枯草芽孢杆菌疏水蛋白BslA的结构及应用

疏水蛋白(Hydrophobin)是具有表面活性的小分子量蛋白质,可以在界面自组装形成双亲性蛋白膜,从而改变界面亲疏水性。研究表明疏水蛋白无毒性且无免疫原性,基于这样的性质,疏水蛋白可用于材料表面修饰、食品塑形剂、纳米药物载体而进行靶向运输或生物传感器的信号精确识别等。近年来,在枯草芽孢杆菌生物被膜中发现了一种分泌型小分子量疏水蛋白BslA (原名YuaB)。研究表明,枯草芽孢杆菌疏水蛋白BslA表达产量高,纯化过程简单、易于操作,可实现大规模生产,因而BslA具有更大的应用优势和开发价值。本文总结了BslA的性质、功能、结构等方面的信息,并与真菌疏水蛋白进行了比较分析,系统分析了其结构特点及应用价值。     

真菌疏水蛋白HGFI自组装分子机制和材料表面修饰功能的研究

真菌疏水蛋白是高等丝状真菌在特定生理时期分泌的一类小分子量、两亲性蛋白质,其可以在两相界面处通过自我装配形成纳米级蛋白膜,改变介质表面的亲水性和疏水性.疏水蛋白独特的自组装性质使其在不同的领域均具有应用潜力,如材料表面修饰、乳化、蛋白纯化、药物传送和生物传感器制作等.本文主要介绍了真菌疏水蛋白的国内外研究进展,并针对本课题组发现的灰树花真菌疏水蛋白,介绍其自组装分子机制、在材料表面修饰以及药物缓/控释等方面的应用研究.     

真菌疏水蛋白的结构和功用

真菌疏水蛋白是一类具有强表面活性的分泌型小分子量蛋白质。疏水蛋白的重要特性是能在亲水—疏水界面通过自我组装形成一层紧密稳定的约10nm厚的两性蛋白膜。概述了疏水蛋白的结构和性质。总结了疏水蛋白的生理功能,并探讨它的各种应用。     

衣壳修饰对病毒样颗粒稳定性及其免疫原性的影响

全球现有疫苗种类中，病毒样颗粒（Virus-like particles, VLPs）疫苗以其安全性和高效性而被广泛关注。VLPs是一种不含核酸的病毒蛋白衣壳，目前可根据不同需求设计目标衣壳蛋白序列并在不同的表达系统中构建生产。在疫苗设计环节，对VLPs衣壳蛋白进行合理设计和修饰，可大大增强VLPs的稳定性，尤其是提高衣壳组装过程及组装体的稳定性，间接影响VLPs的免疫原性，对提升VLPs疫苗的有效性和安全性有重要作用。近年来国内外研究表明影响VLPs衣壳组装过程的稳定性的基本因素是组装环境中的离子强度和pH值，而影响VLPs组装体稳定性及其免疫原性的主要因素有疏水性质和静电相互作用及糖基化水平等。疏水性对VLPs蛋白质结构的动态平衡和生物功能的发挥起关键作用，静电相互作用通过改变VLPs分子表面或内部的静电势能，影响VLPs衣壳内分子共价键的形成及其与外界环境的相互作用，糖基化修饰则利用自身修饰基团的生物学结构或其他功能性质影响整体VLPs颗粒的结构稳定性和免疫学功能。本文根据现阶段对VLPs的生产应用和结构的研究，综述了影响VLPs衣壳组装过程和组装体稳定性的主要因素，以及VLPs...     

生物信息学对番茄LeNHX1基因的研究

应用生物信息学的方法和工具对番茄LeNHX1蛋白质的理化性质、跨膜区域、疏水性/亲水性、二级结构、结构功能域、功能分类和同源性进行分析.结果表明此蛋白为疏水性稳定蛋白,包含一个保守的氨氯吡嗪咪结合位点LFFIYVLPPI区域,相对分子量为59.0 kD,等电点为6.60,存在10个跨膜区域,蛋白质二级结构中的主要构成元件是α-螺旋和不规则卷曲,功能分类和蛋白质同源性分析表明番茄LeNHX1属于液泡膜Na+/H+反向转运蛋白.     

疏水蛋白载药系统研究进展

药物的临床使用常常因为其强疏水性、低稳定性和高毒副作用等问题受到限制。日新月异的药物递送体系(DDS)可以有效地包载与保护药物,提高其生物相容性、作用特异性和治疗效果。疏水蛋白是真菌在如子实体发育等特殊时期分泌的小分子蛋白质。其独特的两亲性不仅有助于它们自组装成胶束和载送疏水性药物,还便于它们修饰和改造其它载药体系。其超低的免疫原性和细胞毒性则进一步支撑了它们在药物递送中的应用。对近几年基于疏水蛋白所发展的载药系统的研究进展进行了综述。     

家蝇小热休克蛋白(sHsp20.6)的生物信息学分析

研究家蝇小热休克蛋白sHsp20.6的生物学功能。方法应用生物信息学的方法和工具对家蝇sHsp20.6的理化性质、疏水性、跨膜区和信号肽、膜体分析、二级结构功能域、蛋白质的功能分类预测、多重序列比对与系统发育树构建、三级结构建模进行分析。结果表明:家蝇sHsp20.6是一个亲水蛋白,分子量为20.64kD,等电点为5.66,不具有跨膜区和信号肽,包含有一个HSP20的结构域,主要构成原件为α螺旋和无规则卷曲,三维结构预测显示该蛋白为棒状结构,C端结构域具有7个片层结构。聚类分析显示,家蝇sHsp20.6蛋白与昆虫中的直系同源小热休克蛋白(orthologoussmallheatshockprotein)聚为一类。     

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。     

枯草芽胞杆菌BSD-2中ybfB基因敲除及生物信息学分析

在前期突变体库研究中发现,ybf B缺失的枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis BSD-2丧失了其抑真菌活性。本研究通过敲除并恢复BSD-2中ybf B基因,进一步确认其缺失对菌株生物活性的影响,并利用生物信息学手段对其基因序列和编码蛋白质序列进行了预测分析。本研究成功敲除BSD-2菌株的ybf B基因,构建突变株B-Y-k,并成功构建其回复突变株B-Y,平板对峙实验结果显示突变其ybf B基因该菌株失去其抗真菌活性,回复突变株抗真菌活性恢复,表明该基因与其抗真菌相关。生物信息学分析显示该基因全长1 251 bp,编码416个氨基酸,具有12个跨膜螺旋区,为疏水性蛋白,推测该蛋白为疏水性跨膜转运蛋白,可能参与活性物质的转运。     

HIV-1 CAP2NC蛋白的表达及体外自组装

构建并表达HIV-1 CAP2NC蛋白,探索其体外自组装条件。通过PCR技术扩增HIV-1(NL4-3毒株)CAP2NC基因片段,并将其连接到原核表达载体pTO-T7,获得重组质粒pTO-T7-CAP2NC,然后转化至大肠杆菌BL21(DE3)菌株,经疏水层析纯化后获得重组蛋白CAP2NC。SDS-PAGE结果表明,重组蛋白CAP2NC可在大肠杆菌可溶高效表达,经纯化后纯度约为95%。ELISA检测表明重组蛋白CAP2NC可被HIV-1衣壳蛋白特异性单克隆抗体识别,具有较好反应活性。重组蛋白透析后在非原性SDS-PAGE中呈现为多种聚体形式。分子筛排阻层析分析CAP2NC蛋白透析后可进行组装,负染电镜进一步观察显示CAP2NC蛋白在RNA存在条件下,可形成空心管状颗粒,其形态结构与HIV-1病毒衣壳体外自组装形成的类似。上述结果表明HIV-1 CAP2NC蛋白具有体外自组装的性质,为进一步在体外研究非成熟病毒样颗粒结构奠定基础。     

一种利用荧光蛋白mNeonGreen2鉴定EI24蛋白拓扑结构的方法

方便且精准地检测跨膜蛋白拓扑结构,尤其是跨膜片段的氨基(N-)和羧基(C-)端的朝向,有利于发现新的蛋白质与蛋白质之间的相互作用,并进一步揭示蛋白质重要的生物学功能．自组装荧光蛋白已被广泛用于观察蛋白质与蛋白质之间的相互作用、标记细胞内源蛋白质并实现mRNA定位的可视化．本文扩展了自组装荧光蛋白的应用,将自组装荧光蛋白mNeonGreen2与定点标记技术相结合,以确定跨膜蛋白的拓扑结构．通过该方法,第一次清楚地证明了EI24的N端和C端均朝向细胞质方向．此外,该方法可用于确定定位于其他细胞器且结构尚未解析的跨膜蛋白的拓扑结构．     

一种利用荧光蛋白mNeonGreen2鉴定EI24蛋白拓扑结构的方法（英文）

方便且精准地检测跨膜蛋白拓扑结构,尤其是跨膜片段的氨基(N-)和羧基(C-)端的朝向,有利于发现新的蛋白质与蛋白质之间的相互作用,并进一步揭示蛋白质重要的生物学功能.自组装荧光蛋白已被广泛用于观察蛋白质与蛋白质之间的相互作用、标记细胞内源蛋白质并实现mRNA定位的可视化.本文扩展了自组装荧光蛋白的应用,将自组装荧光蛋白mNeonGreen2与定点标记技术相结合,以确定跨膜蛋白的拓扑结构.通过该方法,第一次清楚地证明了EI24的N端和C端均朝向细胞质方向.此外,该方法可用于确定定位于其他细胞器且结构尚未解析的跨膜蛋白的拓扑结构.     

淋巴细胞膜脂质对膜蛋白结构与功能的影响

淋巴细胞膜质组成及膜生物物理特性的变化显影响质膜上某些蛋白的结构与功能,膜脂质与膜蛋白的相互作用涉及两所带电荷性质,蛋白质疏水氨基酸等,同时也与两种分子空间位阻,水化作用有关。     

蛋白质自组装条件筛选形成的透明液滴中存在的自组装现象

微-纳尺度的蛋白质自组装体具有形貌多样性与良好的生物相容性,因而成为蛋白质自组装领域的研究热点。以蛋白质结晶条件的筛选手段高通量筛选不同类型蛋白质于不同尺度、不同形貌的自组装过程,是一种新兴的研究方法,具有重要研究意义。利用该方法进行蛋白质自组装条件筛选时,常会形成一些表观透明的液滴,其中是否有自组装现象的发生尚不明确。文中以β-乳球蛋白与蛋白质结晶试剂盒IndexTM C10相互作用为例进行探索,实验结果表明透明液滴中存在微-纳尺度的蛋白质自组装体。进一步通过扫描电镜观察不同初始浓度β-乳球蛋白与IndexTM C10混合形成的透明液滴中微-纳自组装体的形貌有所差别;通过激光共聚焦显微镜连续拍摄添加荧光标签的β-乳球蛋白形成自组装体的过程,可实时观察到液液相分离现象及最终形成的自组装体的形貌;通过原位X-射线衍射手段,可观察到自组装体内部结构随时间推移逐渐有序化的过程。以上研究表明,在以结晶条件筛选手段为基础的蛋白质自组装条件筛选实验中,透明液滴内的自组装现象具有深入探索的必要和价值。     

灵芝免疫调节蛋白LZ-8的制备和晶体分析

LZ-8蛋白是从灵芝菌丝中分离到的真菌免疫调节蛋白,具有多种免疫调节功能,然而这一蛋白的作用机制尚不清楚。通过蛋白质晶体结构的解析,能够得到蛋白质空间结构特点,从而阐述蛋白质功能的机制。旨在得到LZ-8蛋白的晶体,并获得空间结构数据。以pET21a为表达载体,获得诱导表达的rLZ-8,通过亲和层析、分子筛凝胶层析和阴离子交换层析纯化,蛋白纯度在98%以上,采用悬滴气相扩散法得到蛋白晶体,并获得3.2?数据,为进一步对真菌免疫调节蛋白功能和结构的研究奠定了基础。     

内质网相关细胞器互作的研究进展

真核细胞中内质网是由片状和管状两种不同形态组成的连续的生物膜结构,参与细胞内蛋白质和脂质的合成以及钙离子稳态的调控等。内质网通过蛋白-蛋白及蛋白-脂质的相互作用与多种膜性细胞结构建立膜接触位点,进行物质的交换、信号转导、膜动态性调控等生理活动。内质网与膜性细胞结构互作的缺陷也会引发许多人类重大疾病。该文介绍了内质网与一系列膜性细胞结构接触位点形成的分子机制及其潜在功能。     

介导新生肽链折叠的胞质分子伴侣结构、功能及作用机制研究进展

分子伴侣是一类能够识别非天然蛋白并能协助其正确折叠、组装和转运的功能蛋白。最新研究发现,在原核或真核细胞中,不同结构、不同种类的分子伴侣形成了一个复杂的折叠系统,通过这个系统,蛋白质完成了从初步合成到形成具有生物活性的三维构象的过程,避免了折叠过程中多肽链的错误折叠、蛋白沉淀和有害物质的产生。文章综述了蛋白质折叠过程中不同种类分子伴侣组件的结构、功能和作用机制的研究进展,这些分子伴侣包括Hsp70、核糖体结合因子、伴侣素、前折叠素与Hsp90,并阐述了它们在蛋白质内稳态中的作用。     

植物金属硫蛋白MT2的生物信息分析

用生物信息分析方法对已在GenBank上注册的拟南芥等13种植物金属硫蛋白MT2的氨基酸序列与组成、亚细胞定位、跨膜区与信号肽、疏水性／亲水性、蛋白质二、三级结构以及功能等进行分析与预测。结果表明,植物MT2主要位于叶绿体中,无信号肽,是非跨膜的亲水性蛋白,不规则卷曲是其蛋白质二级结构的主要结构元件,无功能结构域。这一结果可为植物MT2深入的结构与功能分析及利用提供进一步的信息与参考。     

白桦4CL蛋白结构分析及同源建模

利用生物信息学方法分析白桦4CL蛋白的氨基酸组成、等电点、疏水/亲水区、跨膜区及二级结构等蛋白质性质;并同拟南芥、水稻和毛白杨的4CL蛋白进行对比,进行同源性分析;利用生物信息学软件对其空间结构进行了模拟,得到了可靠的分子生物学模型,并根据模型对白桦4CL蛋白功能进行预测,为今后测定白桦4CL蛋白生物学功能奠定了理论基础。     

蛋白质工程及其展望

一、蛋白质工程的产生及主要内容 人们在研究蛋白质结构与功能关系时,通常通过造成结构上的改变然后观测相应功能的改变,以弄清某一功能的结构基础,从而达到创造具有某些有经济效益的新性质的蛋白质。