光系统Ⅱ的结构与功能以及光合膜对环境因素的响应机制

光合膜是地球上捕获、转换和利用太阳能的关键场所,光合膜的活动所提供的能源、粮食及氧气,是人类世界赖以生存的基础。经过35亿年的进化,光合膜已经进化成了一个高度精密的结构,色素分子高密度结合并合理排列,具有高精度的能级耦联网络和高效率的能量传递系统,这使得光合膜成为自然界中能够最高效地吸收和传递太阳能、并能在常温常压下高效地将太阳能转换成化学能和还原势的色素蛋白复合体体系。由于这一特性,光合膜被认为是最有潜力的固定太阳能的新材料,并为研究新型光电转换器件提供了新思路和新理论。因此,长期以来,光合膜的结构-功能关系研究及其功能模拟,特别是执行固定和转化太阳能第一步的光系统Ⅱ,在新能源的利用中吸引了大量的研究力量,取得了突飞猛进的进展。本文总结了近年来关于光系统Ⅱ的结构与功能,以及光合膜对环境的感应和功能调节机制等方面的研究进展。     

骨骼肌特异性敲除TβRⅡ小鼠模型的建立

目的:建立骨骼肌特异性敲除转化生长因子受体Ⅱ(TβRⅡ)小鼠模型,为进一步研究TβRⅡ在骨骼肌发育和分化中的作用奠定基础。方法:首先将TβRⅡflox/flox转基因小鼠与上游携带肌酸激酶(MCK)启动子的MCK-Cre转基因小鼠进行杂交,培育繁殖出TβRⅡflox/wt/MCK-Cre(+)双转基因小鼠。然后利用TβRⅡflox/wt/MCK-Cre(+)双转基因小鼠与TβRⅡflox/flox转基因小鼠进行杂交,繁殖培育出在骨骼肌内特异敲除TβRⅡ基因的TβRⅡflox/flox/MCK-Cre(+)小鼠。结果:利用Cre/loxP技术世界上首次成功繁殖培育出有活力的且发育正常的TβRⅡ基因敲除小鼠。     

血管紧张素Ⅱ对废用性骨骼肌萎缩肌纤维类型的影响

目的:观察血管紧张素Ⅱ在废用性肌萎缩过程中对骨骼肌肌纤维类型转化的影响。方法:以雌性SD大鼠为研究对象,按随机配对原则分成4组(n=8):即假手术组(C)、AngⅡ组(CA)、悬吊组(T)和悬吊+AngⅡ(TA)。ATPase染色法分析评价各组肌纤维类型的转化情况。结果:T组与C组相比,Ⅱ型肌纤维比例显著升高(P<0.05),而TA组与T组相比Ⅱ型肌纤维比例下降(P<0.05)。结论:在骨骼肌萎缩过程中,肌纤维类型出现Ⅰ型肌纤维向Ⅱ型肌纤维类型的转化;而血管紧张素Ⅱ在骨骼肌萎缩过程中抑制了肌纤维类型由慢向快的转化。     

血管紧张素Ⅱ对家兔心率变异的影响

目的:研究血管紧张Ⅱ(AngⅡ)对家兔心率变异(HRV)影响的机制。方法:分别给家兔静脉输注生理盐水,AngⅡ,溴化六烃季胺(HEXB),HEXB+AngⅡ检测安静状态下连续5 min的心电图并进行HRV的时域和频域分析。结果:血管紧张素Ⅱ组的时域指标SDNN和RMSSD较对照组明显降低,频域指标低频(LF)升高,而高频(HF)和总功率(TP)明显降低;HEXB+AngⅡ组与HEXB组相比无明显区别。结论:交感神经阻断剂HEXB不能影响AngⅡ的作用,AngⅡ主要通过抑制中枢自主神经的传出,降低迷走神经张力来降低HRV。     

丹参酮ⅡA结构修饰及其对HeLa细胞的抑制作用研究

本研究运用Mannich反应,得到了丹参酮ⅡA的16位被酯化氨基酸取代的5个衍生物,结构均经EI-MS、1H及13C NMR确证。经MTT法测定丹参酮ⅡA及其衍生物对HeLa细胞增殖的抑制作用,并计算出IC50。结果表明,5个衍生物的生物活性较丹参酮ⅡA均有所增强;即丹参酮ⅡA在16位进行结构修饰可以增强其对肿瘤细胞抑制活性。     

TGF-βII 型受体的RNA 干扰抑制肾纤维化

目的:研究针对TGF-βⅡ型受体的RNA干扰质粒对α-SMA表达的抑制作用,探讨RNA干扰TGF-βRII的方法对肾间质纤维化的抑制作用。方法:单侧结扎输尿管方法制备肾间质纤维化小鼠动物模型。分别经输尿管逆行注射a:RNA干扰质粒;b:错配对照质粒;c:空载体;d:生理盐水;e:正常对照。通过western-blot及免疫组织化学方法检测第3、5、10天后肾组织内TGF-βRⅡ、α-SMA,观察其对肾间质纤维化的抑制作用。结果:针对TGF-βRII的RNA干扰质粒,明显抑制肾组织内TGF-βRⅡ、α-SMA表达;几组对照未见相应作用。结论:针对TGF-βRⅡ的RNA干扰质粒,能够抑制肾间质纤维化的发生、发展,可能成为延缓肾功能减退的有效方法。     

大鼠髓核细胞原代培养及表型鉴定

目的:探讨Ⅱ型胶原酶联合透明质酸酶消化分离培养髓核细胞及免疫细胞化学表型鉴定的可行性。方法:无菌条件下分离SD大鼠凝胶状髓核,采用Ⅱ型胶原酶联合透明质酸酶消化分离髓核细胞并连续培养,倒置相差显微镜下观察,随后进行免疫细胞化学染色检测不同代次髓核细胞HIF-1、Ⅰ、Ⅱ型胶原、MMP2及蛋白聚糖的表达情况,并给予MTT法测定髓核细胞生长曲线。结果:Ⅱ型胶原酶联合透明质酸酶分离培养原代髓核细胞需要12 d左右贴壁,达95%融合需要34 d,而传代髓核细胞贴壁速率明显增快至10 h,且其倍增时间约为2.5 d;免疫细胞化学显示髓核细胞均表达HIF-1、Ⅰ、Ⅱ型胶原、MMP2和蛋白聚糖,且随着髓核细胞传代其HIF-1α、HIF-1β、Ⅰ型胶原及MMP2表达均增加,但Ⅱ型胶原表达降低,而蛋白聚糖表达无明显差异;MTT法显示随着髓核细胞传代其增殖有所减缓。结论:Ⅱ型胶原酶联合透明质酸酶可成功分离髓核细胞,提高培养效率,且HIF-1α、HIF-1β、Ⅰ、Ⅱ型胶原及MMP2可作为髓核细胞表型分子用于髓核细胞的鉴定。     

植物甜蛋白马宾灵(Mabinlin Ⅱ)的二级结构及其B细胞抗原表位预测

马宾灵(MabinlinⅡ)是中国所特有的植物甜蛋白,在目前已知的7种植物甜蛋白中具有最佳的热稳定性,将其作为新型甜味剂有着广阔的市场前景。本研究以马宾灵的氨基酸序列为基础,采用Garnier-Robson方法和Chou-Fasman方法预测马宾灵的二级结构,采用Karplus-Schulz方法预测马宾灵的蛋白质骨架区柔韧性,采用Kyte-Doolittle方法预测马宾灵的蛋白质疏水性,采用Emini方法预测马宾灵的蛋白质表面可能性,采用Jameson-Wolf方法预测马宾灵的B细胞抗原表位。分析结果表明,马宾灵的A链多形成转角和无规则卷曲结构,A链的N端27～30区段形成较柔软的蛋白质骨架结构,A链的N端4～6、7～9、10～11、12～14、20～22、23～26和30～33区段为抗原位点的可能性较大;马宾灵的B链多形成β折叠和转角结构,B链的N端0～7、9～13、28～29、33～34、40～45、53～54和55～57区段为抗原位点的可能性较大。本研究以生物信息学手段分析预测马宾灵的二级结构及其B细胞抗原表位,为设计马宾灵多克隆抗体以检测马宾灵在不同生物反应器中的表达研究提供参考数据。     

Predicting the effect of a point mutation on a protein fold: the villin and advillin headpieces and their Pro62Ala mutants

Homology modeling of unknown proteins is based on the assumption that highly similar sequences are likely to share the same fold. However, this does not provide any information on the stability of a given fold, which is ultimately determined by the subtle interplay of enthalpic and entropic contributions. Herein it is shown that ab initio atomistic simulations can be used to predict the effect of point mutations on the stability of a protein fold. The calculations indicate that the fold stabilities of two proteins of similar sequence and identical fold, the villin and advillin C-terminal headpiece fragments, are different and that the same P62A point mutation has a dramatic effect on the fold of villin but a minor one on that of advillin. These predictions were subsequently validated by NMR and CD experiments.     

理论预测果蝇polⅡ启动子

基于果蝇polⅡ启动予的序列特征,利用结合了离散增量和位置权重矩阵的贝叶斯判别函数对果蝇启动予进行了预测。对预测算法进行10交叉检验。通过比较不同大小训练集对结果的影响,说明了参数选取的合理性和算法的预测能力。同时比较了不同参数的选取对预测结果的影响,从而获得最佳启动子预测结果。预测结果显示成功率达到93％,相互关联系数达到83％。