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植物凝集素结构多样性与药物设计
植物凝集素蛋白早发现于19世纪,可特异性结合碳水化合物与糖分子。植物凝集素蛋白结合碳水化合物的高度特异性使我们可以将其作为生物工具应用到不同领域。例如,植物凝集素的重要特征之一就是可以特异性结合昆虫消化道表面的糖分子,从而起到抗虫的作用。植物凝集素也可以特异性结合癌细胞膜表面的糖分子,从而导致细胞凋亡或抑制肿瘤的生长。研究表明,仅豆科植物的凝集素分子表面就有大约40万个潜在的结合位点可以特异性结合不同的糖分子。因此,研究植物凝集素的结构特征信息对更好地理解植物凝集素的结构功能关系与应用有重要的意义。近年来,计算生物学的飞速发展使我们可以在分子层次上研究植物凝集素。本文主要从计算生物学角度综述植物凝集素的结构,序列保守性与动力学等研究现状,并以菜豆凝集素为例讨论植物凝集素的药物设计和医学应用。
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结构域
结构域(domain)是指蛋白质中可以具有独立三级结构的部分,通常由一个基因外显子编码,并可具有特定的功能.
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数字化背景下的病区医疗质量管控
1966年,Donabedian 提出了医疗质量概念的三维内涵理论,建立起了沿用至今的医疗质量管理模式。医疗质量管理主要为三级结构,即基础质量管理、环节质量管理和终末质量管理。传统的医疗质量被限定为对医疗效果的评价,是一种狭义的医疗质量概念[1]。随着医学和社会的不断进步,医疗质量内涵也在不断扩大。当今医疗质量的概念不仅包含传统的医疗服务的及时性、安全性和有效性,还涵盖了医务人员工作效率、患者就诊费用是否合理、服务流程是否便捷、患者对医院服务的满意程度等[2]。
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白纹伊蚊和埃及伊蚊防御素(defensin)成熟肽基因克隆及结构推测
应用PCR技术从白纹伊蚊和埃及伊蚊基因组中扩增出defensin成熟肽基因并对其分子生物学特性进行分析,发现埃及伊蚊(Bora Bora株、海口株)、白纹伊蚊( 成都株、宜兴株、广州株)推导的氨基酸序列与埃及伊蚊defensin A相同;通过Chou Fasma n预测法对defensin A成熟肽的二级结构进行预测,可以看出在defensin成熟肽氨基酸序列的15~23位有一个α螺旋,35~39位有一个β折叠,32~34位有一个转角;通过同源性比较推测蚊虫defnsin A的三级结构.
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刺苋花粉泛过敏原Profilin的抗原性评估与三级结构分析
目的 克隆刺苋花粉中Profilin蛋白基因,分析同源序列中不同性质氨基酸对抗原性及j级结构的贡献.方法 基于生物信息学分析已知泛过敏原Profilin的氨基酸序列并获得核心代表序列,以之为基础设计合成引物,采用Touchdown PCR技术从刺苋花粉的cDNA池中进行基因克隆,并经菌落PCR和双酶切验证;采用生物信息学软件MULTIPRED及SWISS-MODEL在线软件对所得基因编码蛋白进行抗原性评估及三级结构模拟.结果 从刺苋中获得两个序列不同的泛过敏原基因,分别命名为PRF7和PRF23.蛋白质三级结构显示:PRF7与已知的泛过敏原Profilin存在少数氨基酸的筹异,其空间结构与抗原性没有明显变化;而PRF23与北方豚草花粉泛过敏原Q64LH0之间相似程度较低,而空间结构也呈现明显的筹异;尽管Q64LH0与PRF23的伞序列抗原性均值差异无统计学意义,受一些区段上不同性质的氨基酸改变的影响,PRF23在这些区段上的抗原性显著低于Q64L-HO的抗原性.结论 基于Q64LHO和PRF23同源氨基酸序列的抗原性评估及三级结构分析,获得了不同性质氨基酸对抗原性及三级结构的贡献等信息,映射了南方花粉过敏症发牛率较低的原因所在,也为过敏原遗传改良过程中进行氨基酸置换指明了方向.
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反式作用丁型肝炎病毒核酶体外切割活性的研究
丁型肝炎病毒(HDV)在复制过程中,基因组RNA及复制产生的抗基因组RNA均具有自我裂解的活性--核酶(Ribozyme)活性.HDV核酶是在所发现的核酶类型中唯一在人体的细胞中具有天然裂解活性的核酶.通过对HDV核酶的研究,已经确定了85nt长度的核酶活性区,并且其二、三级结构也有了阐明.本文根据Anne T等人提出的HDV核酶自我裂解时的假结样(pseudoknot-like)二级结构,将85nt的HDV核酶从其J(1/2)连接处分成两段,一段作为核酶,一段作为底物,设计HDV核酶的反式作用形式;将反式作用HDV核酶的基因重组入载体.
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抗胃癌抗体轻链可变区序列测定和三维结构模建
目的:确定抗胃癌抗体轻链可变区(VL)的一级结构,并模建其三级结构.方法:从抗人胃癌噬菌体抗体库中筛选出VL基因,并进行序列测定和分析.利用同源蛋白结构模建技术,采用计算机辅助分子设计系统模建VL的三维空间结构.结果:所获得的VL序列符合鼠抗体可变区特征,并成功构建了其三维空间结构.结论:所测得的VL一级结构和构建的三维空间结构均有较高的可靠性.
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小泛素相关修饰物与神经系统变性疾病
近二十年来,有关泛素的研究得到了飞速的发展,泛素化是细胞体内一种非常重要的蛋白质翻译后修饰方式,泛素-蛋白酶体途径(ubiquitin-proteasome system,UPS)是指泛素通过标记靶蛋白使其被蛋白酶体识别、降解,在细胞凋亡、DNA修复及细胞分裂等生理和病理过程中发挥着重要作用[1].小泛素相关修饰物(small ubiquitin-related modifier,SUMO)是新发现的泛素类蛋白家族的重要成员之一,它在三级结构、生化反应途径上与泛素相似,但功能上却与泛素介导靶蛋白的降解截然不同,它主要调节蛋白的定位与稳定性以及参与许多关键的细胞功能活动[2].近还有发现表明,SUMO与一些神经系统变性疾病有关,可能会为这类疾病的病因的研究和治疗带来新的着手点,我们因此对该方面的进展作一综述.
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女性围绝经期健康大讲堂(之十八)
雌激素是由卵巢分泌的一种女性激素,虽然数量非常少,但它在女性一生中的巨大作用是任何激素都不能替代的.它同孕激素、雄激素等一起,在大脑高级中枢的调控之下,通过下丘脑——垂体——性腺(卵巢)这样一个三级结构来有效控制女性发育、月经和性功能的正常运行,这三级结构相互制约、相互影响.
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遗传性抗凝血酶缺乏研究进展及实验室诊断
遗传性抗凝血酶缺乏作为一种常见的易栓症病因,相关报道在国外文献已有近50年,但在中国该病的知晓率和诊断例数均较少。本文介绍了AT的结构、生理学作用,遗传性AT缺乏的基因基础、临床表现、分型等,并总结了新的实验室诊断流程。
1抗凝血酶的结构以及结合活性凝血物质后的变构
AT 的三维结构属于丝氨酸蛋白酶抑制剂家族,符合该家族蛋白的共同特点:由300-500个氨基酸组成的单链球蛋白,共享同一个三级结构(包括3个β片层,9个α螺旋)。Serpins分子顶部暴露一个弹性多肽环状结构--反应中心环,为活性位点;同时也包含一个与该中心环互补的结构,因可以弹性地与活性位点结合而被形象地称为“自杀抑制子”。目标蛋白激酶可以剪切一小段活性位点并与之结合起效,但其余活性位点仍与互补序列结合而被抑制[1]。AT不局限于结合凝血酶(即FIIa)起抑制作用,还与其它蛋白酶结合。 -
CD26/DPPIV结构和功能研究进展
CD26是一种高度保守、分布于多种细胞的Ⅱ型跨膜糖蛋白.目前其三级结构已清楚.初因发现它具有蛋白水解作用,故又称二肽肽酶IV(DPPIV).DPPIV的天然底物多种多样,在体内执行多种重要功能.它还是细胞膜受体和共刺激分子,从而参与机体的免疫调节、细胞移行、细胞黏附和细胞调亡过程,故与多种疾病的发病有关.各种CD26抑制剂对自身免疫性疾病及细胞增殖性疾病的治疗具有重要意义.
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结核分枝杆菌抗原Rv2389的T细胞表位的生物信息学分析
目的:分析结核分枝杆菌(MTB)抗原Rv2389的T细胞表位,确定和筛选优势表位,为研制更加有效的诊断标志物,和更安全、高效的表位疫苗奠定基础.方法:应用在线预测软件IEDB和SYFPEITHI对MTB抗原Rv2389的T细胞表位进行预测,并与ESAT-6相比较;采用SOPMA Sever软件预测其编码蛋白的二级结构;用ExPASy在线软件预测Rv2389的三级结构,综合分析Rv2389的T细胞抗原决定簇.结果:经软件分析,Rv2389多肽预测分值普遍高于ESAT-6,Rv2389分值较高的T细胞表位区域氨基酸位于35~43、85~93、107~126和184~200.MTB抗原Rv2389蛋白无规则卷曲占71.89%,β折叠占5.53%,主要覆盖的氨基酸区域位14~23,51~67,72~112,117~127和134~212.说明这些肽段存在潜在的抗原表位优势区域的可能性;三级结构预测显示,85~93位氨基酸和107~126位氨基酸暴露于蛋白表面,是有可能的抗原表位.结论:经生物信息学软件预测MTB抗原Rv2389有2个T细胞优势表位,即85~93位和107~126位氨基酸.
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肠道病毒71型六安地区分离株VP1基因的生物信息学分析及B细胞表位预测
目的 对肠道病毒71型(EV71)VP1基因编码衣壳蛋白进行系统结构与功能预测,为制备EV71疫苗和诊断抗原的研究提供理论基础.方法 基于编号为1404-Luan(CHN)-08的EV71六安地区分离株VP1基因编码蛋白的氨基酸序列,应用ProtParam、SigalP、TMPRED、Sosui、SOPMA、Phyre、Bepipred等生物信息学方法预测其信号肽、跨膜区、疏水性、二级结构、三级结构等性质和潜在的B细胞表位.结果 EV71六安地区分离株VP1基因编码蛋白没有信号肽,无跨膜区,是一个亲水性蛋白;VP1蛋白二级结构以无规则卷曲和β-片层为主,含有少量的α-螺旋,少见β-转角; VP1的三级结构中4~121氨基酸部分在蛋白表面形成一环状结构(VPl GH loop);EV71 VP1潜在的B细胞表位共有6个可能的抗原表位.其中,预测分值高的线性表位区域位于157~177位氨基酸残基.结论 成功预测了EV71六安地区分离株VP1二级结构、三级结构和B细胞表位,为制备EV71基因工程疫苗和诊断抗原的开发提供了理论基础.
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折叠蛋白与临床疾病的研究
折叠蛋白是正常蛋白质结构发生折叠,在某些条件作用下二级或三级结构原有构象发生变化,使其原来蛋白的功能和作用丧失,本质发生了根本性变化,成为机体的非组织性病理性蛋白,是引起某些疾病的一种尚未被人们认识的致病因素.
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护理记录存在问题分析及对策
2004年11月起,针对我院护理记录存在的问题,院、科二级质控小组运用三级结构即前馈控制、同期控制、反馈控制方法对护理记录进行全程质量控制,效果满意.现报告如下.
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生物信息学在预测未知蛋白结构与功能中的应用
作为生命活动的物质承担者和体现者,生物细胞中的蛋白质是由20余种氨基酸构成的,它对于完成生物体正常生物功能至关重要[1].通常蛋白质的空间结构被分为4个层次;一级结构即蛋白质的氨基酸序列;二级结构即部分肽链的弯曲或折叠而产生的局部结构,如α螺旋,β折叠和β转角等;三级结构即在二级结构基础上进一步折叠成的更大范围内堆积成的空间结构;四级结构即含有多条肽链的蛋白质的不同亚基之间的相互作用[2].随着新技术的发展,蛋白质结构测定的实验解析方法得到了很大的发展,核磁共振、X射线晶体衍射以及冷冻电子显微镜技术已经成为蛋白质结构实验分析的三大技术平台[3].但由于实验测定过程非常复杂,且成本高、费时,对某些不易结晶的蛋白质还存在局限.因此,根据结构已知的蛋白质的结构特征和形成的规律,并在此基础上形成理论方法来预测未知蛋白的高级结构和相关功能,正逐步成为结构生物信息学研究领域的重点.
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卵巢癌HELQ蛋白结构和功能的生物信息学工具分析预测
目的 预测卵巢癌抑癌基因HELQ编码蛋白(HELQ蛋白)的结构和功能.方法 采用ExPASy服务器中的工具分析HELQ蛋白的理化特征.分别采用PSORTⅡ和TMHMM预测HELQ蛋白的亚细胞定位和跨膜拓扑结构.采用SignalP 4.0预测HELQ蛋白的信号肽.采用ScanProsite和SMART分析HELQ蛋白的功能结构域以及结构域分区.采用PSIPRED和I-TASSER预测HELQ蛋白的二级和三级结构以及配体结合位点.采用STRING 10.0预测HELQ蛋白与其他蛋白的交互作用.结果 HELQ蛋白主要定位在细胞核(47.8%)和细胞质(39.1%)中,有4个保守结构域DEXDc、HELICc、HHH_5和PRK02362,并包含解旋酶ATP结合区和解旋酶C端结合区两个功能结构域;成功建立了HELQ蛋白的二级和三级结构模型,其中二级结构中α螺旋、无规则卷曲及折叠结构比例分别为54%、31%和6%.三维配体结构分析发现HELQ蛋白包含一个酶活性中心位点His341,催化Ile333、Lys335、Tyr337、Gln340、Pro360、Thr361、Ser362、Gly363、Gly364、Lys365、Thr366、Leu367、Glu464和Ala711等结合位点与配体ATP结合.交联蛋白质分析发现HELQ蛋白可能与RAD51、POLA1、PLON、FANCD2、DHX8等蛋白存在交互作用.结论 HELQ蛋白可能具有ATP依赖性解旋酶的结构和功能,参与DNA损伤的修复过程.
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IL-8与牙周炎关系的探讨
牙周炎是牙周支持组织的慢性炎性疾病,在菌斑细菌及其产物的刺激下,炎性浸润细胞和局部组织细胞合成和释放大量化学因子参与炎症反应过程.化学因子,为一结构相关的细胞因子家族,对特定类型白细胞表现为化学趋化性,分子结构具有四个半胱氨酸残基的保守序列,影响其三级结构.根据两两半胱氨酸间是否被其他类型氨基酸分隔,可分为CXC,CC,CX3C及C亚型.IL-8属于CXC亚型,主要趋化PMN[1,2].
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子宫珠蛋白与猫主要过敏原Fel d1之间关系的生物信息学分析
目的:分析人子宫珠蛋白与猫主要过敏原Fel d 1之间关系.方法:运用ClustalW 1.83和MEGA 5.1 Beta3软件比较人分泌球蛋白家族序列及猫过敏原Fel d 1两个亚基P30438和P30440之间的进化树形图;采用在线软件平台NetMHCII 2.2比较分析P30438与子宫珠蛋白典型序列P11684之间抗原性差异;利用Swiss-Model程序模拟并比较P11684、P30438和P30440的三级结构.结果:分泌球蛋白家族充斥着大量冗余数据,经逐步聚类收缩至13个代表性序列进一步分析发现,整个分泌球蛋白家族划分成两个大家族三个亚家族,而子宫珠蛋白典型序列与猫主要过敏原Feld 1的一个亚基P30438之亲缘关系近,两者均具有与HLA高亲和力结合位点,而且三级结构相似.结论:子宫珠蛋白具有潜在的过敏原性.
关键词: 子宫珠蛋白 猫主要过敏原Fel d 1 进化树形图 抗原性 三级结构 -
HSS的研究进展
肝细胞刺激物质(HepaticStimulatorySubstance,HSS)是目前唯一能特异性地促肝细胞生长的小分子蛋白,由于其特异性地促肝细胞生长的活性[1],参与肝细胞再生的调控等,故一直是肝炎治疗、肝细胞调控的研究热点.HSS的分子量约为12~18KD,耐热,在PH2~9的环境中仍能保持其生物学活性;不溶于乙醇,对蛋白酶敏感,但核糖核酸酶不影响其活性,其二硫键、三级结构的破坏不影响其活性.HSS存在乳肝组织或再生肝组织的肝细胞胞浆中,在非肝细胞中未发现HSS.HSS是由肝细胞合成的,是肝细胞的基因表达产物,肝细胞膜上有相应的受体.目前已能从猪、牛、鼠等多种动物的乳肝组织及人胎肝组织提取出HSS,但尚不能通过基因重组的方法获得.本文对HSS的研究现状作一综述.