋白质合成提供原料,从而将遗传信息翻译成蛋白质行使细胞的生物功能.随着生物进化的发展,越来越多的aaRS进化出了新的结构域,从而使aaR...     

蛋白质构象病

蛋白质的空间结构又称为三维结构或构象（conformation）,特定的空间构象是蛋白质发挥其各种功能的结构基础。由于蛋白质担负着复杂的生化反应,因此在生物合成以后,蛋白质本身也经历着复杂的生理过程;蛋白质自翻译以后,需进行一系列的翻译后过程,包括跨膜转运、修饰加工、折叠复性、生化反应、生物降解等,这些过程都伴随着蛋白质的结构转换。随着对疯牛病的研究,人们发现：蛋白质分子的氨基酸序列虽不改变,但其空间结构或构象的改变也能引起疾病。同时,越来越多的研究表明,一些遗传性疾病是由于基因突变导致了蛋白质的错误折叠,这些突变并不直接影响蛋白质的功能结构域,但由于蛋白质的错误折叠,干扰了其正确运输,形成对细胞有毒性作用的聚积物。     

碳水化合物活性酶数据库( CAZy) 及其研究趋势简

碳水化合物活性酶数据库（ CAZy）是关于能够合成或者分解复杂碳水化合物和糖复合物的酶类的一个数据库资源,其基于蛋白质结构域中的氨基酸序列相似性,将碳水化合物活性酶类归入不同蛋白质家族。 CAZy数据库中包含了碳水化合物酶类的物种来源、酶功能EC分类、基因序列、蛋白质序列及其结构等信息。而随着宏基因组学技术的快速发展,CAZy数据库中家族内序列数据量剧增,这为家族内进一步进行亚家族分类奠定了基础;而蛋白质家族内新一层精细分类的引入可提高亚家族中酶分子功能预测的准确度,进而可指导酶分子理性设计来提高特定功能酶组分设计的成功概率,从而推动生物质转化产业的发展。     

碳水化合物活性酶数据库(CAZy)及其研究趋势

碳水化合物活性酶数据库(CAZy)是关于能够合成或者分解复杂碳水化合物和糖复合物的酶类的一个数据库资源,其基于蛋白质结构域中的氨基酸序列相似性,将碳水化合物活性酶类归入不同蛋白质家族。CAZy数据库中包含了碳水化合物酶类的物种来源、酶功能EC分类、基因序列、蛋白质序列及其结构等信息。而随着宏基因组学技术的快速发展,CAZy数据库中家族内序列数据量剧增,这为家族内进一步进行亚家族分类奠定了基础;而蛋白质家族内新一层精细分类的引入可提高亚家族中酶分子功能预测的准确度,进而可指导酶分子理性设计来提高特定功能酶组分设计的成功概率,从而推动生物质转化产业的发展。     

革兰氏阳性菌蛋白结构域特征分析

结构域是蛋白质序列中具有独特功能的区域,这些区域影响着蛋白质的功能,因此研究结构域的特征对于了解蛋白质功能很有帮助。构建革兰氏阳性菌蛋白质4个亚细胞位置数据集,对该数据集中的蛋白质进行结构域的搜索和功能分析,找到了革兰氏阳性菌的细胞壁、细胞质、细胞膜和细胞外四个蛋白质区域的结构域。分析这四个位置结构域的功能并在PDBsum数据库中找到了这些结构域的二级结构和三级结构图,利用这些特征信息可以更深入的了解革兰氏阳性菌蛋白质的结构和功能。     

神经生长抑制因子的功能结构域双体

神经生长抑制因子 (neuronalgrowthinhibitoryfactor,GIF)又名金属硫蛋白 III (metallothionein III,MT III) ,是神经系统中第一个被鉴定的具有神经元生长抑制功能的蛋白质 ,β结构域为其功能结构域。为深入系统地研究GIF及其结构域的结构与功能 ,构建了神经生长抑制因子功能结构域双体 (GIFβ β)。PCR扩增得到N端 β结构域和C端 β结构域的cDNA ,酶切后克隆入原核表达载体pGEX 4T 1,经发酵、诱导表达、亲和层析、凝血酶切和进一步纯化 ,每升菌液约可得重组GIFβ β蛋白 6 0mg。测其电泳行为、氨基酸组成、质谱、金属巯基含量等 ,证明得到了目的蛋白质。圆二色性图谱显示 ,GIFβ β拥有金属硫蛋白家族成员的特征———金属巯基簇结构域。MTT还原法测定神经元抑制活性大小为 :GIF >GIFβ β>GIFβ结构域     

TBC蛋白家族成员在人类疾病发生发展中的作用

TBC(Tre-2/Bub2/Cdc16)是真核生物中普遍存在的一种由200个氨基酸残基组成的保守性蛋白质结构域,含有该结构域的蛋白质被称为TBC蛋白。TBC蛋白具有GTPase激活活性,可促进小G蛋白Rab-GTP水解为Rab-GDP,从而参与特异的胞内转运过程。在哺乳动物中,部分TBC蛋白具有十分重要的作用,其功能异常与人类疾病的发生发展密切相关。本文主要介绍了哺乳动物TBC蛋白的结构和功能,以及近年来TBC蛋白在人类疾病发生发展中的作用,以期为深入解析TBC蛋白的致病机制提供参考。