整合素及其信号传导通路

整合素是位于细胞表面的重要黏附分子,通过其双向信号传导通路,介导细胞与细胞外基质及细胞与细胞间的黏附.整合素由胞外域、跨膜域和胞内域3部分组成.胞内域与细胞内信号分子结合,启动胞内一胞外信号传导激活整合素,提高与相应配体亲合力.而胞外域与相应配体结合后,通过胞外-胞内信号传导,调节细胞生存、增殖、黏附、分化功能.近年研究显示,整合素结构功能及信号传导通路异常与多种疾病有关.     

人P2Y_2蛋白的生物信息分析

[目的]利用生物信息学对人P2Y_2蛋白质的理化性质、物种的同源性、亲水性/疏水性、跨膜区域、蛋白质二级结构和三级结构、蛋白质间的相互作用、GO注释进行预测分析。[方法]使用多种分析软件对P2Y_2蛋白进行在线预测分析。[结果]人P2Y_2蛋白有377个氨基酸,等电点为9.72,哺乳动物中保守性较高;二级结构存在8个α螺旋和2个β折叠,三级结构预测结果的可靠性为39.42%,拉曼图分析表明预测结果较稳定,P2Y_2蛋白分布范围广,在神经元、神经胶质、内皮细胞和肿瘤的信号通路中有重要作用。[结论]P2Y_2蛋白存在2种核定位序列的不稳定疏水蛋白,有6个跨膜区且分布广泛,参与细胞衰老、伤口愈合等多种生理过程。     

人TEAD1蛋白质的生物信息学分析

[目的]采用生物信息学方法对人TEAD1蛋白质的理化性质、跨膜区域、亲疏水性、信号肽区域、二级结构、三级结构、蛋白质之间的相互作用、GO注释进行预测分析。[方法]使用多种分析软件对TEAD1蛋白质进行预测分析。[结果]TEAD1蛋白质由426个氨基酸组成,等电点为8.33,在哺乳动物中高度保守;二级结构预测发现6个α螺旋和10个β折叠片层,三级结构预测结果的可靠性为100%,拉曼图分析表明预测结构稳定;与TEAD1相互作用的蛋白质主要是核内转录调控蛋白质,并可参与Hippo信号通路。[结论]TEAD1一种存在核定位序列、无跨膜结构的亲水不稳定蛋白质,具有转录调控因子的作用,可通过Hippo信号通路,表现出促癌作用。     

人P2X_1蛋白生物信息预测

利用生物信息学方法对配体门控离子通道受体人P2X_1蛋白的理化性质、信号肽、跨膜区、亲疏水性、二级结构及三级结构、蛋白质间的相互作用、GO注释等进行预测分析。结果显示:P2X_1蛋白是两次跨膜的亲水蛋白质,由399个氨基酸组成,等电点为8.75,有一段核定位序列;二级结构存在6个α螺旋区和15个β折叠区,三级结构预测结果的可靠性为45.35%,拉曼图分析表明预测结构较稳定;与P2X_1相互作用的蛋白质主要是传导信号的嘌呤受体和离子通道蛋白质,而且P2X_1蛋白可能参与血管凝集及炎症反应等生理过程。上述对人P2X_1蛋白结构及功能的预测为研究人P2X_1蛋白在生物过程及疾病治疗方面的作用提供了重要的理论依据。     

绵羊Wnt2蛋白生物信息学分析

Wnt2蛋白是Wnts蛋白家族的重要成员,参与卵巢的发育。本研究以NCBI蛋白质数据库中发布的Wnt2蛋白氨基酸序列为研究对象,采用生物信息学软件对Wnt2蛋白的理化性质、信号肽及跨膜结构域、糖基化和磷酸化位点、二级结构和功能结构域、亚细胞定位和功能结构分类、序列相似比对及聚类、三级结构进行预测分析。结果发现,绵羊Wnt2由360个氨基酸组成,其等电点为9.21,有糖基化位点和磷酸化位点,是一个有信号肽的稳定的蛋白;二级结构与三级结构一致,均显示Wnt2由α-螺旋、延伸链、无规则卷曲构成;绵羊Wnt2蛋白是细胞外蛋白,主要参与信号转导和转录调控。研究结果为深入探讨Wnt2基因及其编码蛋白的结构和功能提供相关依据。     

大肠杆菌MG1655三个膜蛋白的生物信息学分析

从NCBI数据库中检索大肠杆菌MG1655膜蛋白pspD、yiaW和yeeE的氨基酸序列,采用生物信息学在线分析软件对三种膜蛋白的理化性质、保守结构域、跨膜区、信号肽、磷酸化位点、糖基化位点及相互作用蛋白拓扑网络进行了预测分析。实验表明psp D为亲水性蛋白,分子中不存在跨膜结构,yiaW和yeeE为疏水性蛋白,分子中分别有2个和9个跨膜区;3个蛋白分子中均不存在信号肽序列,也没有磷酸化位点,pspD中有1个糖基化位点,yiaW和yeeE中分别有2个和7个糖基化位点。3个蛋白二级结构中组成最多的是α-螺旋分别占56.16%、57.94%和42.61%。三级结构的预测结果与二级结构预测一致。对其相互作用蛋白的拓扑网络预测发现,pspD属于噬菌体休克蛋白操纵子家族成员,与pspA、pspB和pspC蛋白关系最为密切,推测其可能在特殊环境中对于维持膜功能有极其重要的作用;yiaW与yiaV蛋白为膜融合蛋白(外排泵组件,信号锚,与物质外排有关),和ycdZ (DUF1097家族内膜蛋白)、nrfA (亚硝酸还原酶)、nrfD (甲酸依赖亚硝酸盐还原酶)蛋白相互作用关系最为密切。yeeE蛋白与保守蛋白yeeD和yedF为同源蛋白,关系最为密切。此外,yeeE蛋白与cysJ、Cysp、cysN、cysD等硫酸盐跨膜运输蛋白关系密切,根据前面的预测其有9个跨膜区,推测其可能与物质的跨膜转运相关。     

人转录因子FoxM1B的生物信息学分析

目的:分析预测人转录因子FoxM1B启动子及蛋白结构和功能。方法:运用生物信息学软件对人FoxM1B基因的启动子区域及其蛋白的理化性质、跨膜区、信号肽和亲疏水性进行预测分析;利用软件模拟生成人FoxM1B蛋白质的三级结构图像,了解与其相互作用的蛋白网络。结果:采用生物信息学软件预测出人FoxM1B基因5'侧翼存在转录起始位点及启动子,且启动子(1300~1900bp)的侧翼有1个CpG岛。人FoxM1B蛋白是亲水性蛋白,且不包含跨膜结构域和信号肽;在二级结构中,无规卷曲是其主要折叠方式,模拟生成蛋白质三级结构图像与二级结构预测一致。人FoxM1B蛋白与CCNB1、CCNA2、MYBL2、CDK1和PLK1等蛋白存在相互作用,可能通过这些蛋白参与细胞周期和DNA损伤修复过程。结论:对人FoxM1B基因及其编码蛋白的性质、结构和互作蛋白等进行了预测分析,为后续实验研究提供了依据和线索,奠定了重要的信息基础。     

乳腺癌CDK4/6抑制剂设计策略的生物信息学研究

通过多种生物信息学工具对CDK4/6蛋白质特性进行系统性分析,对这2种蛋白质产生更深入的了解,并以分析结果为基础,提出针对乳腺癌的CDK4/6抑制剂的设计策略。利用三维建模、位点预测、蛋白相互作用网络构建等软件对CDK4/6的蛋白质结构、翻译后修饰位点、蛋白质相互作用关系及其参与的生物学过程、通路等进行预测分析。CDK4/6均具有较为特殊的三级结构,可为其抑制剂的设计提供有利条件;2种蛋白都存在一定数量的蛋白磷酸化位点及O-糖基化位点,但不存在N-糖基化位点;与CDK4/6产生相互作用的蛋白质数量众多,但大部分为CDK蛋白家族成员及CCN蛋白家族成员;GO及KEGG分析结果显示,2种蛋白共同参与p53信号通路及PI3K-Akt信号通路,并在细胞对外界刺激的反应中起到作用。预测及分析结果表明,可通过空间特异性结合、修饰位点抢占及变构、多通路多形式共同抑制等方式对CDK4/6抑制剂进行设计和改造。为该类研究的进一步发展铺垫了理论基础,为探索多元化癌细胞抑制方案提供了新的思路和角度。     

基于生物信息学分析探讨CD59在肺癌中的表达及其临床意义

CD59为含128个氨基酸的糖基磷脂酰肌醇锚定的糖蛋白,是膜结合性补体调节蛋白的重要成员,在血液和多种组织中表达。本研究通过转录组测序数据分析发现, CD59在早期非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)患者的外周血白细胞中表达下调,在此基础上,利用Oncomine、GEPIA、UniProt、COMSIC、SWISS-MODEL、STRING和Kaplan-Meier Plotter等数据库探讨了CD59在肺癌中的表达、蛋白质结构变化及其与患者生存之间的关系,并利用免疫印迹法(Western-blot)分析了CD59在早期肺癌组织和血清中的水平。Oncomine和GEPIA数据库分析发现, CD59的m RNA在肺癌组织中表达下降; Western-blot实验证实, CD59蛋白在早期肺癌组织和血清中的水平也下降。COSMIC数据库分析发现,肺癌患者中的CD59蛋白有3个氨基酸位点(即8、87和128位)存在突变,其中第8和128位点的突变属于同义突变,而第87位的氨基酸由酪氨酸(Y)突变为苯丙氨酸(F);进一步的SWISS-MODEL同源...     

树鼩CD3ε全长编码序列的克隆及分子特征分析

树鼩可作为人类疾病的良好模型,但缺乏对其免疫功能研究的基本标志和单克隆抗体。该研究应用RT-PCR技术,分别从3只树鼩的肝脏、脾脏和血液中克隆了CD3ε全长编码序列并用Discovery Studio等软件对其分子特征进行了分析。结果显示,树鼩CD3εcDNA的开放阅读框全长582bp,编码193个氨基酸。树鼩与其他哺乳动物的CD3ε蛋白整体结构近似,与人和恒河猴CD3ε的亲缘关系较近,胞内域与跨膜域高度保守,但胞外域出现2个潜在的糖基化位点,表面电荷亦存在差异。该研究为今后制备树鼩CD3单克隆抗体及功能研究奠定初步的基础。     

双峰驼凝乳酶原基因的生物信息学分析

通过生物信息学的方法对双峰驼凝乳酶原基因及相应的氨基酸序列的同源性、理化性质、保守结构域、亚细胞定位、信号肽、跨膜结构域、亲水性/疏水性、二级结构进行预测分析.结果表明,双峰驼凝乳酶原基因开放阅读框全长1 146 bp,编码381个氨基酸,属于胃蛋白酶A超家族,预测定位于内质网（膜）的稳定亲水性蛋白,具有一个16个氨基酸的信号肽,其不含跨膜结构域.无规卷曲是其二级结构中最大量的结构元件,α螺旋和延抻链分散于整个蛋白质中,活性位点的分析表明,编码蛋白有6类活性位点.分析双峰驼凝乳酶原基因及其编码蛋白质的特征,能够为深入开展双峰驼凝乳酶的表达和凝乳特性研究提供理论依据.     

GPC3基因的结构与功能生物信息学预测

磷脂酰肌醇蛋白聚糖3(Glypican 3,GPC3)作为原发性肝癌标志物,对其结构与功能进行生物信息学分析。借助生物信息学相关软件,对该基因所编码的氨基酸理化性质、信号肽、跨膜结构、蛋白质的二级结构,蛋白质翻译后修饰、蛋白三级结构及亚细胞定位及B细胞线性表位、蛋白质相互作用网络进行生物信息学分析。GPC3蛋白为稳定的亲水性蛋白,具有信号肽,主要定位于细胞质膜。二级结构元件只要以α螺旋,β折叠为主。有18个Ser、7个Thr、23个Tyr可成为蛋白激酶磷酸化位点。GPC3蛋白与Wnt信号家族蛋白具有相互作用。分析预测GPC3,为探究其参与原发性肝癌方面有重要意义。     

人VASH_1蛋白结构和功能的生物信息学分析

[目的]对人VASH_1蛋白结构和功能进行生物信息学分析。[方法]利用生物信息学工具对人VASH_1蛋白的基因结构、跨膜区域、空间结构、理化性质和功能区进行预测。[结果]人VASH_1蛋白由365个氨基酸残基组成,该蛋白等电点9.50,相对分子质量40 956.5Da,分子式为C1805H2874N532O536S11。通过分析发现该蛋白为非跨膜的亲水蛋白,主要由无规卷曲构成。[结论]人VASH_1蛋白是由365个氨基酸残基组成的亲水蛋白,含有21个磷酸化位点和13个可能的抗原位点,与多种蛋白间存在相互作用。     

基于生物信息学方法预测人线粒体转录终止因子3蛋白的结构与功能

目的:基于生物信息学预测人线粒体转录终止因子3(hMTERF3)蛋白的结构与功能。方法:利用GenBank、Uniprot、ExPASy、SWISS-PROT数据库资源和不同的生物信息学软件对hMTERF3蛋白进行系统研究,包括hMTERF3的理化性质、跨膜区和信号肽、二级结构功能域、亚细胞定位、蛋白质的功能分类预测、同源蛋白质多重序列比对、系统发育树构建、三级结构同源建模。结果:软件预测hMTERF3蛋白的相对分子质量为47.97×103,等电点为8.60,不具信号肽和跨膜区;二级结构分析显示主要为螺旋和无规则卷曲,包含6个MTERF基序,三级结构预测结果与二级结构预测结果相符;亚细胞定位分析结果显示该蛋白定位于人线粒体;功能分类预测其为转运和结合蛋白,参与基因转录调控;同源蛋白质多重序列比对和进化分析显示,hMTERF3蛋白与大鼠、小鼠等哺乳动物的MTERF3蛋白具有高度同源性,在系统发育树上聚为一类。结论:hMTERF3蛋白的生物信息学分析为进一步开展对该蛋白的结构和功能的实验研究提供了理论依据。     

阻塞性睡眠呼吸暂停综合征相关蛋白FNDC5的生物信息学分析

有研究认为血清FNDC5水平或与阻塞性睡眠呼吸暂停综合征的发生及发展有关,因此利用生物信息学工具对FNDC5的结构、性质、功能作出必要的预测和分析,以发现FNDC5与阻塞性睡眠呼吸暂停综合征的相关关系及机理,为进一步研究提供理论依据。利用NCBI、STRING、Protscale、SignalP、TMHMM、PSORT、SOPMA、SWISS-MODEL、NetNGlyc、NetOGlyc、Netphos、ProtParam等数据库或软件,进行预测和分析。FNDC5具有亲水性,稳定性差,非分泌蛋白,有跨膜结构域,二级结构弹性较大,在体内分布较为广泛。FNDC5拥有多个糖基化位点和蛋白磷酸化位点,与其产生相互作用的蛋白可参与脂肪代谢及炎症反应。就FNDC5及其互作蛋白参与的信号通路及生物学过程来看,FNDC5可通过肥胖发展、炎症反应、内分泌调节等途径导致或加重阻塞性睡眠呼吸暂停综合征。对FNDC5结构的预测表明,可通过生物或化学方法对其结构进行改造,可能会在机制上对阻塞性睡眠呼吸暂停综合征进行预防或治疗。     

基于生物信息学方法分析人CREB结合蛋白的结构与功能

为了预测分析人CREB结合蛋白(CREB-binding protein,CBP)的结构和功能。本研究利用生物信息学相关数据库及软件对人CBP蛋白的理化性质、保守性、亚细胞定位、信号肽、跨膜结构域、二级结构、三级结构、相互作用蛋白及功能进行预测。结果表明,人CBP蛋白是一种定位于核内的不稳定亲水性蛋白质,无跨膜区和信号肽。其二级结构以无规卷曲和α-螺旋为主,并且该蛋白质HAT结构域在各物种间高度保守,推测与其酶活性密切相关的氨基酸残基为Tyr1433、Leu1434、Asp1435、Arg1664。此外,人CBP蛋白能够与TP53、CREB1、NCAO3等多种转录因子或转录辅激活因子发生相互作用,主要参与转录调控、细胞分化、组织发育、信号转导及细胞凋亡等生物学过程。本研究为进一步研究CBP在恶性肿瘤发生发展中的作用机制提供了理论依据。     

CXCL12-α基因编码区的克隆与生物信息学分析

目的:克隆人源CXCL12-α的成熟肽编码序列后进行生物信息学分析及其蛋白质结构与功能预测。方法:采用RTPCR方法从人骨髓组织中克隆CXCL12-α基因序列,并将编码其成熟蛋白的核酸片段插入原核表达载体pET-30a(+)中,转化Escherichia coli后进行酶切鉴定和DNA序列测定。利用在线网络生物信息学相关数据库和分析软件对测序结果进行分析,并对重组蛋白的一、二、三级结构及功能等进行验证和预测。结果:获得了基因序列为263 bp的人源CXCL12-α基因,与GenBank中公布序列一致。双酶切鉴定及DNA测序验证结果正确。生物信息学检索该基因编码蛋白的氨基酸序列与理化参数显示,蛋白无跨膜区,在第29位有一个Ser为蛋白激酶磷酸化位点,第1~21位可能为信号肽区域。ɑ-螺旋,无规则卷曲,延伸链和β-转角数量分别占总二级结构的44.94%、22.47%、21.35%、11.24%。同源建模预测信息可信度为0.68,该蛋白G-factor结构计分总平均为0.33,结构检验表明该蛋白属于正常范围内。二级结构和拓扑结构信息、蛋白质结合位点三维图和预测蛋白可能催化口袋及结合位点、三维结构模拟的可视化结构显示其空间结构稳定。结论:人源CXCL12-α分子克隆成功,网络数据库等生物信息学分析及结合蛋白质结构与功能预测可为深入研究CXCL12-α提供理论指导。     

人APEX1基因的生物信息学分析

APEX1是影响基因表达和氧化还原活性相关碱基修复和多功能蛋白的关键基因,对APEX1基因及编码蛋白进行生物信息学方面的深入分析,更有利于对APEX1基因相关癌症及其他遗传流行病学的阐述。本研究利用生物信息学分析方法以11个物种APEX1基因序列及编码蛋白序列为研究对象,对人APEX1基因进行了系统进化分析及预测启动子及Cp G岛,并对其蛋白质理化性质及结构功能等进行了预测分析。核酸分析结果表明,人APEX1基因包含5个外显子,预测核心启动子区域为158~208 bp。进化分析结果显示,人与黑猩猩的遗传距离为0.003,亲缘关系最近。蛋白预测软件结果显示,人APEX1蛋白主要由自由卷曲及α-螺旋结构组成,无合适信号肽及明显跨膜区,表明该基因不参与跨膜物质运输及信号转导。     

Notch信号通路与肺纤维化

Notch信号通路是在进化上非常保守的单次跨膜信号受体蛋白家族,广泛表达于脊椎动物与无脊椎动物中,主要由Notch受体、Notch配体及细胞内效应分子CSL蛋白组成。Notch信号通路是多种组织和器官早期发育所必需的细胞间调节信号,参与对细胞增殖、分化、凋亡的调控。近年的研究表明,Notch信号通路参与肺纤维化的发生发展,阻断或激活这一途径可以影响肺纤维化的进展,本文就Notch信号通路与肺纤维化的关系的研究进展做一综述。     

植物G蛋白偶联受体及其在信号转导中的作用

G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors,GPCRs)是具有7个跨膜螺旋的蛋白质受体,是人体内最大的蛋白质超家族.GPCRs能调控细胞周期,参与多种植物信号通路以及影响一系列的代谢和分化活动.简要介绍了GPCR和G蛋白介导的信号转导机制,GPCRs的结构和植物GPCR及其在植物跨膜信号转导中的作用,并对GPCR的信号转导机制及植物抗病反应分子机制的研究提出展望.