SARS冠状病毒M蛋白的生物信息学研究

针对GenBank上发布的来自不同国家地区的39条SARSCoV推测M蛋白,采用生物信息学软件分析其核酸和氨基酸序列,获得其分子生物学特征,确定突变位点,预测功能结构区、Motif及抗原决定簇,比较基因突变对这些功能结构的影响.结果表明:在39个病毒株M蛋白的666 bp中,共有18个病毒株在7个位点上发生了25次变异.在M蛋白序列上预测获得3个跨膜螺旋序列和一个可能的信号肽序列.氨基酸序列的变异主要发生在其跨膜和胞外区域,胞内区域相对较少.预测发现12个Motif和7个抗原决定簇.提示突变对M蛋白的结构功能区的影响不大,也未造成M蛋白的Motif的数量和构成发生改变.对抗原决定簇的影响也主要体现在序列成分构成的改变上,在设计疫苗时,应考虑由其导致的抗原特性改变.     

九次跨膜超家族蛋白(TM9SF)的表达及功能研究进展

九次跨膜超家族蛋白(transmembrane 9 superfamily proteins,TM9SFs,又称Nonaspanins蛋白)由多个成员构成,目前在哺乳动物中有4个成员被发现(TM9SF1～TM9SF4).TM9SFs结构上均含有一个大的非胞质区和9个跨膜区,在进化过程中高度保守并广谱表达.尽管目前关于该...     

棉铃虫离子型受体基因HarmIR8a的克隆及表达定位

【目的】昆虫离子型受体(ionotropic receptors, IRs)是新发现的一类化学感觉受体,对昆虫感受环境中酸类和胺类等物质发挥着重要作用。基因克隆、序列比对以及表达定位的研究将有助于初步解析棉铃虫Helicoverpa armigera离子型受体的功能。【方法】本研究在棉铃虫触角转录组测序和分析的基础上,利用PCR技术克隆了一个离子型受体基因的全长序列,并进行序列结构预测等分析;利用荧光定量PCR技术对该基因在棉铃虫雌、雄成虫不同组织中的表达量进行了分析;同时利用原位杂交技术检测了该基因在棉铃虫雄虫触角中的表达定位。【结果】克隆获得棉铃虫HarmIR8a基因全长cDNA序列(GenBank登录号:MH638313),开放阅读框为2 688 bp,编码895个氨基酸,预测有3个跨膜区域。HarmIR8a氨基酸序列包含了一个氨基末端区域(amino terminal domain, ATD),一个由S1和S2两部分构成的配体结合域(ligand binding domain, LBD),一个孔环(pore loop, P),3个跨膜区(M1, M2和M3)和一个胞内C末端(C terminus)。荧光定量PCR结果显示,HarmIR8a在棉铃虫雌、雄成虫头(除去附器)和触角等组织中均有表达,而且在触角中高表达。棉铃虫雄虫触角原位杂交结果表明,HarmIR8a主要在触角腔锥形感器下表达。【结论】本研究初步探析了HarmIR8a基因的转录水平和表达部位,为进一步研究棉铃虫离子型受体基因的功能和生理作用奠定了基础。     

猪瘟病毒强弱毒株和野毒株E2全基因序列测定及比较分析

为了比较猪瘟病毒 (HCV)野毒株、疫苗株及标准株之间E2基因抗原区域的差异 ,采用RT PCR扩增了HCV石门株、兔化弱毒疫苗株、野毒 0 3及 0 7株的囊膜糖蛋白E2 (gp55)全基因的cDNA片段 ,分别克隆于pGEM T载体中并对其进行了核苷酸序列测定及氨基酸序列的推导 ,同时进行了同源性比较及E2结构与功能的分析。所测 4株HCVE2基因的长度均为1 2 73bp,所编码的氨基酸序列均包括部分信号肽序列和完整的跨膜区序列 ,共由 381个氨基酸组成 ;4个毒株E2蛋白N末端的 683位至 690位信号肽序列 (WLLLVTGA)和C末端 1 0 30～1 0 63位跨膜区均为保守序列 ,而且具疏水性 ;N末端抗原功能区中 ,4个E2蛋白与其它所比较序列在位于第 753位至 759位氨基酸处 ,均有一段保守序列RYLASLH ,无一氨基酸发生变异 ,为亲水性 ,在整个E2蛋白抗原谱中抗原性峰值为最高 ,推测对抗原性产生起重要作用 ;4个E2蛋白的氨基酸序列中均含有 1 5个半胱氨酸 (Cys)残基 ,其数量及位置与国外五株HCV(Brescia ,C ,Alfort.ALD和GPE)完全一致。表明…     

缝隙连接及其与人类疾病的关系

缝隙连接是由多基因家族编码的连接蛋白构成的、细胞间的跨膜水相通道。目前已确定小鼠连接蛋白基因家族含有20个成员,人类连接蛋白基因家族含有21个成员,其中有19种在人类和小鼠中均有表达,具有很高的同源性;不同的连接蛋白可形成同型和异型两种连接子,不同类型连接子可形成4种不同类型的缝隙连接通道。越来越多的研究表明,连接蛋白基因突变与人类遗传性疾病密切相关。     

钙粘蛋白在中枢神经系统中的作用

钙粘蛋白是一类跨膜糖蛋白 ,在起粘着作用时 ,其胞外区结合有钙离子 ,故称为钙粘蛋白。近年的研究表明 ,它不仅在生物的发育、组织形态的发生中起着重要作用 ,还在中枢神经系统中也有着重要作用 ,其中研究比较多的主要是经典钙粘蛋白和原钙粘蛋白。1 .经典钙粘蛋白已发现的经典钙粘蛋白有Ｅ 钙粘蛋白、Ｎ 钙粘蛋白、Ｒ 钙粘蛋白、Ｐ 钙粘蛋白等 ,它们由一段 5个串联重复单位 (ＥＣ1 5 ,每个重复单位约 1 0 0个氨基酸 )组成的胞外区、一个跨膜区和一个很保守的胞质区 (约 2 0 0个氨基酸 )构成[1、2 ] 。结合有钙离子的胞外区是细胞间嗜同种…     

植物受体激酶BAK1研究进展

植物受体激酶BAK1在多个信号转导路径上独立的多角色功能,成为拟南芥受体激酶610个成员中最受关注的成员之一。BAK1是一个典型的富亮氨酸重复序列的跨膜受体激酶,属于LRR-RKⅡ家族,在结构上由胞外结合域、跨膜区以及胞内激酶结构域三部分构成。最初BAK1被鉴定为BRI1和FLS2的双元受体,分别参与调控植物油菜素内酯BR的信号转导及病原相关模式分子PAMPs引发的免疫反应,近期又有多个BAK1的互作组分被相继发现,如EFR、AvrPto、PEPR1/2、PUB13、BIR1、BON1等。该文从BAK1的分子结构,BAK1所在SERKs家族的功能冗余,对油菜素内酯路径的信号调控,参与病菌识别防御反应的先天免疫和调控细胞凋亡等方面对近年来国内外的相关研究进展进行综述,以明确目前研究所面临的问题。     

虹鳟Fc受体FcγR的α和γ亚基基因的克隆及表达分析

Fc受体(FcR)是一种表达在免疫细胞表面的受体分子, 由多亚基构成, 通过与免疫球蛋白(Ig)的Fc段结合引起包括炎症因子释放和吞噬作用等体液和细胞免疫反应。研究采用RACE技术首次克隆得到了虹鳟FcγR的α亚基基因(FcγRα)和γ亚基基因(FcRγ)的cDNA序列, 采用生物信息学软件对FcγRα和FcRγ的序列进行了特征分析, 实时荧光定量PCR检测了其在不同组织和细胞亚群中以及在Poly (I鲶C)和LPS刺激后头肾中的表达。结果显示:FcγRα的cDNA全长1677 bp, 开放阅读框为954 bp, 编码317个氨基酸; FcγRα由信号肽和2个Ig样结构域构成, 但没有跨膜区和胞内区。FcRγ亚基存在2种形式, 分别命名为FcRγ1和FcRγ2(包含FcRγ2a和FcRγ2b两个剪接异构体), 它们均由信号肽、跨膜区和胞内的免疫受体酪氨酸活化基序(ITAM)构成。氨基酸序列相似性分析表明虹鳟FcγRα与斑点叉尾鮰FcRI相同率最高(30%), 虹鳟FcRγ1和FcRγ2a/2b与哺乳动物FcRγ相同率最高可达40%。组织表达显示FcγRα、FcRγ1和FcRγ2a/2b在头肾、脾脏和血液中表达较高; 细胞亚群表达显示FcγRα、FcRγ1和FcRγ2a/2b在髓样细胞群中表达最高; LPS和Poly (I鲶C)刺激后,FcγRα、FcRγ1和FcRγ2a/2b在头肾中的表达显著上调, 这表明FcγR在机体抗细菌和抗病毒免疫中可能发挥重要作用。     

连接蛋白及细胞间连接通讯的调控

由连接蛋白构成的缝隙连接是细胞间直接进行连接通讯的分子基础。连接蛋白是有十余个成员组成的较保守的大家族,具有共同的基因结构及４跨膜的分子结构,分子间的不同组合影响着缝隙连接的通透性及电传导性。本文还综述了细胞间连接通讯受低ｐＨ值、电压、膜流动性和磷酸化的调控的可能机制。     

P-糖蛋白结构及作用机制

ABC (ATP-binding cassette) 转运蛋白广泛存在于各种生物体细胞中,例如细菌的内层细胞浆膜和真核生物的细胞膜和细胞器膜.其利用与ATP的结合和水解供能进行底物的跨膜转运,其中一部分ABC转运蛋白能转运多种疏水性分子.P-糖蛋白隶属于ABC转运蛋白超家族,是研究最为透彻的一员,主要功能是防止机体对外来有害物质的摄入.P-糖蛋白(P-glycoprotein)由4 个基本结构域组成,2 个跨膜区和2 个位于细胞浆内的核苷酸结合区.核苷酸结合区参与ATP的结合和水解,而各由6 个α 跨膜螺旋组成的2个跨膜区联合构成了底物跨膜转运的通道.P 糖蛋白能转运多种不同结构的底物,包括脂类、胆汁酸、多肽和外源性化学物质,这对机体的生存至关重要,但同时也存在不利的一面,包括干扰了药物的运输,从而导致了多药耐药现象的产生.本文就P-糖蛋白的分子结构和作用机制的最新研究进展进行综述.     

人类免疫缺陷病毒1型gp41结构与功能的研究进展

人类免疫缺陷病毒1型(HIV-1)通过其包膜糖蛋白(Env)介导侵入靶细胞.Env由受体特异性结合单位gp120和膜融合单位gp41组成.HIV-1的gp41分为3个功能区:膜外区、跨膜区和膜内区.膜外区是病毒感染时膜融合的主要结构基础;跨膜区通过疏水残基使Env锚定在脂质膜上;膜内区则表现多重功能,参与病毒的感染、复...     

类受体蛋白激酶在植物中的研究进展

植物体在接收外界信号分子时,这些细胞外信号被细胞膜上受体特异性相结合,通过体内一系列信号转导途径将生物信号进行放大或传递,引起相应的生物效应,从而完成植物体需要进行的生命活动。类受体蛋白激酶(receptor-like protein kinases,RLKs)定位在细胞质膜上,由胞内区、跨膜区和胞外区3部分构成。RLKs的工作机理主要是通过胞外信号分子与其胞外区结构域特异结合,结合后激活胞内激酶域而完成跨膜信号的转导。在植物体内能够参与信号转导、抗逆反应和病原反应等途径,对植物体具有重要意义。本综述将对植物RLKs的结构、分类及生理功能方面进行分析,为深入研究RLKs提供理论基础。     

具核梭杆菌CarRS双组分系统组氨酸激酶CarS的表达、纯化及生化活性测定

具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum)是一种条件致病菌,能够在结直肠癌组织中富集,影响结直肠癌发生发展的多个阶段。双组分系统在病原菌耐药性、致病性相关基因的调控和表达中起重要作用。本文以具核梭杆菌CarRS双组分系统为研究对象,重点对其组氨酸激酶蛋白CarS进行重组表达和性质研究。利用在线软件SMART、CCTOP和AlphaFold2对CarS二级结构和三级结构进行预测,其结果表明CarS蛋白具有2个跨膜螺旋区,包含9个α螺旋和12个β折叠结构;由两个结构域构成,一是位于N末端的跨膜域(氨基酸1–170),另一个是位于C末端的胞内域,胞内域由信号接收域(histidine kinases,adenylyl cyclases,methyl-accepting proteins,prokaryotic signaling proteins,HAMP)、磷酸受体结构域(histidine kinase domain,HisKA)和组氨酸激酶催化结构域(histidine kinase-like ATPase catalytic domain,HATPase_c)组成。由于全长的CarS蛋白未能在宿主细胞中表达,因此根据其二级、三级结构特点,构建了CarS胞内蛋白的融合表达载体pET-28a(+)-MBP-TEV-CarScyto,并在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21-CodonPlus(DE3)-RIL中进行过表达。经亲和层析、离子交换层析和凝胶过滤层析,最终获得纯度较高的CarScyto-MBP蛋白,终浓度达20 mg/mL。活性实验结果表明,CarScyto-MBP具有蛋白激酶和磷酸转移酶双活性,麦芽糖结合蛋白(maltose binding protein,MBP)标签对CarScyto蛋白的生物活性无影响。上述结果为深入解析CarRS双组分系统在具核梭杆菌中的生物学功能提供了一定的理论基础。     

绿脓杆菌外毒素A受体结合亚单位基因的克隆与表达

绿脓杆菌外毒素A(PEA)是绿脓杆菌感染的最主要致病因子,它由3个区域共613个氨基酸组成,分子质量66 ku。在体内,毒素先由Ⅰ区(受体结合亚单位)识别细胞表面受体并与之结合,而后,通过Ⅱ区(跨膜亚单位)将具有ADP-核糖基化活性的毒性单位导入胞浆,使Ⅲ区(毒力亚单位)发挥毒力作用,催化细胞内的延长因子2(EF-2)发生ADP-核糖基化反应,使EF-2灭活,抑制蛋白合成而杀灭细胞。在这种结合、入胞、抑制蛋白合成的三步连续过程     

低分子量GTP—结合蛋白Ras超家族研究进展

Ｒａｓ蛋白超家族结构上均由１９０个左右的氨基酸残基构成,仅有一个ＧＴＰ酶结构域。Ｒａｓ及相关蛋白在众多的细胞调节过程中起着关键作用,包括细胞增殖与分化,胞内胞液间运输,胞内氧化酶的产生,细胞骨架的调控以及胞外信息的跨膜传递等分子开关作用。     

猪瘟病毒E2基因真核表达质粒的构建及基因疫苗的研究

构建了猪瘟病毒(classical swine fever virus, CSFV)主要保护性抗原E2基因4种不同的真核表达质粒.小鼠免疫试验表明,E2基因上不同的功能区对基因疫苗的免疫应答有很大影响,有信号肽序列的E2基因可诱导产生特异性免疫反应,且无跨膜区序列的E2基因所诱导的免疫应答反应比有跨膜区序列的强,而无信号肽序列的E2基因则不能诱导产生CSFV特异性的免疫反应.攻毒保护试验表明,免疫家兔最少可抵抗10个最小感染剂量(MID)的猪瘟兔化弱毒苗(Hog cholera lap-inized virus, HCLV)的攻击;免疫猪可抵抗致死剂量的CSFV石门株强毒的攻击.     

山茶属金花茶组金花茶系的AFLP分析

应用扩增片段长度多态性(AFLP)分子标记方法,对分布于我国的金花茶组金花茶系的35个样品进行了分析,样品包括了《中国植物志》收录的该类群的15种2变种、2个未收录的种和4个已归并但在分类处理上存在分歧的种。4对引物组合：E—ACG／M—CAG,E—ACG／M—CTG,E—AGG／M—CTG,E—AGG／M—CAT用于选择性扩增,其中EcoRI引物的5′端用荧光染料进行标记。这4个引物组合共得到298条扩增带,其中278条带是多态性的。计算了样品间的Nei和Li(1979)相似性系数,基于这一相似性系数应用UPGMA法进行聚类分析,得到了树状分枝图。分析结果表明：(1)贵州金花茶是一个好种;(2)支持将毛籽金花茶、陇瑞金花茶、弄岗金花茶和大样弄岗金花茶归并到淡黄金花茶的观点;(3)薄叶金花茶、小花金花茶、夏石金花茶和小瓣金花茶之间的亲缘关系较近。     

特超强毒648株马立克氏病病毒的囊膜糖蛋白gE基因的克隆和序列比较

鸡马立克氏病毒特超强毒 (vv+MDV) 648株的囊膜糖蛋白 gE基因经PCR扩增并克隆入pUC1 8载体。 648株gE基因经核酸序列分析测定 ,全长为 1 494碱基。所编码的蛋白具有跨膜糖蛋白的一些特征。它含有 8个潜在的糖基化位点、N端有一段疏水区 (1～ 1 9aa)所构成的信号肽、C端有一段疏水区 (391～ 41 9aa)所构成的膜锚着序列。经 648株 (vv+MDV)和马立克氏病毒强毒 (vMDV)GA株的 gE相比较 ,在MDV血清 1型中 gE是较为保守的 ,二者仅有 2个核苷酸的差异 (第 51 2位、第 1 472位 ) ,并导致了有二个相应的氨基酸的改变 (第1 71位Leu/Pro、第 491位Arg/Lys)。     

细胞间隙连接的分子生物学研究进展

所有组成间隙连接的连接蛋白（Ｃｘ）结构，由４个跨膜片段、３个环及氨基端和羧基端组成。在不同Ｃｘ中各区域氨基酸序列同源性存在差异，并与其功能相关连。Ｃｘ基因由两个外显子、其间的一个内含子及某些调节元件组成。     

M145F/F146M突变对光受体蛋白细菌视紫红质和古紫质4光循环的影响 *

古紫质4(archaerhodopsin 4,aR4)与细菌视紫质(bacteriorhodopsin,bR)同属于盐杆菌科,同源性59%,均为光驱质子泵。其功能是在光照条件下将质子由胞内泵到胞外形成跨膜质子梯度,该梯度差被膜上另外一种蛋白ATP合成酶用于ATP的合成,从而完成光能向生物能的转化。aR4和bR具有相似的光循环过程,但质子传递时序不同,aR4是先从胞内吸收质子再将质子释放到胞外,而bR恰好相反。甲硫氨酸-145是位于bR视黄醛发色团键合区的一个重要残基,对其光循环有着重要的影响,而在aR4中处在相应位置上的苯丙氨酸-146是其视黄醛键合区与bR唯一不相同的残基。因此通过定点突变,采用紫外可见吸收光谱、动力学光谱、质子泵功能检测、低温透射红外光谱等手段对比分析研究M145F和F146M单点突变对bR和aR4光循环造成的影响,有助于深入理解aR4结构与功能的关系。研究结果表明,M145F突变造成了bR光循环L的丢失和质子泵功能的减弱,而F146M突变并未对aR4的光循环造成显著影响,且突变后aR4质子释放时序没有反转,表明该位置上的残基在两个体系中的作用不尽相同。