邻近标记在蛋白质组学中的发展及应用

人体内各种复杂的生命活动离不开蛋白质之间的相互作用。这种相互作用具有瞬时性和结合力弱等特点,并受到多种动态调节,特别是蛋白质翻译后修饰（post-translation modifications, PTM）。传统的亲和质谱检测方法存在蛋白纯化的局限性,在高效检测到动态变化方面存在不足。邻近标记是一种能够给与靶蛋白质瞬时靠近,或者互作（邻近）的蛋白质加上生物素的技术,它与质谱检测技术的联合使用能检测细胞过程中弱的、瞬时的蛋白质相互作用,有效解决上述问题。本文综述了基于生物素的邻近标记方法的发展现状,从依赖于融合序列的生物素标记开始,依次介绍有关生物素连接酶、过氧化物酶及其进化后的2代标记方法等经典生物素标记的方法和原理,比较各个方法间的差异和优缺点;也列举了一些近年来新出现的标记方法,如将生物素连接酶进行拆分、鉴定蛋白质在不同复合物中功能的方法、抗体靶向的标记方法,以及其他来源的生物素连接酶突变体,例如枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）的C端氨基酸突变的生物素连接酶,能够应用在苍蝇和蠕虫中的生物素连接酶突变体。本文对这些方法进行归纳总结,旨在为初步接触该领域的科研工作者提供参考,同时也希望能够提供一些新的思路,推动蛋白质相互作用组学的发展。     

牡蛎礁生态系统的工程师

海鲜是全球超过30亿人的主要蛋白质来源,占人类饮食中动物蛋白的16%左右。目前,全球超过一半的海鲜来自水产养殖,水产养殖业每年产生的经济效益高达2435亿美元,已成为全球增长最快的食品生产方式(年增长约6%)。未来随着全球人口的增长,预计人类对海鲜的需求将翻倍增加,水产养殖业也将持续保持增长,成为未来海鲜供应的重要保障。     

饲料蛋白质水平对异齿裂腹鱼生长、消化酶活性、非特异性免疫及蛋白质代谢反应的影响

为研究饲料中不同蛋白质水平对异齿裂腹鱼(Schizothorax)生长、消化酶活性、非特异性免疫及蛋白质代谢反应的影响, 配制蛋白质水平为20.01%、25.00%、30.19%、35.24%、40.12%和45.10%的6种等脂等能的饲料。选取初始体重为(115.46±16.20) g的异齿裂腹鱼540尾, 随机分成6组, 每组3个重复, 每个重复30尾, 进行为期94d的饲养试验。结果表明: 随着饲料蛋白水平升高, 异齿裂腹鱼末重(FW)、增重率(WGR)、特定生长率(SGR)均先升高后降低, 且在蛋白水平为40.12%时最大, 与30.19%组差异不显著(P>0.05); 蛋白质效率(PER)、成活率(SR)均呈先升高后下降趋势, 在蛋白水平为25.00%时最大, 与30.19%组差异不显著(P>0.05); 摄食率(FR)先降低后趋于稳定, 在蛋白水平为20.01%时最高, 显著高于其余试验组(P<0.05); 饲料系数(FCR)和肝体比(HSI)均呈先降低后升高的变化趋势, 在蛋白质水平为40.12%时最低, 与35.24%组差异不显著(P>0.05); 全鱼粗蛋白质显著升高(P<0.05); 胰蛋白酶(TPS)、脂肪酶(LPS)、淀粉酶(AMS)活性变化趋势基本与SGR、WGR和PER相一致, 且TPS>LPS>AMS; 肝脏中超氧化物歧化酶(SOD)活性逐渐升高, 在45.10%组最高, 与30.19%—40.12%组差异不显著(P>0.05), 谷丙转氨酶(ALT)、酸性磷酸酶(ACP)和碱性磷酸酶(AKP)活性先升高后降低, ALT和ACP活性在35.24%组高、AKP活性在30.19%组最高, 但各试验组差异不显著(P>0.05); 血清中的尿素氮显著上升(P<0.05); 血清中的血氨在45.10%组最大, 显著高于25.00%组(P<0.05)。异齿裂腹鱼WGR、SGR、FCR、PER与不同蛋白质水平分别进行二次回归分析得, 在试验条件下, 异齿裂腹鱼饲料中最佳蛋白质水平为31.20%—34.02%。     

膳食蛋白质摄入与2型糖尿病关系的病例对照研究

目的：探讨膳食蛋白质与2型糖尿病（T2DM）之间的相关关系。方法：采用年龄与性别匹配的病例对照研究,在西安市某社区招募符合纳入标准的T2DM患者288例和对照552例。采用膳食频率调查表,根据食物摄入频率及数量计算膳食蛋白质摄入量和供能比。通过健康危险因素问卷收集研究对象人口学、生活方式、疾病史等基本信息。采用单因素统计方法和多因素Logistic回归模型探究膳食蛋白质与成人T2DM的相关性。结果：参与者的平均年龄为62.0±9.8岁,膳食总能量和蛋白质日均摄入量分别为（2 204.3±852.5）kcal/d、（81.7±38.1）g/d。在总人群中,校正高血压、血脂异常等混杂因素后,总蛋白及动物蛋白供能比最高分位组T2DM罹患风险是最低组的1.92倍。动物蛋白与女性T2DM风险的比值比为2.33,而与男性T2DM无关。植物蛋白与T2DM无显著相关性。结论：膳食总蛋白,尤其是动物蛋白与T2DM罹患风险正相关,植物蛋白与T2DM没有显著关联性。在糖尿病防治中应考虑饮食蛋白质的比例及种类。     

分子标记在濒危物种保护中的应用

分子标记可揭示种群遗传和进化信息, 为制定濒危物种保护措施、指导恢复实践提供重要依据。本文主要介绍了分子标记在濒危物种保护过程不同环节中的应用, 包括: (1)正确识别保护单元, 如排除隐存种和杂交种的影响; (2)确定优先保护单元, 包括优先保护区域、优先保护物种、优先保护种群等; (3)指导迁地保护; (4)对保护工作的动态监测和评估。文章最后探讨了分子标记应用于保护的发展方向, 如开展长期的种群遗传组成监测、切实应用于保护管理实践、将基因组学等遗传信息用于全球变化背景下保护策略的制定等, 期望为分子标记技术在生物多样性保护的研究和实践中提供参考。     

病原菌调节宿主细胞泛素化途径的研究进展

泛素化是真核生物特有的蛋白质翻译后修饰,广泛地参与宿主细胞各种信号通路和生理过程.病原菌常通过分泌毒性效应蛋白,对泛素和泛素结合酶进行独特的共价修饰,或者利用泛素连接酶和去泛素化酶的酶学活性,调节宿主泛素化过程,从而干扰宿主细胞的信号转导,促进细菌的感染和生存.本文概述了病原菌效应蛋白调节宿主泛素化途径的主要研究进展和最新发现.     

蛋白质-RNA序列结构界面偏好性及用于对接打分统计势的构建

本文对来自PDB (Protein Data Bank)数据库的蛋白质-RNA复合物结构构建了非冗余非核糖体数据库(694个结构),并对此数据库统计了蛋白质和RNA序列及二级结构的界面偏好性.结果发现,蛋白质β折叠、3_(10)-helix和RNA未配对核苷酸,尤其是未配对中空间排列不规整的核苷酸,具有显著的界面偏好性.据此,对二级结构进行归类,建立了考虑序列和二级结构信息的60×12氨基酸-核苷酸成对偏好势,并将其作为打分函数用于蛋白质-RNA对接中近天然结构的筛选.结果表明,该60×12统计势的打分成功率为65.77%,优于考虑蛋白质或RNA二级结构信息的统计势,及我们小组之前在251个结构上构建的60×8~*统计势.该工作有助于加深对蛋白质-RNA特异性识别的理解,可推动复合物结构预测的进展.     

系统生物学在认知功能障碍研究中的应用

认知功能障碍可导致患者日常生活能力、社会适应能力明显下降,严重影响患者的生活质量。根据近年来众多研究显示,认知功能障碍的发生发展与基因、蛋白质、微生物等内环境因素的失调和紊乱有关。基于系统生物学的研究,梳理了近年来国内外研究学者在代谢组学、蛋白质组学、基因组学和肠道微生物组学层面对认知功能障碍的研究,并对系统生物学在认知功能障碍中的应用前景进行了展望,以期为认知功能障碍相关研究提供参考。     

一株稀有海洋真菌Stachybotrys longispora FG216的De Novo测序及基因组学分析

【背景】长孢葡萄穗霉菌(Stachybotrys longispora) FG216是一株稀有海洋真菌,其次生代谢产物FGFC1具有纤溶活性。进行S. longispora FG216的基因组序列分析,将充实和促进海洋微生物功能基因和次生代谢产物合成生物学的基础研究和应用研究。【目的】解析S. longispora FG216的基因组序列,分析基因组生物功能和同源相似性关系,分析次生代谢产物纤溶活性化合物FGFC1的相关基因。【方法】基于Illumina HiSeq高通量测序平台对S. longispora FG216菌株进行De Novo测序,使用SSPACE、Augustus等软件进行组装、编码基因预测、基因功能注释、物种共线性分析以及预测FGFC1次生代谢产物合成基因簇。【结果】S. longispora FG216的基因组测序总长度为45622830bp,共得到605个Scaffold,GC含量为51.31%,注释预测得到13329个编码基因和169个非编码RNA。基因组测序数据提交至国家微生物科学数据中心(编号为NMDC60016264),其中13 053、8 422、8 460、7 714和2 847个基因分别能够在NR、KEGG、KOG、GO和CAZy数据库匹配到注释信息。比较基因组学分析发现,Stachybotrys具有保守性,核心基因占基因家族总数目的71.44%,S. longispora FG216与S. chlorohalonata IBT 40285的相似性最高;同时,预测得到101个次生代谢产物合成基因簇,其中18个基因簇与已知的化合物相匹配。通过antiSMASH预测,Cluster57是编码合成FGFC1母核结构异吲哚啉酮的基因簇,与S.chlorohalonataIBT40285中的基因簇相似度为40%。【结论】海洋稀有真菌S.longisporaFG216的基因组信息已上传至国家微生物科学数据中心公开使用,为Stachybotrys种属的研究提供了重要的参考意义,同时发现了S. longispora FG216次生代谢产物纤溶活性化合物FGFC1母核部分编码基因是Cluster 57。     

蔗糖磷酸化酶的研究进展

蔗糖磷酸化酶属于糖苷水解酶13家族,能够催化蔗糖的可逆磷酸解。利用其广泛的底物混杂性,蔗糖磷酸化酶可以将葡萄糖基转移至不同的受体合成熊果苷、甘油葡萄糖苷、低聚糖及多酚化合物的衍生物等产物,这些催化产物可广泛应用于食品、药品、化妆品等行业。随着酶催化技术和蛋白质工程的发展,蔗糖磷酸化酶受到了越来越多的关注,该酶的应用范围也得到了扩大。本文综述了近年来蔗糖磷酸化酶在酶的来源、结构、功能及应用领域等的研究进展,同时讨论了该酶的蛋白质工程改造方法与局限性,并展望了该酶可能的研究方向。