从量子跃迁观点对蛋白质折叠速率的统计分析

理解蛋白质折叠速率是探明蛋白质结构和折叠机制物理基础的关键.蛋白质折叠速率的温度依赖关系是当前一个未解决的难题.假定蛋白质折叠是一个分子构象间的量子跃迁,导出了一个蛋白质折叠速率的解析公式.由此公式出发,计算了资料库中二态蛋白质的折叠速率和研究了它们的温度依赖性.从第一性原理出发,对实验给出的16个二态蛋白质折叠速率的非阿列尼乌斯(non-Arrhenius)温度关系给予成功解释,进而预测了这些蛋白质解折叠速率的温度依赖关系.依据量子折叠理论,给出了一个预测二态蛋白质折叠速率的统计公式,用于65个蛋白的资料库,理论和实验比较的相关系数为0.73.此外,理论还给出了与实验结果一致的最大和最小折叠速率估计.     

革兰氏阴性细菌β-桶状结构外膜蛋白体外折叠的研究进展

除了细胞质膜,革兰氏阴性细菌细胞还有一层组成细胞壁的外膜(Outer Membrane)。膜蛋白是外膜的主要组成成分之一,绝大多数外膜蛋白是由反向平行的β-折叠(β-Strands)通过相邻的氢键结合形成的β-桶状结构蛋白(β-Barrel Proteins)。这些蛋白既可作为通道蛋白、转运蛋白、酶、受体、毒力因子,也可作为结构蛋白发挥稳定外膜的重要作用,它们是否正确折叠并整合到外膜对革兰氏阴性细菌的生存至关重要。大多数外膜蛋白易于重组表达和体外重折叠(in vitro refolding),并且折叠状态可通过多种方法测定,因此β-桶状结构外膜蛋白被当着模式蛋白来研究各类生物和非生物因子对膜蛋白折叠的影响,是膜蛋白研究的一大热点。本文将从β-桶状结构外膜蛋白体外折叠的研究方法和影响折叠的因素角度对近年相关研究进展进行综合述评,最后总结了外膜蛋白体外折叠模式,并结合作者的相关研究结果和观点对该领域的研究前景进行了展望。     

关于“中华水韭残存居群的数量性状分化和地方适应性及其对保育遗传复壮策略的提示”的讨论

植声:中国水韭属(Isoetes)植物的浙江松阳居群曾被作为中华水韭(Isoetes sinensis),然而,最近的研究已显示这个居群的水韭属植物是一个新的物种--东方水韭(Isoetes orientalis),其研究结果已于2005年发表在Novon上(Liu et al.,2005).作者依然将松阳居群作为中华水韭处理,其结果也就和以前的遗传多样性研究(陈进明等,2004)相似,即松阳居群和其它中华水韭居群之间存在显著差异,但最近的研究表明这种差异不是居群间的差异而是种间的差异,或者说作者在基本的类群和居群的选择上是错误的,因此,作者在此基础上的实验分析、结果及讨论就不再合理.     

结核分枝杆菌P16蛋白的研究进展

P16蛋白是结核分枝杆菌主要的膜蛋白,对该菌的生存力和稳定性起重要的调节作用.P16蛋白主要以9个亚基的寡聚体形式存在,有抗蛋白酶的水解作用;在氨基酸序列有一α-crystallin结构,该结构与P16蛋白的分子伴侣活性密切相关;P16蛋白具有高效、自发的再折叠,再组装能力,具有极强的抗热性.P16蛋白具有较强的免疫原性,可作为预防结核的亚单位疫苗及血清学诊断试剂.     

一种显微图像的拼接方法

描述了一种显微图像拼接的方法,共包括特征检测、特征匹配、空间坐标转换和图像混合等四个步骤。实验结果显示本方法对重叠面积在50％以上的显微图像,能够进行拼接并且都没有出现明显的缝隙、错位、变形、图像模糊、图像重影等错误。     

BACE蛋白的表达、纯化和活性测定

在大肠杆菌中表达、纯化并重新折叠以获得有活性的酸性蛋白水解酶 (BACE蛋白 )———一种与阿尔茨海默病 (AD)发病相关的蛋白水解酶。克隆BACE活性区的表达序列到原核表达载体 pET11a中 ,经E .coliBL2 1(DE3)表达 ,从包涵体中获取蛋白质 ,电泳鉴定后经梯度反向快速折叠法重新折叠 ,柱层析分离纯化 ,得到了表达的重组可溶性BACE蛋白 ;用高效液相色谱、质谱等方法检测其对人工合成多肽底物的水解作用 ;测定了BACE蛋白的酶促动力学常数。结果表明 ,得到的重组BACE蛋白具有水解人工合成小肽底物的活性。     

mRNA环结构对蛋白质折叠速率的影响

前期的相关研究发现mRNA二级结构中存在对蛋白质折叠速率的重要影响因素.而mRNA二级结构中普遍存在着各种复杂的环结构,这些环结构是否对蛋白质折叠速率也有重要的影响呢?不同的环结构对蛋白质折叠速率的影响是否相同呢?基于此想法,建立了一个包含mRNA内部环、发夹环、膨胀环和多分支环等环结构信息和相应蛋白质折叠速率的数据库.对于数据库中的每一个蛋白质,计算了mRNA二级结构中各种环结构碱基含量、配对碱基含量及单链碱基含量等参量,分析了各参量与相应蛋白质折叠速率的相关性.结果显示,各种环结构碱基含量与蛋白质折叠速率均呈极显著或显著正相关.说明mRNA环结构对蛋白质折叠速率有重要的影响.进一步,把蛋白质按照不同折叠类型或不同二级结构类型分组后,对每一组蛋白质重复上述的分析工作.结果表明,对不同类蛋白质,mRNA的各种环结构对其相应蛋白质折叠速率的影响存在着显著差异.上述研究将为进一步开展有关mRNA和蛋白质折叠速率的研究奠定理论基础.     

糖原磷酸化酶b在低浓度变性剂中的失活与部分去折叠

以往对几种酶的变性研究表明,酶的失活先于酶分子的整体构象变化［５］。本研究的目的在于,在盐酸胍、脲和ＳＤＳ等变性剂存在下,比较磷酸化酶ｂ的失活、辅基磷酸吡哆醛附近微环境的变化、ＡＭＰ结合的协同性以及酶分子的去折叠。检测内源荧光的变化发现,随着变性剂浓度的增加,酶的失活作用不仅先于酶分子的整体构象变化,而且也先于磷酸吡哆醛结合部位的微环境以及ＡＭＰ结合的协同性的变化,这表明,酶的活性不仅需要每个亚部位构象的完整性,而且也需要所有亚部位之间的正确空间关系     

Visualization of chromatin folding patterns in chicken erythrocytes by atomic force microscopy （AFM）

The organization of the higher order structure of chromatin in chicken erythrocytes has been examined with tapping-mode scanning force microscopy under conditions close to their native envirinment.Reproducible highresolution AFM images of chromatin compaction at several levels can be demonstrated.An extended beads-on-astring (width of - 15-20nm,height of - 2-3nm for each individual nucleosome) can be consistently observed.Furthermore,superbeade (width of - 40nm,height of - 7nm) are demonstrated.Visualization of the solenoid conformation at the level of 30nm chromatin fiber is attained either by using AFM or by using electron microscopy.In addition,tightly coiled chromatin fibers (- 50-60nm and - 90-110nm) can be revealed.Our data suggest that the chromatin in the interphase nucleus of chicken erythrocyte represents a high-order conformation and AFM provides useful high-resolution structural information concerning the folding pattern of interphase chromatin fibers.     

分子伴侣

分子伴侣是最近十几年才发现的一类非常保守的蛋白家庭。它与酶的作用方式类似，能和某些不同的多肽链非特异性结合，催化介导蛋白质特定构象的形成，参与体内蛋白质的折叠、装配和转运，但又不构成其结构的一部分。这类保守的蛋白家族大致可分为四类，广泛存在于生物体中。其中研究得最多的是热休克蛋白。实际上，分子伴侣是一种蛋白质分子构象的协助者，主要参与蛋白质次级结构的形成。