植物跨膜蛋白研究进展

跨膜蛋白是一类结构独特,在植物细胞中广泛存在,并发挥重要生理功能的蛋白质。综述了植物跨膜蛋白的理化性质、蛋白质结构预测的方法,以及其生理功能的研究进展。随着对植物跨膜蛋白的深入研究,将有助于揭示跨膜蛋白对植物生长发育调控的重要分子机制。     

膜蛋白结晶方法学研究进展

膜蛋白执行着物质运输、能量转换和信号转导等重要生物学功能,其分子的三维结构解析对阐述其功能及开展理性药物设计有着十分重要的意义．目前膜蛋白结构解析以X射线单晶衍射技术为主,该技术需要高质量晶体作为衍射对象．然而由于膜蛋白具有两亲性,难以得到高度有序的三维晶体,进而导致其结构解析十分困难．针对此问题,研究者们发展了一些专门面向膜蛋白的结晶方法,如基于去垢剂的方法,基于脂类的方法等．本文回顾了这些方法,并对未来膜蛋白的结晶研究进行了展望．     

膜蛋白晶体的生长及其进展

生物膜中与脂双层结合的蛋白质称为膜蛋白.由于它们具有很大的疏水表面以及既亲水又疏水的两性特点致使其纯化与结晶都十分困难.在膜蛋白晶体生长系统中引入小分子去污剂与小的两性分子获得突破性进展.迄今为止,结晶出来的膜蛋白为数不多.其中只有光合细菌绿色红假单胞菌及球型红假单胞菌的反应中心得到3分辨率的晶体结构与解析.一系列膜蛋白形成二维晶体,可用电子显微镜与像重构技术获得三维结构信息.     

融合标签技术在膜蛋白结构研究中的应用

膜蛋白高级结构的研究包括不同的层次,即膜蛋白拓扑学结构的研究、利用核磁共振技术和蛋白质晶体衍射技术对三维结构的研究,以及膜蛋白复合体的研究。在研究过程中,如果能够基于膜蛋白的拓扑学结构预测,选择合适的蛋白质或多肽融合标签,利用基因融合技术在基因水平上对膜蛋白进行改造,可以产生含有融合标签的重组膜蛋自,不仅具有原有膜蛋白的功能活性,还具有融合标签所特有的生理生化特性,将会极大地促进膜蛋白结构和功能的研究。我们就目前膜蛋白结构研究中所涉及的融合标签技术及其应用策略和所取得的进展做一简述。     

黄瓜和菠菜LHC-Ⅱ的二维结晶及其结构的初步分析

用batch法生长了黄瓜和菠菜LHC -Ⅱ较大面积的良好有序的二维晶体 ,并用电子显微术和计算机图象处理方法获得了该 2种晶体的分辨率约 1 5nm的投影结构 .文章分析了黄瓜和菠菜LHC- Ⅱ二维晶体形成的异同 ,以及影响膜蛋白二维晶体生长的主要因素 .比较了 2种晶体结构的相似性和差异 .并讨论了 2种LHC- Ⅱ多肽组分和叶绿素a/b比值的不同与它们结构的关系 .     

细胞色素bc1复合物的结晶和显微红外光谱研究

研究了一种简便的适于膜蛋白结晶的好方法,并已用这种方法得到了较大的牛心线粒体细胞色素bc₁复合物的红色晶体.它们封装在玻璃毛细管中放置在冰箱中其形状可长期保持不变.首次用显微Fourier变换红外光谱研究了细胞色素bc_1复合物结晶的结构.参照细胞色素c的红外光谱,对细胞色素bc₁复合物的红外特征频率进行了经验式的归属和指认.不同部位,不同取向结晶的红外频率和相对强度存在明显差异,说明这种膜蛋白结晶的红外光谱特征与其结构的对称性和取向有关.实验结果表明,细胞色素bc₁复合物结晶中存在着磷脂.膜蛋白可能以不对称方式跨接在线粒体膜的磷脂双层中.     

低温电子显微技术在膜蛋白结构研究中的应用和展望

介绍了蛋白质电子晶体学和单颗粒分析技术这两种低温电子显微技术在膜蛋白和膜蛋白复合体结构研究中的具体方法和近10~20年来的实际应用,并分别分析了这两种方法的优势和瓶颈。此外,还介绍了Amphipol替代、Streptavidin二维晶体锚定脂质体和纳米球包被脂质体等近两年来出现的新的用于低温电镜成像的膜蛋白样品制备方法。最后对膜蛋白的低温电子显微研究的未来发展做了展望。     

去污剂的性质及其在膜蛋白结构生物学中的应用

膜蛋白在诸多生物过程,如呼吸作用、光合作用、信号识别和分子转运等方面发挥着重要作用,近年来,去污剂的快速发展,在一定程度上极大地推动了膜蛋白研究的进展。去污剂广泛应用于膜蛋白的提取、增溶、纯化、理化性质及结构研究,然而如何选择合适的去污剂往往是一项复杂的任务。本文从以下两个方面入手系统地描述了去污剂的重要理化性质及其在膜蛋白结构功能研究中的应用,（1）去污剂结构及其对去污剂性质和水溶性的影响,去污剂形成胶束的条件及影响去污剂胶束形成的其他因素。希望这些关于去污剂的基本性质和参数的介绍,可以为相关科研工作者选用去污剂提供一个理论依据。（2）去污剂抽提膜蛋白的流程和注意细节,去污剂对膜蛋白纯化时分子量测定的影响,膜蛋白研究中去污剂的置换与去除,膜蛋白结构、功能研究案例归纳。希望这些应用细节、课题研究,可以为相关科研工作者研究膜蛋白结构功能时提供一个经验借鉴。     

植物膜蛋白质组学研究技术现状

植物膜蛋白质组学是当前植物科学研究的热点领域。本文概论了蛋白质组学在植物膜蛋白研究中的应用,包括双向电泳前膜蛋白样品的制备以及植物质膜、液泡膜和其他膜蛋白组分的蛋白质组学研究进展,并介绍了植物膜蛋白质组学相关的数据库,最后对其发展作了展望。     

去污剂的性质及其在膜蛋白结构生物学中的应用

膜蛋白在诸多生物过程,如呼吸作用、光合作用、信号识别和分子转运等方面发挥着重要作用,近年来,去污剂的快速发展,在一定程度上极大地推动了膜蛋白研究的进展。去污剂广泛应用于膜蛋白的提取、增溶、纯化、理化性质及结构研究,然而如何选择合适的去污剂往往是一项复杂的任务。本文从以下两个方面入手系统地描述了去污剂的重要理化性质及其在膜蛋白结构功能研究中的应用,（1）去污剂结构及其对去污剂性质和水溶性的影响,去污剂形成胶束的条件及影响去污剂胶束形成的其他因素。希望这些关于去污剂的基本性质和参数的介绍,可以为相关科研工作者选用去污剂提供一个理论依据。（2）去污剂抽提膜蛋白的流程和注意细节,去污剂对膜蛋白纯化时分子量测定的影响,膜蛋白研究中去污剂的置换与去除,膜蛋白结构、功能研究案例归纳。希望这些应用细节、课题研究,可以为相关科研工作者研究膜蛋白结构功能时提供一个经验借鉴。