EF手图像超家族成员——肌钙蛋白C的研究进展

EF手图像超家族蛋白泛指一类含有由螺旋区-泡区-螺旋区构成的EF手图像模体的蛋白。这类蛋白通常都具有金属离子结合能力或者形成二聚体的能力。肌钙蛋白C是一种EF手图像蛋白,它具有钙离子结合能力,可以与肌钙蛋白I、肌钙蛋白T形成复合物调节肌肉收缩。目前,国内外对肌钙蛋白C的研究多数集中在脊椎动物上,而对无脊椎动物的研究较少。主要从EF手图像超家族的特性及其家族成员——肌钙蛋白C的分类、结构及功能等方面进行了阐述,并结合笔者自身的研究方向,简要介绍了家蚕肌钙蛋白C的研究情况及前景。     

肌钙蛋白C(Tropnin C)的提纯与鉴定

<正> 肌钙蛋白C(TnC)是肌钙蛋白复合体的钙结合亚基,系骨骼肌和心肌收缩系统的触发因子。研究表明TnC与钙调素(CaM)类似,具有EF手结构和四个特殊的钙结合区。TnC与Ca~(2+)、Mg~(2+)等金属离子的结合可发生构型变化及由此导致的体内一系列酶活性等生理功能的变化。提纯TnC是进行其诸方面研究的基础。     

S100A4与肿瘤细胞增殖及凋亡的研究进展

转移相关蛋白S100A4属于S100钙离子结合蛋白超家族,有着共同的EF手型功能区来介导其活性。S100A4在众多肿瘤生物学行为中起着调节作用。而且,S100A4在不同类型的肿瘤患者扮演着判断预后的角色。目前研究认为其与肿瘤细胞运动、增殖、刺激血管生成及基质重建有关系。本文就S100A4生物学特性及其对肿瘤细胞增殖、凋亡中的作用和可能机制作一综述。     

S100A4与肿瘤细胞增殖及凋亡的研究进展

转移相关蛋白S100A4属于S100钙离子结合蛋白超家族,有着共同的EF手型功能区来介导其活性。S100A4在众多肿瘤生物学行为中起着调节作用。而且,S100A4在不同类型的肿瘤患者扮演着判断预后的角色。目前研究认为其与肿瘤细胞运动、增殖、刺激血管生成及基质重建有关系。本文就S100A4生物学特性及其对肿瘤细胞增殖、凋亡中的作用和可能机制作一综述。     

人线粒体转录延伸因子蛋白结构与功能的生物信息学分析

[目的]基于生物信息学方法分析人线粒体转录延伸因子TEFM蛋白的结构和功能。[方法]检索Uniprot数据库中人线粒体转录终止因子TEFM蛋白的氨基酸序列,利用生物信息学方法对人TEFM的理化性质、物种间的蛋白质同源性、跨膜区、亲水性/疏水性、亚细胞定位、蛋白质二级结构、保守结构域、蛋白质三级结构、蛋白质相互作用进行预测与分析。[结果]人TEFM全长360个氨基酸,理论等电点9.39,属于TEFM蛋白超家族,不含跨膜区,属于亲水蛋白;人TEFM含有一个保守的螺旋-发夹-螺旋(HHH_3)结构域,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,三维建模空间结构与二级结构预测结果相符,进一步分析建模结果可靠。与人TEFM相互作用的蛋白质均为线粒体DNA转录因子或线粒体RNA聚合酶。[结论]人TEFM具有线粒体转录延伸因子蛋白超家族的典型结构,生物信息学分析结果对深入研究人TEFM在线粒体基因转录调控中的作用具有一定的理论指导意义。     

稻瘟菌CYP51蛋白F螺旋区保守氨基酸残基与

【目的】研究稻瘟菌CYP51蛋白F螺旋区保守氨基酸残基与烯唑醇的相互作用机制,为稻瘟病菌新型高效特异杀菌剂的开发提供理论依据。【方法】设计稻瘟菌CYP51蛋白F螺旋区保守氨基酸残基突变体P222C、P222H、I223A、I223W、N224A、N224S,截去N端跨膜区36个氨基酸后,在大肠杆菌BL21(DE3) Rosetta菌株中过量表达,采用结合光谱法分析诱导蛋白对烯唑醇的结合能力。【结果】表达的目标蛋白均保持了对药物的结合能力,呈现出II型的结合光谱曲线。相对于野生型蛋白,突变体I223W和I223A对烯唑醇的结合常数Kd值基本不变,N224S、N224A、P222C的Kd值都略有增大,无显著性差异(P>0.05),但是,P222H的Kd值有了显著的增大(P<0.05),表明突变体P222H对烯唑醇的亲和能力显著降低。【结论】稻瘟菌CYP51 P222位点的疏水性与药物结合密切相关。     

PQR转运体基因赋予大肠杆菌BL21百草枯抗性

前期研究中成功地分离了2个对百草枯具有高度抗性的土壤细菌SPQ03和SPQ14.本研究从这两个菌分别克隆了基因PnPQR和OaPQR,二者ORF全长均为1 233 bp,编码410个氨基酸残基,含有11个跨膜区(TMS),属于非典型的主要易化超家族(major facilitator superfamily, MFS).立体结构分析表明,蛋白的N端和C端分别由5个和6个由α-螺旋组成的跨膜区.只有P151L和P154V两个氨基酸不同.将两个基因在大肠杆菌BL21菌株中异源表达,能提高大肠杆菌对百草枯的抗性,但不能提高其对过氧化氢的抗性.     

神经钙蛋白δ的功能及其分子作用机制

神经钙蛋白δ(neurocalcinδ)作为神经钙敏感蛋白(neuronal calcium sensors,NCSs)家族的重要成员之一,具有分布广泛、结构较保守的特性.早期研究发现,神经钙蛋白δ具有两对EF手结构(EF1,EF2,EF3和EF4).EF1不能结合Ca2+,而EF2、EF3和EF4与Ca2+结合能促使其N端豆蔻酰暴露,进而实现其由细胞质到细胞质膜的转移定位以及与靶蛋白的结合,从而发挥重要效应.本综述根据神经钙蛋白δ的"Ca2+-豆蔻酰基开关"特性,一方面介绍其能与膜鸟苷酸环化酶反应,参与cGMP信号转导,进而影响视觉和嗅觉,甚至血压等生物学活动;另一方面,介绍神经钙蛋白δ通过与S100β、网格蛋白、肌动蛋白、微管等蛋白质之间的相互作用,并参与细胞内囊泡运输,从而影响细胞内大分子包装、运输等过程.本文还阐明了神经钙蛋白δ参与精子发生、细胞癌变、肾病发生等过程.由于神经钙蛋白δ对了解某些疾病的发生原理、信号转导过程、细胞内信息调控网络等具有重要意义,本综述将为研究相关疾病提供新的研究方向与理论基础.     

SWEET蛋白家族研究进展

SWEET是新发现的一类具有7次跨膜?-螺旋的糖运输蛋白,它们由2个重复的具有3次跨膜?-螺旋的MtN3 motif和一个起连接作用的跨膜?-螺旋组成.SWEET广泛存在于真核单细胞生物、高等植物以及动物中.它们在生殖发育、植物与微生物的相互作用、植物的逆境反应及衰老等许多方面起重要作用.最近的研究显示,原核生物中存在与真核生物SWEET类似的、只含有一个3次跨膜?-螺旋的蛋白,这些蛋白属于MtN3或PQ-Loop家族.从慢生根瘤菌中克隆的SWEET同源蛋白BjSemiSWEET1和已经鉴定的部分真核生物SWEET蛋白一样具有运输蔗糖的能力,这个结果与其他相关研究一起暗示真核生物7次跨膜?-螺旋的糖或氨基酸运输蛋白可能由原核生物中3次跨膜?-螺旋的小分子蛋白通过复制或横向基因转移融合进化而来,并且它们在行使功能时可能形成和其他许多膜转运蛋白相似的、具有12次跨膜结构的功能单位.对SWEET的研究将为揭示多种生命现象提供重要线索.     

斑马鱼TATA结合蛋白的生物信息学分析

斑马鱼TATA结合蛋白(TBP)是转录过程中的重要起始因子。利用生物信息学方法对斑马鱼TBP的理化性质、物种间同源性、保守结构域、跨膜区、亲水性/疏水性、蛋白质二级结构、蛋白质三级结构、蛋白质相互作用进行预测分析。分析表明,斑马鱼TBP全长302个氨基酸,等电点9.8,属于TATA结合蛋白超家族,不含跨膜区,属于亲水蛋白;二级结构以无规则卷曲为主,含5个α螺旋区和8个β折叠区,三维建模空间结构可信度98.9%,进一步分析建模结果可靠;与斑马鱼TBP相互作用的蛋白质均为转录因子或TFⅡD复合物组分。分析结果对于深入研究斑马鱼TBP在基因转录中的作用具有一定的理论指导意义。     

葛仙米血红素氧合酶基因Ns-HO1异源表达及其蛋白结构模拟

为明确葛仙米(Nostoc sphaeroides)中血红素氧合酶(Heme oxygenase, HO)基因编码蛋白的分子进化地位和高级结构, 克隆该基因并进行原核细胞表达, 氨基酸序列比对与分子进化分析和Swiss-model高级结构模拟。结果显示: 葛仙米血红素氧合酶基因Ns-HO1密码区全长为678 bp, 预编码一含225个氨基酸的蛋白质; Ns-HO1与同源蛋白氨基酸相似性达90.3%, 存在少部分位点替换突变, 但底物血红素的预结合位点(如Arg10和Tyr125)及金属离子结合位点(His17)等关键位点的氨基酸保持稳定。 构建表达载体, 葛仙米Ns-HO1在大肠杆菌中成功诱导表达, SDS-PAGE检测目的蛋白大小近26.0 kD; 分子进化树分析显示Ns-HO1与普通念珠藻、发状念珠藻中同源蛋白聚类于同一分支, 并与点状念珠藻中同源蛋白具有共同祖先。Ns-HO1蛋白多肽链形成8个主要α-螺旋,其中N和C末端的两个α-螺旋与第四螺旋共同为Ns-HO1高级结构提供底面支撑, 其他螺旋围绕该底面进一步延展并充填其中, 形成Ns-HO1分子的类夹心式结构。在高级结构中, 含血红素预结合位点氨基酸的几个螺旋(第一、 五和七螺旋)位于Ns-HO1分子外围, 这些分支螺旋为形成Ns-HO1夹心空间以利于底物血红素锚定和产物及时释放提供了条件。总之, 研究为深入了解与运用葛仙米血红素氧合酶基因的生物学功能和资源提供了基础。     

Id-1在恶性肿瘤发生中的作用及其机制

分化抑制因子-1(inhibitor of differentiation protein 1,Id-1)是Id转录调节蛋白家族成员之一,属于螺旋-环-螺旋蛋白超家族成员。早期对Id-1的研究认为其主要作用是负向调节正常细胞的分化。近年来研究表明,Id-1在多种肿瘤中过表达并通过多条信号通路促进肿瘤的发生,现就Id-1在肿瘤发生中的作用及其作用机制作一综述。     

生物信息学分析人DIXDC1基因的结构与功能

DIXDC1(dishevelled-axin domain containing 1)是新近发现的Wnt通路成员,但针对该基因的功能研究报道很少。本研究通过生物信息学方法分析了DIXDC1蛋白的理化性质、亚细胞结构定位、跨膜区和信号肽、二级结构和超二级结构,蛋白相互作用网络,及DIXDC1分子的进化保守性等。结果表明,人DIXDC1蛋白是酸性亲水蛋白,无跨膜区和信号肽,定位于细胞核和细胞质的可能性较大,主要二级结构元件是α螺旋,属于CH和DIX蛋白超家族。本研究分析得知DIXDC1具有利于蛋白间相互作用的结构特点和在多种亚细胞结构的定位特点,表明其具有更为复杂的功能,为深入研究DIXDC1的具体基因功能提供一定的参考。     

SGTA基因及其蛋白的生物信息学分析

[目的]对SGTA基因及其蛋白的结构和特征进行生物信息学分析,为研究SGTA与肿瘤形成和发展的相关性提供理论基础。[方法]运用生物信息学数据库和软件对SGTA基因的结构、单核苷酸多态性位点(SNP)、SGTA基因与其他基因的相互作用网络、SGTA蛋白的理化性质、二级结构、蛋白结构域、蛋白翻译后修饰、蛋白质之间相互作用网络进行分析。[结果]人SGTA基因有5种可变剪接产物,编码区存在78个SNP位点,其中错义突变31个,无义突变1个。人SGTA蛋白由313个氨基酸组成,是稳定性不高的亲水蛋白,α-螺旋是其主要二级结构元件,属于TRP超家族,预测有3个磷酸化激酶修饰位点和数个潜在泛素化修饰位点。与SGTA存在相互作用的基因和蛋白多数与维持体内蛋白质稳定的分子伴侣功能相关。[结论]SGTA基因及其蛋白的生物信息学分析为进一步实验研究其在肿瘤形成和发展中的地位及调控机制奠定了基础。     

Construction, expression and identification of a recombinant streptococcal protein G

化学合成链球菌蛋白G的C3D基因片段,通过分子生物学的方法对蛋白G(proteinG)的C3[1]片段进行PCR扩增,拼接形成含有两个和三个重复C3片段的重组链球菌蛋白G,C3片段间以链接区D连接,即形成C3DC3和C3DC3DC3的形式,进而克隆到质粒pET21中,在大肠杆菌BL21(DE3)中表达.重组表达的蛋白经过DEAE - Sepharose和IgG- Sepharose纯化,得到纯化的重组蛋白.采用非竞争性酶免疫法对重组蛋白与不同来源IgG的结合常数进行测定,实验结果显示两种重组链球菌蛋白G均可有效地与小鼠、兔及山羊等多种不同来源抗体特异性结合.这些实验结果为下一步研究奠定了基础.     

不同剂量64排CT增强扫描结合三维重建在胃癌应用中的图像质量研究

目的:研究不同剂量64排CT增强扫描结合三维重建在胃癌应用中的图像质量。方法:90例胃癌行胃部64层螺旋CT三期增强扫描患者后根据管电压设置分成A、B、C三组:A组120KV、B组100KV、C组80KV。通过轴位图像结合三维重建(VR、MPR和MIP等)分析不同剂量下螺旋CT扫描结合三维重建图像诊断质量。结果:A、B两组的图像清晰度的差异无统计学意义(P0.05),A、B组剂量加权指数降低率的差异具有统计学意义,A、C两组间图像清晰度及剂量加权指数降低率的差异具有统计学意义(P0.05),B、C组两项差异具有统计学意义。结论:适当调整MSCT的剂量,可以获得与常规MSCT剂量完全相同的图像而且可以降低辐射。     

大肠杆菌Tat转运酶的研究进展

TatA、TatB和TatC是大肠杆菌Tat转运酶的组成成分.研究表明各Tat蛋白具有不同的功能区域, TatA和TatB蛋白功能重要的位点位于N末端的穿膜片断、其后的双极性α-螺旋和铰链区.TatC的序列保守性低,N末端穿膜片断和位于胞质内的第一环区对转运是必需的.Tat转运酶各成分相互结合成复合物形式并相互依赖.TatA在细胞中高表达并自身聚合形成数量不等的同聚物,具有稳定TatBC复合物的作用,TatB有稳定TatC的功能,TatB和TatC两者结合形成二聚体.实验表明,TatA复合物形成转运通道,TatBC复合物通过TatC蛋白识别底物的信号肽并与底物结合, 再在TatB介导下与TatA复合物结合形成具有活性的转运酶.     

植物中的CDPK/SnRK蛋白激酶家族

在植物中至少存在五类蛋白激酶,这五类都属于CDPK/SnRK家族,它们的结构中含有EF手型结构或者与其相互作用的蛋白质中包含着EF手型结构。CDPK和CCaMKs在C-端都包含EF手型结构,在与钙离子结合后而被激活。SnRK3s结合蛋白包含着三个EF手型,其中一些被钙离子激活。植物两类其它的蛋白激酶家族成员-CaMK和CRK,与钙调素相结合。本文将阐述这些蛋白激酶结构、活性调节以及参与钙信号传递的潜能。     

芳香烃受体核转位蛋白的结构及相关功能

芳香烃受体核转位蛋白（aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator,ARNT）是碱性螺旋-环．螺旋转录因子超家族中新发现的PAS亚家族的成员之一。它是体内许多bHLH-PAS蛋白共同的专性配偶体,可以与芳香烃受体、低氧诱导因子、果蝇SIM蛋白等形成异二聚体并介导许多信号转导过程,从而使个体对环境污染物（如二恶英）、低氧状态等外界因素的改变产生相应的生物学效应,本文就ARNT的基本结构及其在体内的主要生理功能等方面作一综述。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌细胞色素C家族afe_0378基因转录表达差异及生物信息学挖掘

嗜酸氧化亚铁硫杆菌是一种极为重要的浸矿微生物,具有氧化各种还原性含硫物及亚铁等功能。采用实时荧光定量PCR技术及生物信息学等手段对该菌一个涉及铁硫氧化由afe_0378基因编码的细胞色素C家族蛋白CycA2进行了研究。结果表明,afe_0378基因在单质硫培养条件下转录水平是亚铁培养条件下的2.67倍。生物信息学分析表明afe_0378编码蛋白CycA2是分子质量为22.959 ku,pI为9.75的结合内膜的周质蛋白,二级结构为全α-螺旋,无β-折叠,包含2个相似结构域及N端一段跨膜疏水螺旋,属于细胞色素C4型蛋白家族。CycA2蛋白分子三维结构模建表明,双血红素与CycA2蛋白序列片段域C48-X-X-C51-H52及C149-X-X-C152-H153中的半胱氨酸共价连接。结合该菌硫代谢背景知识,推测CycA2蛋白的功能是介导细胞色素bc1复合体及终端氧化酶细胞色素aa3复合体之间的电子传递而参与硫代谢。