FLEXc: protein flexibility prediction using context-based statistics,predicted structural features,and sequence information

Background

The fluctuation of atoms around their average positions in protein structures provides important information regarding protein dynamics. This flexibility of protein structures is associated with various biological processes. Predicting flexibility of residues from protein sequences is significant for analyzing the dynamic properties of proteins which will be helpful in predicting their functions.

Results

In this paper, an approach of improving the accuracy of protein flexibility prediction is introduced. A neural network method for predicting flexibility in 3 states is implemented. The method incorporates sequence and evolutionary information, context-based scores, predicted secondary structures and solvent accessibility, and amino acid properties. Context-based statistical scores are derived, using the mean-field potentials approach, for describing the different preferences of protein residues in flexibility states taking into consideration their amino acid context.The 7-fold cross validated accuracy reached 61 % when context-based scores and predicted structural states are incorporated in the training process of the flexibility predictor.

Conclusions

Incorporating context-based statistical scores with predicted structural states are important features to improve the performance of predicting protein flexibility, as shown by our computational results. Our prediction method is implemented as web service called “FLEXc” and available online at: http://hpcr.cs.odu.edu/flexc.

     

Expression of recombinant and mosaic Cry1Ac receptors from Helicoverpa armigera and their influences on the cytotoxicity of activated Cry1Ac to Spodoptera litura Sl-HP cells

Bacillus thuringiensis (Bt) toxin receptors play important roles in the killing of pests, and investigation on characterization of the receptors is essential for utilization of Bt and management of insect resistance. Here, recombinant and mosaic receptors of Bt Cry1Ac toxin from Helicoverpa armigera were expressed in Spodoptera litura Sl-HP cells and their influences on cytotoxicity of activated Cry1Ac toxin were investigated. When H. armigera aminopeptidase N1 (APN1), alkaline phosphatase 2 (ALP2) and cadherin fused with or without GFP tag were, respectively, expressed in Sl-HP cells, live cell-immunofluorescence staining detection revealed that the quantity of the toxin binding to cadherin or cadherin-GFP was much more than that binding to ALP2 and APN1 or their fusion proteins with GFP, and only the cadherin- or cadherin-GFP-expressing cells showed aberrant cell morphology after the treatment of the toxin at low concentrations. ALP2 and APN1 fused with or without GFP tag did not significantly enhance the cadherin-mediated cytotoxicity of the toxin. The mosaic ALP-TBR-GFP-GPI was located on cell membrane, but did not bind to the toxin. The mosaic truncated cadherin-GFP-GPI was not located on cell membrane even if the signal peptide was sustained. The concentrations of the toxin resulting in swelling of 50 % cells for noncadherin-expressing Sl-HP cells and cadherin-expressing Hi5 cells were 5.08 and 9.50 µg/ml within 1 h, respectively. Taken together, our data have indicated that the binding affinity of ALP2 and APN1 to activated Cry1Ac toxin is much weaker than that of cadherin and both ALP2 and APN1 do not enhance the cytotoxicity of the toxin even though cadherin is co-expressed, and the mosaic receptor of ALP2 inserted with cadherin toxin binding domain does not mediate cytotoxicity of the toxin. In addition, the noncadherin-expressing Sl-HP cells are more susceptible to activated Cry1Ac than the cadherin-expressing Hi5 cells.     

抗体芯片技术及其在寄生虫研究中的应用

随着蛋白质组学相关技术的深入发展,使病原体入侵与宿主间相互作用的研究越来越深入,蛋白质互作和蛋白质表达模式的高通量、大规模分析成为可能。通过其技术对蛋白质进行系统分析和鉴定,对疾病的发生发展具有很高的参考价值。抗体芯片分析蛋白质以其微型集成化、大规模化和高通量化的优点,广泛被应用于生物医学领域。对抗体芯片技术目前的研究进展及其在寄生虫研究方面的应用进行了阐述。寄生虫具有独特的发育过程,其不同发育阶段表达虫体蛋白及排泄分泌产物具有很大差异,将抗体芯片技术应用于寄生虫蛋白质组学研究,对特异性标识抗原筛选,探索寄生虫生长发育、定植入侵、免疫逃避和免疫抑制等具有重要意义,为寄生虫病的早期诊断及治疗,寻找新的药物靶点等奠定基础。同时,为寄生虫蛋白质组学进一步研究提供新的思路和方法。     

不同量表用于机械通气新生儿急性疼痛评估的价值分析

目的:分析和比较不同量表用于机械通气新生儿急性疼痛评估的价值。方法:使用总结性、回顾性研究方法,研究时间为2017年3月份到2018年7月份,选择在医院NICU接受机械通气诊治的新生儿56例作为研究对象,所有新生儿都给予高频震荡通气治疗,急性疼痛采用新生儿疼痛/激惹与镇静量表、新生儿急性疼痛评估量表进行评估与分析,记录评估效果。结果:新生儿疼痛/激惹与镇静量表的总体Cronbachα系数为0.698分,最高评分为基础行为状态,最低评分为心率增快。新生儿急性疼痛评估量表的内部一致性总体Cronbachα系数为0.822,最高评分为胎龄,最低评分为SaO2。新生儿疼痛/激惹与镇静量表的护理人员一致性组内相关系数(ICC)为0.992,新生儿急性疼痛评估量表的护理人员一致性组内相关系数ICC为0.987。以新生儿疼痛/激惹与镇静量表作为效标,新生儿急性疼痛评估量表的效标关联效度Spearman相关系数为r=0.855,P=0.007。12名护理人员对新生儿急性疼痛评估量表的选择率为66.7%,对新生儿疼痛/激惹与镇静量表的选择率为33.3%。结论:新生儿疼痛/激惹与镇静量表和新生儿急性疼痛评估量表在机械通气新生儿急性疼痛评估中都有很好的信度与一致性,其中新生儿急性疼痛评估量表的可行性和临床实用性更好。     

EGFR突变与EML4-ALK融合共存的非小细胞肺癌的临床病理特征及治疗分析

目的:探讨表皮生长因子受体(EGFR)基因突变与棘皮动物微管相关样蛋白4与间变性淋巴瘤激酶(EML4-ALK)融合基因共存(以下简称双基因异常)的非小细胞肺癌的临床病理特征及治疗策略。方法:回顾性收集并分析2012年1月至2016年12月我院收治的EGFR突变与EML4-ALK融合基因共存的非小细胞肺癌患者的临床资料及病理特点。结果:11例双突变非小细胞肺癌占医院同期入院非小细胞肺癌患者的0.68%(11/1620);男性6例,女性5例;年龄23-70岁,平均年龄51.6岁;11例患者均不吸烟;腺癌9例,肉瘤样癌2例;临床分期,ⅠA期3例,ⅡB期1例,ⅢA期1例,ⅢB期1例,ⅠV期5例;6例行手术治疗,4例使用传统化疗,最好疗效为稳定(SD),最长无进展生存期(PFS)为6月;5例患者使用表皮生长因子酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKⅠ)治疗,使用EGFR-TKⅠ最好疗效为部分缓解(PR),PFS为3-23月,中位PFS为9月;截止2017年12月,死亡4例,11例患者的生存时间为1-67月,中位存活时间为21月。结论:EGFR基因突变与EML4-ALK融合基因共存型非小细胞肺癌临床少见,多见于不吸烟或少吸烟的肺腺癌患者,双基因异常的非小细胞肺癌的靶向药物的治疗缺乏统一性,有待进一步研究,基于EGFR及EML4-ALK的磷酸化水平或肿瘤突变负荷选择靶向药物的个体化精准治疗是非常重要的。     

肿瘤治疗中细胞因子递送策略的研究进展

细胞因子多数是由机体免疫细胞和某些非免疫细胞产生的,对细胞的生长、增殖、分化均有调节作用的一类具有生物活性的蛋白质。在肿瘤治疗中,细胞因子作为一种蛋白质药物,具有体内半衰期短、全身毒副作用大等特点,因而选择细胞因子递送策略时需考虑以上因素。文章简要介绍了几种常见的细胞因子,并综述了近年来在肿瘤治疗中细胞因子递送策略的研究进展。     

高原鼠兔瘦素蛋白乳腺特异表达载体的构建及细胞表达

瘦素(Leptin)蛋白是调节机体能量代谢的关键因子之一。前期研究显示高原鼠兔Leptin蛋白发生了适应性进化。功能实验表明,在温暖或寒冷条件下高原鼠兔Leptin通过减少食物摄取和增加能量消耗调节能量平衡,显示了其调节适应性产热过程的潜力。本研究以高原鼠兔Leptin cDNA为模板扩增高原鼠兔obese (ob)基因编码区序列504 bp,改造并构建哺乳动物真核细胞乳腺特异表达载体pBC1-lep,同时通过组织块法原代培养建立奶山羊乳腺上皮细胞系,并通过pBC1-lep质粒脂质体法转染及转基因细胞的筛选,成功获得转染Leptin的阳性细胞。本研究为利用转基因动物实现奶山羊乳腺中特异表达高原鼠兔Leptin提供了一条可能的途径,完成了乳腺特异真核表达载体的构建。     

樟子松针叶化学成分研究

该研究以采自黑龙江省齐齐哈尔市的樟子松(Pinus sylvestris)针叶为对象,采用溶剂提取法对樟子松针叶中的化学成分进行提取,应用硅胶柱色谱、制备薄层色谱和高效液相色谱等现代色谱技术对提取浸膏中的化学成分进行分离和纯化,运用质谱,核磁(1H-NMR和13C-NMR)等波谱技术,鉴定了化合物结构,并对提取浸膏的抑菌活性进行了测试。结果表明:从樟子松针叶提取物中分离得到15个化合物,分别鉴定为松叶酸(1)、松叶酸甲酯(2)、18α-acetoxylabd-8(17)-en-15-oic acid (3)、4-eplimbricataloic acid (4)、15-乙基-18-松叶酸甲酯(5)、15-acetoxy-labda-8(17),13E-dien-18-al (6)、7β-羟基脱氢枞酸(7)、7α-羟基脱氢枞酸(8)、endo-peroxide (9)、α-杜松醇(10)、β-谷甾醇(11)、邻苯二甲酸二丁酯(12)、7R,11R-phytol (13)、正二十四烷醇(14)、N-octacosan7β-ol (15)。其中,化合物9,13,14和15为首次从该属植物中分离得到。抑菌活性结果表明,正己烷萃取浸膏在浓度为5~100 mg·mL~(-1)时对大肠杆菌和枯草芽孢菌的抑菌率分别为53%~71%和56%~70%,在浓度为50 mg·mL~(-1)和100 mg·mL~(-1)时对金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为51%和69%。该研究课题进一步明确了樟子松针叶中的化学成分,为其活性测试及应用研究提供依据。     

5-HT和DA对虾蟹打斗行为影响的研究进展

5-羟色胺(5-HT)和多巴胺(DA)是两种神经递质,可与众多不同类型的受体结合发挥多种重要的生理功能.现已证明其广泛分布于多种动物的不同组织中,在动物的打斗行为活动中起着重要的调节作用.目前,在虾蟹中已被报道的5-HT受体主要有5种,分别是5-HT1A、5-HT1B、5HT2A、5HT2B和5-HT7;DA受体主要为DA1A、DA1B、DA2和DA4.5-HT和DA及其受体分布存在明显的种属和组织特异性.5-HT和DA参于了虾蟹打斗行为的调节过程并有不同的调节机理.5-HT可以调节环磷酸腺苷(cAMP)或高血糖激素(CHH)的释放,促进或抑制虾蟹打斗行为;而DA同样能够通过调节cAMP及COMT等物质的释放来调节虾蟹打斗行为.