生物信息大分子功能的研究——酵母甘露聚糖对鼠Sarcoma-180瘤生长的抑制效应

酵母甘露聚糖（Mannan,简称Man）是能参与生物信息流影响生物体、特别是在糖基化方面起着重要调控作用的生物信息大分子.它是否能在抑制生物机体中肿瘤生长方面具有重要作用？研究结果表明：酵母甘露聚糖既能使患S-180瘤鼠的体质增强的同时又有抑制其体内所患S-180瘤生长的功效.Man抑制患鼠机体内的S-180瘤生长的功效（抑瘤率）随用量的增加而提高,当Man用量达360 mg（40 mg/Kg/d·9d）时,其抑瘤率达98.4％的最高水平,此时鼠体重增加1.66倍.Man的抑瘤功效有最佳适用量并存在性别敏感性,通常是雄性鼠的抑瘤率高于雌性鼠.Man抑制鼠S-180肿瘤生长的作用优于市售5-氟尿嘧啶的作用.     

激光在研究生物大分子结构与功能中的应用——酵母甘露聚糖波谱性质和形成分子载体的初步研究

为了进一步了解酵母甘露聚糖的精细结构信息,以便研究其功能,我们采用本实验室“拟规模化制备酵母甘露聚糖新工艺”,从废啤酒酵母（工厂下脚料）和市售鲜酵母细胞壁中制取了纯化的酵母甘露聚糖（ｍａｎｎａｎ）。气相色谱法测定它们的糖组分和其相对含量,并且测定和比较分析酵母甘露聚糖与其组份糖的游离形式（甘露糖和葡萄糖）和酸解后的单体糖的可见—紫外吸收光谱和荧光发射光谱,和以Ｈｅ—Ｎｅ激光为激发光源的红外光谱。从中获得了：组份单糖聚合成甘露聚糖和多聚糖再分解成组份糖单体的光谱特征峰;和这些相关样品的光谱特征峰在聚合和分解过程中的变化与相应糖的细微结构变化的相关光谱信息。这些糖结构光谱特征相关信息为我们制备新型分子载体——甘露聚糖的聚合物（ｐｏｌｙｍａｎｎａｎ）和其功能研究提供了研究基础。     

XeCl（308nm）准分子紫外激光对生物大分子酵母甘露聚糖分子结构的辐照效应

激光在农业和医疗等方面已有广泛应用,并且取得增产和一定疗效,但也有费介现象(暂称后继效应或潜在效应).激光辐照生物体虽然是局部的有限时间,但对由多种生物大分子组成的牛物体的影响可能是综合的.为了探索激光生物学效应的分子机理,以便进一步认识和掌握激光的生物学效应,对激光直接辐照有生物活性的生物大分子一酵母甘露聚糖产生的效应进行电镜扫描观察和紫外及红外光谱法分析研究.实验结果表明:308 nm 激光(单脉冲25 mJ,33.3 ml-34.4 ml,脉冲频率2次/s)无论是固定辐照时间(45 s)变化样晶所置距离,或反之固定样品所置距离(290 mm)改变辐照时广开J为15 s、30 s、45 s或60 s,都能引起受照样品的结构(构象)变化,特别足糖分子结构中富含的-OH、-CH-OH、-C-O-c-、-N-C=0、-C=0等结构部件处的IR谱线对激光能最变化影响敏感.它们既是糖分子内或分子间形成氧键和糖苷键的结构基础部件,又是甘露聚糖(Man-nan)糖基化其他生物大分子进而影响它们在生物信息流中作用的重要结构部件.结果显示糖在激光牛物效应中起了不可忽视的作用,这为综合探索激光生物效应分子机理和糖在生物信息传递中的作用提供了重要线索,为选择甘露聚糖作为生物导弹载体提供了参考依据.     

锌酵母中酵母甘露多糖组分的特征和结构

本文研究从锌酵母中分离出的酵母甘露多糖ＸＰ的特征和结构。ＸＰ经全水解和＾１３ＣＮＭＲ谱显示除甘露糖基外,还有少量Ｌ－鼠李糖基和甲氧基。甲基化分析、过碘酸盐氧化、Ｓｍｉｔｈ降解、乙酰解和部分酸水解显示ＸＰ的主链是１→６连接的甘露糖,侧链是１→２连接的甘露糖。＾１Ｈ及＾１３Ｃ ＮＭＲ谱表明所有糖苷键均为α型,结合元素分析ＸＰ基本是酵母甘露多糖和蛋白质以及锌的络合物。     

HIV-1 gp41的酵母表面展示及表达优化

以His标签检测蛋白的表达, 利用酿酒酵母表面展示系统, 成功地将HIV-1 gp41片段锚定在酵母表面, 并检测到gp41的活性。以pMD18T-gp41为模板, 通过PCR技术克隆了gp41基因, 将gp41基因通过双酶切连接到载体pICAS-His上,构建了gp41酵母表面展示载体, 并将其转化至酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)MT8-1中。重组菌经培养, 利用免疫荧光染色方法进行染色, 显微镜观察发现重组酵母细胞表面有绿色荧光, 流式细胞仪结果进一步证实gp41正确折叠展示于酵母细胞表面。采用不同浓度的葡萄糖培养基进行表达优化。当葡萄糖浓度为1%时, 82.46%的酵母细胞表达了gp41抗原; 随着葡萄糖浓度升高, 蛋白表达受到抑制。     

HIV-1 gp41的酵母表面展示及表达优化

以His标签检测蛋白的表达, 利用酿酒酵母表面展示系统, 成功地将HIV-1 gp41片段锚定在酵母表面, 并检测到gp41的活性。以pMD18T-gp41为模板, 通过PCR技术克隆了gp41基因, 将gp41基因通过双酶切连接到载体pICAS-His上,构建了gp41酵母表面展示载体, 并将其转化至酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)MT8-1中。重组菌经培养, 利用免疫荧光染色方法进行染色, 显微镜观察发现重组酵母细胞表面有绿色荧光, 流式细胞仪结果进一步证实gp41正确折叠展示于酵母细胞表面。采用不同浓度的葡萄糖培养基进行表达优化。当葡萄糖浓度为1%时, 82.46%的酵母细胞表达了gp41抗原; 随着葡萄糖浓度升高, 蛋白表达受到抑制。     

HIV-1包膜基因变异的体外研究

采用亚型测定、核苷酸和氨基酸序列测定和同源性分析等方法,观察了HIV-1 ⅢB毒株在实验室长期传代过程中包膜基因变异的情况.研究的毒株包括:经过实验室8年多连续使用而获得的毒株、在MT4细胞长期连续传代而获得的每间隔10代的毒株样品及多次更换宿主细胞传代而获得的毒株.主要结果有:(1)各种毒株包膜基因变异均不显著,核苷酸序列同源性均大于92%,变异距离均小于7.5%,且随着传代数增加核苷酸趋于稳定,代间同源性由92%上升至99%,而变异距离由7.5%下降为0.6%.(2)在传代过程中HIV-1亚型保持稳定,各种毒株均为HIV-1 B3亚型.结果显示HIV在体外长期传代培养的过程中变异不大,遗传性状稳定,可能是体外生长的环境十分稳定,缺乏机体免疫学压力.结果也提示体外长期传代HIV毒株仍然适用于各种HIV的应用研究,用长期传代的方法发展HIV-减毒活疫苗的可能性不大.     

Upregulation of survivin by HIV-1 Vpr

The human survivin gene belongs to the family of inhibitor of apoptosis proteins (IAP) and is involved in apoptosis inhibition and regulation of cell division. The survivin gene is the only member of the IAP family whose expression is known to be regulated through the cell cycle. Survivin expression reaches the highest levels during the G₂/M transition and then is rapidly degraded during the G₁ phase. Here we report that the human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) upregulates Survivin expression via survivin promoter transactivation. Vpr, an HIV-1 accessory protein that induces cell cycle arrest in G₂/M, is necessary and sufficient for this effect. Blocking Vpr-induced G₂/M arrest leads to elimination of the survivin promoter transactivation by Vpr. Our results suggest that Survivin may be actively involved in regulating cell viability during HIV-1 infection.     

南宁市HIV-1/AIDS人群治疗前pol区遗传特性及蛋白结构分析

为探讨南宁市某县艾滋病病毒1型(HIV-1)感染人群中治疗前pol区遗传特性及蛋白结构变化情况,本研究通过RT-PCR扩增pol区部分序列并进行测序,将序列同源比对构建系统进化树;分型确定毒株亚型和斯坦福大学HIV耐药性数据库比对,分析耐药相关位点;SWISS-MODEL蛋白质同源数据库进行建模分析氨基酸的突变对蛋白质结构和功能的影响。本研究在90份HIV-1标本中获得46个pol区有效序列,共发现4种亚型,其中CRF01_AE占76.08%(35/46)、CRF08_BC占15.22%(7/46)、CRF07_BC占(3/46)6.52%、CRF59_01B1占2.17%(1/46);46个序列中有4例(8.69%)出现耐药突变位点,没有针对核苷酸反转录酶抑制剂(NRTI)的耐药突变;针对蛋白酶类抑制剂(PIs)1例,PR蛋白酶的柔性部位I47V位点发生突变,β折叠结构的I84V位点发生突变,都是异亮氨酸突变为缬氨酸;针对非核苷酸反转录酶抑制剂(NNRTI)有3例,2例位于活性中心的Y181C位点由酪氨酸突变为半胱氨酸,1例位于转角处的E138G位点由谷氨酸突变为甘氨酸。研究表明,南宁市某县HIV-1病毒CRF01_AE重组亚型比例最大,未经抗病毒治疗HIV1感染者中已经出现pol区耐药突变株,突变位点主要位于活性中心及柔性部位,传播水平已经处于中等流行状态。深入分析蛋白质与抑制剂相互作用机制,有助于为艾滋病抗病毒及耐药性监测方案提供科学依据。     

禽流感病毒NS1蛋白对细胞的影响

NS1蛋白为流感病毒非结构蛋白,只在病毒侵入宿主细胞后产生.目前NS1蛋白对细胞整体水平上的作用仍不清楚,为了解NS1蛋白在病毒感染细胞中的作用,构建了重组质粒pCMV-myc-NS1并将其转染A549细胞,利用双向电泳技术检测了受NS1蛋白调控的宿主蛋白,以期从蛋白质组水平上研究禽流感病毒与宿主细胞间的相互作用.同时,还检测了转染NS1对细胞增殖和细胞周期的影响.结果显示,NS1在细胞中的表达,能够明显引起宿主细胞代谢的变化,并通过阻滞细胞周期的正常进行而减缓细胞的增殖.     

HIV-1整合酶四聚体结构模拟及其活性位点分析

HIV-1复制需要HIV-1整合酶将其环状DNA整合进宿主DNA中,这其中包括2个重要反应,即“3′-加工”和“链转移”,两者均由HIV-1整合酶催化完成.阻断其中的任一反应,都能达到抑制HIV-1复制的目的.因此,了解HIV-1整合酶的完整结构和聚合状态,对深入探讨其作用机理及设计新型抑制剂具有重要的指导作用.然而,迄今为止仅有HIV-1整合酶单独结构域的晶体结构可供参考,而其全酶晶体结构尚未获得解析.本研究利用分子模拟技术,通过蛋白质 蛋白质/DNA分子对接、动力学模拟等方法,构建了全长整合酶四聚体的结构模型、HIV-1 DNA与整合酶复合物的结构模型,进一步从理论上证实HIV-1整合酶是以四聚体形态发挥催化作用,明确“3′-加工”和“链转移”在HIV-1整合酶上的催化位点.同时,通过与作用机理相似的细菌转座子Tn5转座酶等的结构比对,推测HIV-1整合酶的核心结构域中应有第2个Mg^２＋存在,其位置螯合于Asp64与Glu152之间.在HIV-1整合酶结构研究的基础上,有望进一步设计出新的抗艾滋病药物.     

Different Epidemic Potentials of the HIV-1B and C Subtypes

HIV, the cause of AIDS in humans, is characterized by great genetic heterogeneity. In particular, HIV-1 group M subtypes are responsible for most of the infections worldwide. We investigate the demographic history of HIV-1B and HIV-1C subtypes in South Africa and Brazil using both a parametric and a nonparametric approach based on coalescent theory. Our results show that although both subtypes are spreading exponentially in Brazil, the HIV-1C growth rate is about twice that of Brazilian HIV-1B or South African HIV-1C, providing evidence, for the first time, of a different epidemic potential between two HIV-1 subtypes. The present study not only may have important consequences for devising future vaccination and therapeutic strategies, but also offers additional evidence that skyline plots are indeed a simple and powerful tool for monitoring and predicting the behavior of viral epidemics.Reviewing Editor: Dr. Yves Van de Peer