固有无序蛋白研究进展及其对细胞胁迫耐受性的影响

固有无序蛋白(intrinsically disordered proteins,IDPs)是指在生理条件下缺乏有序稳定的高级结构,整体或局部不折叠,但能够参与多种生物学过程、行使特定生物学功能的一类蛋白质.固有无序蛋白决定了其不同于经典蛋白质"序列-结构-功能"的功能范式,丰富了蛋白质"结构-功能"的多样性.固有无序...     

固有无序蛋白质及逆境胁迫下的分子功能

固有无序蛋白质是一类在生理条件下缺乏稳定三维结构而具有正常功能,参与信号转导、转录调控、胁迫应答等多种生物学过程的蛋白质.植物中许多逆境响应蛋白是固有无序蛋白质,通过其结构无序或部分无序区域在蛋白质 蛋白质、蛋白质 膜脂、蛋白质 核酸的互作中发挥重要作用.本文主要对固有无序蛋白质的类别、氨基酸组成和结构特点以及在逆境胁迫下其稳定细胞膜、保护核酸和蛋白质、调控基因表达等分子功能进行综述,以拓展对逆境胁迫下蛋白质作用分子机制的认识.     

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.     

利用激光AFM和TEM探索肌动蛋白体外自装配聚合结构

细胞内肌动蛋白(actin)通过与actin结合蛋白(actin binding proteins,ABPs)相互作用,形成以F-actin为基础多种ABPs参与装配的高度有序的超分子聚合结构,行使各种重要生理功能。在体外聚合条件下,不存在F-actin稳定剂时纯化的actin主要通过自装配形成大尺度的聚集堆积结构;这种表观无序的结构体系由于被认为不具备细胞功能活性而受到忽视。利用激光原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)和透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)技术,对actin体外通过自装配过程形成的大尺度聚集结构进行了细致的观察和分析。研究发现,actin在体外通过自装配过程除了形成无序的蛋白堆积物之外,还能够聚合形成复杂的离散结构,包括树状分支的纤维丛、无规卷曲的纤维簇以及具有不同直径的长纤维等;这些大尺度纤维复合物明显不同于在ABPs或过量F-actin稳定剂参与下形成的由单根微丝和微丝束构成的聚合结构。表明无ABPs或F-actin稳定剂存在的情况下,体外聚合的F-actin在一定条件下可进一步聚集缠绕形成复杂的纤维结构或无序的蛋白堆积物。事实上,actin自装配过程反映了其固有的聚合热力学特性,深入探索将有助于理解ABPs在体内actin超分子聚合结构体系装配中的调控作用及其分子机制。     

动粒蛋白KNL1的结构功能及其与疾病的相关性

动粒蛋白KNL1是染色体动粒中的一种具有高度保守作用的支架蛋白。它与多种疾病表型相关,这与它的结构和功能息息相关。KNL1的有序和无序结构区域,导致了它在动粒组装、染色体定向运动和其监察机制的信号通路中起到重要作用。目前,国内相关研究鲜有报道。本文综述了KNL1与一些疾病表型的关系,并总结探究其结构和功能以及引发一些与肿瘤治疗相关的思考。     

籽粒苋苹果酸酶基因克隆及分析

NAD/NADP-苹果酸酶(NAD-ME/NADP-ME)是C4植物光合途径的关键酶。采用RT-PCR技术对籽粒苋NAD-ME基因进行克隆,获得了籽粒苋NAD-ME基因的cDNA序列。结果表明,该序列开放可读框长度为1 872 bp,编码623个氨基酸;多序列比对和进化树分析表明,该基因核苷酸序列与其他植物已报道的NAD-ME/NADP-ME基因的核苷酸序列一致性高达75.1%~80.6%,其氨基酸序列与其他植物的NAD-ME/NADP-ME蛋白一致性为73.2%~80.3%。对推断氨基酸序列的蛋白保守区、疏水性/亲水性、潜在跨膜片段、信号肽、蛋白固有无序化和蛋白二级结构分析表明,该蛋白具有苹果酸酶的保守区、兼具亲水性和疏水性,并且含有无序结构域,可能是一种跨膜的非分泌性蛋白。     

植物微管结合蛋白的研究进展

微管结合蛋白是一类能够特异地与微管结合, 参与调节微管结构与功能的结合蛋白。目前已经鉴定出多种植物微管结合蛋白, 并对其结构及功能进行了深入研究。本文综述了植物微管结合蛋白——剑蛋白、MAP65、MAPEB1、MOR1、SPR 和WVD2的最新研究进展。     

植物微管结合蛋白的研究进展

微管结合蛋白是一类能够特异地与微管结合,参与调节微管结构与功能的结合蛋白。目前已经鉴定出多种植物微管结合蛋白,并对其结构及功能进行了深人研究。本文综述了植物微管结合蛋白——剑蛋白、MAP65、MAPEB1、MOR1、SPR和WVD2的最新研究进展。     

部分革兰氏阴性菌脂多糖运输蛋白LptD的结构及功能研究进展

在革兰氏阴性菌中,脂多糖是外膜的重要组成部分,并参与构成细菌的固有免疫。而在大多数革兰氏阴性菌中,Lpt系统都是运输脂多糖的唯一途径,在该系统中LptD作为一个跨膜的外膜蛋白,也是脂多糖输出的最后一步,因此被许多学者称作脂多糖运输的"命门"。LptD参与多种重要的生物学功能,包括有机溶剂耐受性、疏水性抗生素耐受性、膜通透性等。但近来的研究表明,LptD最重要的功能是参与了脂多糖的运输,也因为其参与脂多糖运输而具有了多种功能。本文重点介绍部分革兰氏阴性菌LptD的蛋白结构及其功能研究进程,以期为进一步研究其它革兰氏阴性菌脂多糖运输通路(Lpt通路)及该通路上各蛋白间的相互作用机制提供参考。     

兼职功能蛋白

兼职功能蛋白(moonlighting proteins)是指一类具有两种或两种以上功能的蛋白,且这些功能间没有直接相关性,此类蛋白能够通过多种形式转换其功能.随着科学研究的深入,越来越多的已知功能的蛋白被发现具有新型兼职功能,其兼职功能对生物体的意义绝不亚于其所谓本职功能.兼职功能蛋白的发现大大拓展了基因、蛋白质与生理功能一一对应的传统观念;特别是最近研究发现一类叫做无固有结构蛋白(intrinsically unstructured proteins,IUPs)表现出多功能性,向"蛋白质的功能等视于确定的三维结构"的经典定律发起了挑战.本文综述了兼职功能蛋白的功能转换机制、进化历程、研究方法等方面的最新研究进展,同时对兼职功能蛋白给生命科学研究带来的新思路和新挑战进行了深入的讨论.     

H.pylori可塑区tfs3a分泌系统virB2基因功能

目的对virB2基因编码蛋白进行分析,为virB2基因及其编码蛋白功能提供实验依据。方法利用多种生物学软件以及网站对VirB2蛋白的结构和功能进行分析预测,VirB2蛋白序列通过基因推导获得并由生物公司合成,然后通过免疫动物实验制备鼠抗VirB2蛋白多克隆抗体,同时设计进行VirB2蛋白细胞毒试验(MTT法)。结果virB2基因编码蛋白属于疏水性蛋白,为鞭毛样结构,有较强的细胞毒作用。结论对VirB2蛋白的结构和功能进行了分析预测,证明VirB2蛋白在H.pylori相关的致病性特别是引起胃黏膜炎症方面起到一定的作用,能够为研究H.pylori致病机制提供帮助。     

大麦HVA1基因和LEA蛋白与植物抗旱性的研究

干旱胁迫下,植物体内会积累多种蛋白以保护细胞免受脱水伤害,其中包括Lea蛋白。LEA蛋白在植物耐寒、耐盐碱、耐干旱性方面起重要作用。大麦HVA1基因编码的蛋白即属于第三组LEA蛋白,国内外学者对该基因的结构与功能进行了深入的研究。根据近年研究结果,本文对LEA蛋白的结构与功能,大麦HVA1基因的表达与调控,大麦HVA1基因高同源性序列的克隆以及转基因植物对HVA1基因抗旱性功能验证等方面进行综述。     

抗增殖蛋白研究进展

抗增殖蛋白作为一种高度保守的蛋白广泛分布于细菌、原虫、酵母等多种生物细胞中,主要定位于细胞膜、线粒体内膜、细胞核中,参与细胞增殖、分化、衰老、凋亡等多种生物学进程。由于抗增殖蛋白结构进化上的保守性和功能的多样性,正逐渐引起广泛的关注。该文正是基于抗增殖蛋白重要的生物学意义,通过对其基因结构和功能的分析,系统地阐述了它在生物体中发挥的重要作用,并对其应用前景作以展望。     

人源STK3蛋白截短突变体的克隆、表达及纯化

人源STK3蛋白(serine/threonine-protein kinase 3)是一种促凋亡激酶,能与多种肿瘤相关蛋白相互作用,主要功能为应激活化,能入核介导染色质凝集,导致核小体间DNA碎片化.为了进一步研究STK3蛋白结构与功能,对其进行了克隆、蛋白提取及纯化.由于在表达全长STK3蛋白时很难获得可溶性表达蛋白,基于此蛋白序列特点设计了6个STK3蛋白截短突变体,对其进行克隆、表达及纯化,最终得到了纯度较高的STK3蛋白C端截短突变体(327-491),为下一步进行蛋白结晶和结构测定奠定基础.     

蛋白质突变库高通量表达筛选方法的研究

人工进化方法被越来越多地应用于重组蛋白的表达筛选及其结构功能的研究,在适当的选择压力下,它可以有效地改善野生型蛋白固有的低表达和低稳定性等问题。本研究就如何进行快速、有效的蛋白质人工进化以提高重组蛋白表达量,进行了方法学探索,通过建立以绿色荧光蛋白为报告基因、结合流式细胞仪分选和96孔板等高通量筛选方法,成功地进行了一例高通量蛋白质点突变库重组表达株的筛选。     

Occludin 蛋白与细胞间紧密连接关系及其临床意义

细胞间紧密连接(tight junctions)广泛存在于上皮细胞及内皮细胞之间,其作用是保持细胞间结构的完整性,确保其功能的正常发挥,紧密连接上有很多种蛋白,occludin蛋白是其中主要蛋白之一,occludin蛋白的结构发生变化会导致紧密连接结构及功能的改变,而紧密连接结构与功能的紊乱是很多临床疾病共同的病理生理学特点,如肿瘤、中风及炎症性肺疾病。Occludin蛋白的结构及功能的改变受很多机制的调控,本文主要对occludin蛋白的结构、功能、调控机制及其与紧密连接之间的关系进行叙述。     

禽流感病毒H5N1亚型NS1蛋白的研究进展

NS1蛋白（non—structural protein1）是A型流感病毒重要的非结构蛋白,作为流感病毒的致病因子,NS1通过多种方式增强病毒的致病性和毒力。就H5N1禽流感病毒NS1蛋白的结构与功能进行了综述。     

ABC转运蛋白结构与转运机制的研究进展

腺苷三磷酸结合盒转运蛋白(ATP-binding cassette transporter,ABC转运蛋白)是一类跨膜蛋白,其主要功能是利用ATP水解产生的能量将底物进行逆浓度梯度运输。这类跨膜转运蛋白具有保守的功能结构域和多样化的生物学功能,广泛分布于原核和真核生物中。近几年的研究结果表明,人类多种疾病,如免疫缺陷、癌症等,都与ABC转运蛋白病变相关,因此这类转运蛋白结构及转运机制的研究受到广泛关注。现对近几年ABC转运蛋白结构及其转运机制的研究进展进行讨论。     

Mitofilin对线粒体功能和疾病发生的影响

Mitofilin是一种线粒体内膜蛋白,与多种线粒体蛋白相互作用,共同参与线粒体内膜嵴形态的维持、线粒体内蛋白质的转运过程等。干扰mitofilin~表达不仅引起线粒体结构的异常,而且明显抑制了线粒体功能的正常发挥。最近的研究表明,在多种疾病中mitonlin都异常表达,从而导致线粒体结构的完整性和功能的障碍,促进了疾病的发生发展。     

ISG15类泛素化修饰:宿主细胞固有的抗病毒的新机制

干扰素刺激基因15(The interferon-stimulatedgene 15,ISG15)是最早被发现的类泛素蛋白。它能够通过与泛素类似的方式对底物蛋白进行翻译后修饰。对于ISG15共价修饰的生物学功能目前还知之甚少。干扰素(interferon,IFN)刺激和病毒感染均可以强烈诱导ISG15及其修饰系统的表达,暗示ISG15共价修饰在机体抗病毒固有免疫反应中发挥重要作用。本文综合近年来的研究成果,总结ISG15共价修饰对底物蛋白功能的影响,并重点讨论ISG15及其修饰在抗病毒固有免疫相关过程中的作用。