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基于生物信息学方法探析补肺益肾方的分子网络及生物功能
目的:通过生物信息学方法探析治疗慢性阻塞性肺疾病(COPD)有效方剂补肺益肾方的分子网络及生物功能,为中药复方药理机制研究提供新思路.方法:通过在线数据库查找补肺益肾方中药成分的化合物,在PubChem数据库中检索这些化合物的靶蛋白,运用Ingenuity Pathway Analysis(IPA)软件对二者进行分子网络、生物功能及相关生物学通路的构图和解析.结果:查找到补肺益肾方的靶蛋白共239个,可构建成9个分子网络,其中相关的前3个分子网络功能为:Cellular Development、Energy Production和Cancer.与补肺益肾方相关的前3个生物功能为:Cellular Growth and Proliferation、Cell Death and Survival和Inflammatory Response.与补肺益肾方相关的前3个生物学通路为:Cell Cycle:G1/S Checkpoint Regulation、Chronic Myeloid Leukemia Signaling、Cyclins and Cell Cycle Regulation.结论:通过查找中药化合物靶标并通过IPA软件进行分析的生物信息学方法可以用于解析补肺益肾方的分子网络及生物功能.
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藤黄化学生物学研究进展
该综述通过对藤黄抗肿瘤药用历史的回顾、研究现状的总结,以及笔者课题组近年来的若干发现,探讨了藤黄化学生物学研究中3个关键科学问题,包括藤黄中有哪些化学成分,藤黄中的化学成分通过什么方式作用于肿瘤细胞,生物机体通过什么途径处置藤黄中的化学成分.此外,笔者还将在该综述中对以藤黄中主要化学成分为先导化合物的抗肿瘤新药开发前景提出一些思考和建议.
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绿色荧光蛋白放射免疫分析试剂盒的研制
绿色荧光蛋白（GFP）于1962年在一种学名为 Aequorea Victoria的水母中发现，包含238个氨基酸残基[1-2]。其基因所产生的蛋白质，在蓝色波长范围的光线激发下，会吸收蓝光的部分能量，发出绿色荧光。GFP 常用于标记某些特定的 RNA、内源性代谢产物以及靶蛋白[3]，可通过荧光显微镜实时观察，也可通过荧光激活细胞，分选分离细胞[4]。这一活体生物标记[5]特性，使得 GFP成为实时观察细胞、组织、器官不可或缺的工具[6]，在转基因动物生产中也得到了广泛的应用[7-12]。
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去泛素化酶在病毒感染过程中的调控作用研究进展
蛋白质的泛素化是一种广泛存在且非常重要的翻译后修饰形式，在调控细胞周期、细胞凋亡、损伤修复、机体免疫以及神经元退化等许多生物学功能方面发挥着重要作用，其过程需泛素或类泛素样蛋白（如SUMO、NEDD8、ISG15等）、泛素激活酶 E1、泛素结合酶 E2和泛素连接酶 E3共同完成［1-2］。泛素是由76个氨基酸残基组成的非常保守的小分子多肽，相对分子质量为8．5×103，在真核生物体内广泛存在［3］。泛素本身含有7个赖氨酸残基（lysine， K），分别为K6、K11、K27、K29、K33、K48和K63，其本身的赖氨酸残基也可以与泛素分子相互结合，即底物蛋白结合泛素分子，后一个泛素分子通过其羧基端的甘氨酸结合到前一个泛素的某一个赖氨酸上形成多聚泛素链。多聚泛素链与被修饰蛋白K48相连常介导靶蛋白进入蛋白酶体降解，而K63连接常活化靶蛋白或使靶蛋白循溶酶体途径降解。在这个过程中E1活化泛素分子， E2决定着形成何种泛素链，而E3则决定着底物蛋白的特异性［4-7］。
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S100家族中S100A4,S100A6基因表达与肿瘤转移的研究进展
肿瘤的侵袭性和转移性是恶性肿瘤细胞的标志,通过肿瘤细胞与其周围组织的相互作用而体现.在这个病理过程中,有很多基因及其表达产物的参与.S100蛋白家族是一类EF-手型钙结合蛋白,通过对钙离子的调节及与靶蛋白的相互作用,发挥重要的生物学作用,参与细胞周期活动、细胞分化、肿瘤生长以及细胞外基质分泌活动等过程[1],且其多个成员在多种肿瘤中表达异常,特别是S100A4、S100A6的异常表达,与肿瘤的侵袭与转移相关.因此S100家族与肿瘤的发生发展关系密切[2].
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抗精神病药的遗传药理学研究
不同患者对相同药物所产生的治疗反应和副作用各异,这种差异可能由不同因素引起,而遗传因素在其中起主要作用.遗传药理学假说试图阐明药物代谢(药物代谢动力学水平)或药物作用靶(药物效应动力学水平)的遗传变异与药效差异之间的关系.1959年,Vogel为该领域创造了"遗传药理学(pharmacogenetics)"一词.其后20年,大量的研究主要集中在药物代谢动力学水平,极少涉及药物作用的靶受体和靶蛋白.人类基因组和DNA分析技术的发展,不仅为判别药物作用靶受体的基因变异提供了工具,也为遗传药理学开辟了新的前景[1].
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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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钙结合蛋白S100A2的研究进展
S100蛋白家族是一类EF一手型钙结合蛋白,通过对钙离子的调节及与靶蛋白的相互作用,在体内发挥多种生物学作用,参与细胞周期活动,细胞分化、肿瘤生长以及细胞外基质分泌活动等过程.其分布具有细胞、组织特异性,其中多个S100成员在肿瘤中表达异常,并与肿瘤的浸润和转移密切相关.S100A2就是其中一员,过去也称S100L,CaN9.
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基于网络药理学的桂枝茯苓胶囊治疗痛经、子宫肌瘤和盆腔炎的分子作用机制研究
目的 探索桂枝茯苓胶囊治疗痛经、子宫肌瘤和盆腔炎的分子作用机制和潜在活性成分群.方法 通过文献挖掘、多个数据库联用检索与痛经、盆腔炎以及子宫肌瘤疾病相关的130个靶蛋白基础上,利用分子计算结合网络特征分析获得桂枝茯苓胶囊的主要活性成分和潜在的靶点蛋白,并将其投射到KEGG数据库阐释桂枝茯苓胶囊的分子作用机制.结果 数据分析结果表明,与蛋白相互作用较强的115个活性分子主要分布在桂枝和茯苓中,进一步的网络特征分析发现高网络度和介数的分子主要为五环三萜类和甾醇类化合物;与化合物作用的绝大部分靶蛋白(78.57％)分布在与痛经、盆腔炎及子宫肌瘤密切相关的15条生物通路中,而这些通路涉及到子宫平滑肌的增殖和收缩,子宫内的血管形成和血液循环,雌激素和黄体酮等多种激素的分泌,以及前列腺素等炎症因子合成或释放和相关钙通道的调控等.结论 桂枝茯苓胶囊主要是由其所含的五环三萜类和甾醇类化合物与多个靶点蛋白作用,调控多条生物通路(如arachidonic acid metabolism,calcium signaling pathway,GnRH signaling pathway,complement and coagulation cascades,progesterone-mediated oocyte maturation)来抑制子宫平滑肌收缩和增殖、改善微循环、降低激素分泌和炎症反应(如PGE2,PGF2α,leukotriene B4),从而起到缓解痛经和盆腔炎引起的疼痛、改善子宫肌瘤患者的生活质量的作用.
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基于系统药理学的续断治疗骨质疏松作用机制研究
目的 利用系统药理学的方法探讨续断治疗骨质疏松的可能作用机制.方法 使用中药系统药理学数据库(TCMSP)获得续断的药物成分,筛选活性成分,预测靶蛋白.在TTD和CTD数据库查询骨质疏松对应靶蛋白,构建药物-靶蛋白-疾病相互作用网络.借助DAVID数据库对核心靶蛋白作用通路进行分析.利用String数据库构建主要信号通路的蛋白质相互作用网络.结果 获得7个续断活性成分及其63个靶蛋白,筛选到骨质疏松疾病靶蛋白118个,得到续断与骨质疏松交叉作用蛋白118个,进而富集到与细胞增殖分化及免疫功能等相关的24条信号通路,其中PI3K-KT信号通路包含有多数量的相关基因.String数据库分析表明AKT1、MAPK1、MAPK3在信号通路中出现的频率较高.结论 续断可能主要通过AKT1、MAPK1、MAPK3影响PI3K-AKT信号通路治疗骨质疏松.
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桔梗汤止咳祛痰的网络药理学研究
目的 探索桔梗汤止咳祛痰功效的潜在活性成分群和分子作用机制.方法 在文献挖掘、多个数据库联用检索与痰多咳嗽相关靶蛋白基础上,利用分子计算结合网络特征分析获得桔梗汤的主要活性成分和潜在的靶点蛋白,并构建分子-蛋白调控网络.结果 基于痰多咳嗽相关病变机制,初步筛选出38个靶蛋白和472个小分子;分子对接结果中发现桔梗汤中78个分子(结构特征分析均符合“类药五原则”)与靶蛋白相互作用的对接得分较高(Score≥7),其中5个成分来自桔梗,73个成分来自甘草.依据分子对接结果,选取对接得分较高(Score≥7)的128条分子-靶蛋白数据对,通过插件Networkanalyzer分析网络特征,识别出桔梗汤26个主要活性成分(皂苷和黄酮类化合物等)和13个靶蛋白.结论 桔梗汤主要通过其所含的皂苷、黄酮类化合物与TLR4、MMP9、IKK2等多个靶蛋白的作用,起到调控呼吸道过度炎症反应、改善肺功能、抑制黏蛋白过表达、降低咳嗽中枢对刺激反应等作用,终实现止咳祛痰功效.
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新型蛋白亲和试剂——聚合物纳米粒子
据Koide H 2017年4月24日(Nature Chemistry,2017. doi:10.1038/nchem.2749)报道,日本和美国科学家合作,研制成功血管内皮生长因子(VEGF165)具有极高亲和力(达 nmol/L量级)的聚合物纳米粒子,它能够抑制该信号蛋白与其受体 VEGFR―2的结合及受体的磷酸化,并阻止下游 VEGF165 依赖性内皮细胞的迁移和对细胞外基质的侵入. 体内实验证明这些聚合物纳米粒子可以抑制 VEGF介导的新血管形成,且该聚合物纳米粒子无毒性,具有任何的脱靶效应,这意味着它识别靶蛋白的特异性也很好.
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热休克蛋白70与妇产科疾病
热休克蛋白(Heat-shock protein ,HSP)普遍存于在生物细胞中,是一组具有重要生理功能、高度保守的蛋白质分子.应激状态下可被诱导表达,故又称应激蛋白.根据分子量大小可分为:HSP110、HSP70、HSP60、小分子2HSP及泛素等几个家族[1];其中HSP70在细胞生长、发育、分化、基因转变等方面发挥着重要作用.其生物学功能主要表现在应激状态下保护细胞生命活动、维持细胞的生存.HSP70与多种蛋白源形成复合体,并通过其结合和解离调节靶蛋白的活性与功能,但自身不参与靶蛋白的组成,又称伴侣蛋白.HSP70在一些增生性疾病中有过度表达,如肿瘤形成过程中,肿瘤细胞不断增殖,合成代谢增强,需要大量HSP70来调节和稳定这一异常增殖过程[2].正常细胞中,HSP70的表达也受细胞周期调控,而肿瘤细胞中突变或异常蛋白质的存在刺激了HSP70的合成,使其呈现持续的高诱导表达状态[3].本文主要综述HSP70在妇产科学特别是肿瘤方面的一些研究进展.
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Caspase与脑缺血研究进展
Caspase(cysteine-asparate protease)是细胞凋亡程序中一类关键的同源半胱氨酸蛋白酶,特异在天门冬氨酸残基后裂解靶蛋白.Caspase家族包括白介素-1β转化酶(interleukin-1 converting enzyme,ICE)、CPP32和ICH-1蛋白酶等三个亚群.Caspase家族作为特异的死亡信号转导分子,被认为是死亡的执行者,在细胞凋亡过程中起重要作用.迄今已发现14种Caspases形成一个家族,在实施凋亡过程中起关键作用[1].本文主要综述Caspase在脑缺血损伤中的作用及机制的研究近况.
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真核细胞的铜转运及稳态调节
铜是各种生物都必需的一种微量元素.在长期进化过程中真核生物形成了一套完整的铜转运和稳态调节系统,从酵母到灵长类的各种生物都具有高度同源性的调控组件.包括铜离子的摄取、细胞内转运、将配至靶蛋白、以至终排出细胞的各个过程都相互衔接,受到这个调控体系的精密调节.
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腺嘌呤核苷酸活化蛋白激酶与哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号转导通路的相互作用
背景:腺嘌呤核苷酸活化蛋白激酶的下游靶分子哺乳动物雷帕霉素靶蛋白对细胞生长、分裂和蛋白质合成有重要意义.目的:综述腺嘌呤核苷酸活化蛋白激酶与哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号转导相互调节的新研究进展,以期揭示腺嘌呤核苷酸活化蛋白激酶和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号转导的交互作用对蛋白质合成的影响.方法:以"(mammalian target of rapamycin OR mTOR) AND (AMP activated protein kinase OR AMPK) AND signal transduction"为检索式,计算机检索PubMed数据库相关内容的文献,终纳入30篇可反映腺嘌呤核苷酸活化蛋白激酶与哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号转导通路相互作用的文献,并进行归纳总结.结果与结论:腺嘌呤核苷酸活化蛋白激酶活化导致哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号转导减弱一定程度上抑制蛋白质合成,腺嘌呤核苷酸活化蛋白激酶通过多个位点磷酸化和活化而调节哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号转导.腺嘌呤核苷酸活化蛋白激酶磷酸化马铃薯球蛋白会抑制Akt,ERK1/ERK2和p90rsk等其他蛋白激酶的作用.明确腺嘌呤核苷酸活化蛋白激酶对哺乳动物雷帕霉素靶蛋白的调节过程所起的作用,对揭示腺嘌呤核苷酸活化蛋白激酶-哺乳动物雷帕霉素靶蛋白途径调控能量代谢和蛋白合成方面有重要意义.
关键词： 腺嘌呤核苷酸活化蛋白激酶 哺乳动物雷帕霉素靶蛋白 磷酸化 靶蛋白 信号转导 组织工程 -
病毒编码miRNA与宿主免疫
MicroRNA(miRNA)是一类不编码的,长度为19～25nt的小RNA分子,通过与靶基因形成完全或者不完全互补的双链来抑制靶基因的翻译或者降解靶蛋白,也可通过调控促进蛋白表达.MiRNA首次于1993年由Ambros及其同事在模式生物线虫中发现[1],通过基因组研究,证实miRNA为一种具有发卡结构的小RNA,通过与其靶标转录本3‘UTR结合抑制靶标的转录后翻译[2].本来miRNA被认为只在线虫特异性存在,后来证实这些线虫miRNA在其他的多细胞生物比如人体内保守存在[3].
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miR-126调控前列腺癌机制研究
miR-126通过靶向作用于表皮生长因子域7(EGFL7)、同源框A9(HOXA9)、胰岛素受体底物-1(ⅡLS-1)、p85-B基因等,在转录后水平调控靶基因表达,在肿瘤形成中起重要作用.前列腺癌细胞中高表达miR-126,能明显下调VEGF-A、EGLF7、HOXA9、VCAM-1等与肿瘤生长、转移密切相关的蛋白分子.miR-126作为抑癌因子,在多种肿瘤中均下调.其抑癌作用及机制在肺癌、白血病、乳腺癌、宫颈癌等中均已得到证实.本课题拟对miR-126调控前列腺癌机制做一综述.
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MicroRNA-203在结直肠癌研究中的进展
结直肠癌是我国常见的消化道恶性肿瘤.目前认为结直肠癌的形成是一个多因素、多步骤的过程,其具体发病机制尚不清楚.microRNA是一类非编码小分子RNA,能在转录后水平调控靶基因的表达,参与肿瘤的增殖、侵袭和转移,甚至调节肿瘤化疗敏感性.学者普遍认为mircroRNA-203 (mir-203)是抗癌小分子RNA,但与以往不同的是mir-203在结直肠癌肿的表达水平仍存在争议.本文将概述mir-203在结直肠癌的发生、发展、诊断、预后以及药物抗性中发挥的各类生物学作用.阐述mir-203在结直肠肠不同信号通路中的作用,探索其在结直肠癌研究中的全部潜能.
关键词： 结直肠癌 mircroRNA-203 靶蛋白 信号通路 耐药性 -
PADs介导的瓜氨酸化与肿瘤关系的研究进展
瓜氨酸化(citrullination)是指在蛋白质精氨酸脱亚胺酶(peptidylarginine deiminases,PADs)作用下蛋白质肽链中的精氨酸残基转化为瓜氨酸残基的过程,是一种重要的蛋白质翻译后修饰的过程.目前,已有5种PAD酶在人体组织中被发现,分别为PAD1～4和PAD6,PAD2和PAD4在许多恶性肿瘤组织中呈高表达.研究发现组蛋白、细胞角蛋白、纤维粘连蛋白、白介素8等蛋白质均可被瓜氨酸化,并与肿瘤细胞的增殖、分化、凋亡、迁移等密切相关.本文从表观遗传学观点出发就PADs介导的蛋白质瓜氨酸化与肿瘤关系的研究进展进行综述,为深入探讨肿瘤的发生发展机制及其治疗提供新的研究思路.
关键词： 蛋白质精氨酸脱亚胺酶 瓜氨酸化 靶蛋白 肿瘤
