基于非线性降维算法的膜蛋白类型识别

众所周知,研究未知膜蛋白的类型可对基础研究和药物发现提供有用的线索。在后基因组时代,伴随着蛋白质序列数量的剧增,用实验方法确定膜蛋白类型太过昂贵和费时。因此,研究出一种能够自动发现可能的膜蛋白的计算方法变得很重要。鉴于这种情况,曾有人采用DC(Dipeptide Composition)方法表示蛋白质序列并取得了很好的预测结果。然而,采用这种表示方法得到的特征维数很高,冗余很大,使得预测系统十分复杂。为了解决这个问题,本文采用非线性降维算法KPCA(Kernel Principle component analysis),通过从高维的DC(Dipeptide Composition)特征空间中提取出低维的重要特征来简化该系统,采用K-NN(K-nearest neighbor)分类器从约简后的低维特征中预测膜蛋白类型。实验结果表明,使用KPCA方法预测膜蛋白类型非常有效。     

膜蛋白电镜结构检测的研究进展

膜蛋白是生物蛋白家族的重要组成部分,由于膜蛋白所处的特殊的空间位置,对膜蛋白结构和功能的研究越来越多。单颗粒研究方法和冷冻断层方法是利用电子显微镜结构解析研究膜蛋白结构的两种主要方法。近些年以来,由于数据处理能力以及制样技术的迅速进步,膜蛋白的电镜结构研究已经取得了巨大的进展。本文主要对膜蛋白结构研究方法中的冷冻断层成像技术和单颗粒研究方法作了一个简单的介绍。     

重组HIV-1跨膜蛋白Gp41包涵体纯化条件的优化

目的优化重组HIV-1跨膜蛋白Gp41包涵体的纯化条件。方法将表达Gp41的大肠杆菌菌体高压匀浆破碎、洗涤分离提取包涵体,以不同pH值的低浓度变性剂溶解包涵体,稀释复性并用离子交换层析纯化目的蛋白,纯化产物经West-ernblot进行鉴定。结果以50mmol/LTris buffer、2mol/L,pH11.5尿素溶解的包涵体蛋白得到很好的溶解,目的蛋白复性得率大于40%。经纯化后,目的蛋白的纯度大于90%,且具有良好的反应原性。结论优化了重组HIV-1跨膜蛋白Gp41包涵体的纯化条件,为HIV-1Gp41抗原纯化工艺的放大提供了依据。     

驴初乳与常乳乳脂球膜蛋白质组的对比分析

为阐明驴初乳与常乳中乳脂球膜蛋白的差异,利用蛋白质组学技术对二者进行蛋白质组差异分析。在驴初乳和驴常乳中分别鉴定到216 种和215 种乳脂球膜蛋白,并在其中筛选出40 种差异蛋白,包括15 种差异表达蛋白和25 种特异表达蛋白。将驴初乳与常乳中的差异蛋白进行生物信息学分析发现,差异蛋白主要参与的细胞组成为细胞外泌体、胞外囊泡、胞外细胞器等;主要参与的生物过程为对外部刺激的反应过程、细胞增殖过程、血管形态生成过程等;主要参与的分子功能为金属离子结合、阳离子结合、钙离子结合等。此外,这些差异蛋白主要参与补体和凝血级联,为生成IgA而形成的肠道免疫网络等代谢通路。利用蛋白质网络互作分析发现,差异蛋白中存在具有高连接度的关键乳脂球膜蛋白因子。本研究有助了解驴乳脂球膜蛋白的生物学特性,并为驴乳中乳脂球膜蛋白的营养学研究及相关配方乳粉的研发提供理论基础。     

辛德毕斯病毒囊膜蛋白的免疫标记

辛德毕斯病毒(Sindbis Virus,简称SbV)是最小的有囊膜的RNA病毒之一(图1),其囊幕含有二种病毒特异的囊膜蛋白(图1箭头)。病毒囊膜蛋白是在宿主细胞粗面内质网上合成的,经高尔基体加工后转运到细胞质膜上。研究SbV囊膜蛋白在细胞膜上的分布有助于进一步了解病毒的成熟与释放过程及其机制。我们曾参照P.Pinto da Silva的方法用抗病毒囊膜蛋白的抗体对SbV感染的细胞进行胶体金免疫标记,然后制备冰冻断裂复型样品,获得了宿主细胞质膜EF面复型与ES面的标记金颗粒的叠加图象(图2),进而我们探索了标记一复型技术和获得PF面复型与PS面标记金颗粒的叠加图象的方法,前者更有效地显示SbV囊膜蛋白在细胞质膜上的分布(图3),后者则可以把细胞内的免疫标记与冰冻蚀刻技术相结合,以对膜内微粒中的SbV囊膜蛋白进行定性定位的研究(图4),从而在一定程度上弥补了P.Pintoda Silva方法的不足。     

用低温电子显微术研究E.coli SecA的三维结构

新生肽链在细胞质内合成之后要经过复杂的跨膜转运过程被运送到发挥功能的场所，如跨膜蛋白及胞间质蛋白。信号肽依赖性的蛋白转运通路（Sec途径）是原核生物中最主要的新生肽链转运系统。SecA蛋白是Sec系列蛋白中的核心组分，其转过程中的结构变化直接介导了新生肽链的跨膜转运。因此，获得SecA蛋白的结构信息及该结构在转运过程的变化对于我们理解SecA发挥活性的分子机制至关重要。     

不同HIV抗体检测试剂检测抗HIV-1膜蛋白抗体的敏感性

目的分析不同HIV抗体检测试剂检测HIV-1B’和BC重组型膜蛋白抗体的敏感性。方法选择HIV-1B’和BC重组型感染者血浆,用gp41抗原和gp160抗原分别进行亲和层析纯化。将各纯化产物进行系列稀释,用15种HIV抗体ELISA检测试剂以及3种HIV抗原/抗体联合检测试剂进行检测。结果用gp41抗原纯化后的样品只含有抗gp160和gp41的抗体带型,而用gp160抗原纯化后的样品含有抗gp160、gp120和gp41的抗体带型。进口试剂检测不同基因型样品的敏感性低于大部分国产试剂,国产试剂检测不同基因型的样品的敏感性无明显差异,而进口试剂检测B’亚型抗体的能力低于检测BC重组型抗体的能力。结论不同基因型的抗体对HIV抗体检测试剂的敏感性可能有一定的影响。     

日科学家发现影响T细胞生成的关键蛋白

据媒体报道,日本东海大学的研究人员最近发现,一种膜蛋白在人体免疫细胞——T细胞的生成过程中起着关键作用,这意味着今后也许能人工调控T细胞的数量,为艾滋病和白血病开发新疗法。     

菲律宾蛤仔凝集素抑菌机制的研究

通过分析菲律宾蛤仔Ruditapes philippinarum凝集素(MCL-T)对细菌的呼吸代谢及细菌中总DNA、总RNA和可溶性蛋白合成的影响,以及MCL-T与金黄色葡萄球菌膜蛋白(OMP)的相互作用及其核酸酶(RNase)活性,研究了MCL-T的抑菌机制。结果表明:MCL-T具有抑制金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus和枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis代谢过程中的磷酸戊糖途径(HMP);MCL-T与金黄色葡萄球菌或枯草芽孢杆菌共同培养时,随着MCL-T质量浓度的增加,金黄色葡萄球菌或枯草芽孢杆菌中的总DNA、总RNA和可溶性蛋白含量均呈下降趋势;固相吸附测试表明,MCL-T可与金黄色葡萄球菌膜蛋白结合,两者的结合具有浓度依赖关系,该结合位点受N-乙酰-D-半乳糖酰胺(N-acetyl-D-galactosamine,GalNAc)及猪胃黏蛋白(Mucin from porcine stomach,PSM)的抑制,MCL-T具有RNase活性。研究表明,MCL-T通过抑制细菌的呼吸代谢及细菌中总DNA、总RNA和可溶性蛋白来发挥抑菌作用,同时其抑菌活性还与凝集素的OMP结合结构域和RNase活性结构域相关。     

莱姆病螺旋体膜蛋白BBA68的功能分析

构建了莱姆病螺旋体的bba68敲除菌株(bba68ko),通过小鼠感染实验发现bba68ko丧失了感染C3H/He小鼠的能力,说明BBA68是病原菌感染哺乳动物的必需蛋白。此外,通过免疫荧光实验,发现BBA68抗血清与狭义伯氏疏螺旋体菌株而非伽氏疏螺旋体菌株具有免疫反应,说明BBA68抗血清具有特异性地识别莱姆病螺旋体体单一基因型的特征。