废弃烟叶可溶性蛋白的提取工艺

集合超声波、超滤、弱碱性等电点沉淀技术,开发了一种从废弃烟叶中提取可溶性蛋白的新工艺,并构建了一套物理、化学、生物参数评价体系.经优化后的工艺路线如下:在0.085 mol/L磷酸缓冲液(pH=7.85)条件下,以1∶8料液比进行超声波提取,经分级离心、过滤/超滤,并通过0.11 mol/L[H^(+)]溶液调节等电点pH=5.5,成功提取了分子量约为55 kDa及大于200 kDa的混合蛋白,其氨基酸组成分析能满足成人必需氨基酸需求.红外光谱分析未见明显果胶、多糖特征.采用温和弱碱-等电点提取技术结合物理提取方法,有效解决了传统提取方法存在的问题,展现了良好的通用性,为废弃烟叶的资源化利用及工业化生产提供了新的思路.

大豆分离蛋白对大豆肽纳米颗粒Pickering乳液性能的影响

为提高大豆肽纳米颗粒(SPN)Pickering乳液稳定性,以大豆肽聚集体为原料,采用超声法制备SPN,对超声时间进行了优化;在SPN体系中引入大豆分离蛋白(SPI)构建复合乳化剂,研究不同乳化剂质量浓度下SPI对SPN界面活性和乳化稳定性的影响。结果表明:选取超声时间10 min制备SPN;随着乳化剂质量浓度的增大,乳液粒径逐渐减小,当乳化剂质量浓度较低(5 mg/mL)时,乳液出现桥联,乳化剂质量浓度过高(30 mg/mL)时则出现絮凝;界面蛋白吸附率随着乳化剂质量浓度的增加呈现先升高后降低的趋势。在相同乳化剂质量浓度下,添加SPI的SPN乳液(SPI-SPN乳液)的粒径分布峰左移,其粒径、界面蛋白吸附率显著小于SPN乳液的;在储存过程中,SPN乳液粒径逐渐增大,SPI-SPN乳液粒径没有显著变化;SPI-SPN乳液的乳析指数小于相同乳化剂质量浓度的SPN乳液,当乳化剂质量浓度为30 mg/mL时,储存15 d SPI-SPN乳液未出现分层现象。综上,SPI可以提高SPN的界面活性和SPN乳液储存过程中的絮凝稳定性和分层稳定性。

亲环蛋白A在肺部感染性疾病中的研究进展

亲环蛋白A(CyPA)是一种具有肽基脯氨酸顺式/反式异构酶(PPIase)活性的免疫亲和蛋白,广泛表达于肺等多种组织和器官中。在炎症反应或外部细胞因子刺激下,CyPA分泌到细胞外,通过与CD147等受体结合,激活ERK/NF-κB等信号通路,促进炎症细胞趋化及炎症因子释放,参与多种炎症性疾病的病理生理过程。CyPA表达水平与慢性气道炎症、急性呼吸窘迫综合征、新型冠状病毒肺炎等肺部疾病的炎症程度呈正相关,且靶向CyPA治疗能够减轻疾病的炎症水平及改善预后,本文介绍CyPA在常见肺部感染性疾病中的研究进展,为了解其在肺部感染性疾病中的作用机制提供参考。

酿酒酵母液泡电导1的抗原表位预测及抗原编码基因的克隆

为了制备酵母菌液泡电导1(Yvc1)的抗原蛋白,本文首先通过生物信息学方法预测Yvc1抗原表位,并克隆其抗原编码基因。利用NCBI GenBank数据库、ORP Finder、EXPASY ProtScale、SOPMA、IEDB和NetMHCⅡpan等生物信息学工具对酿酒酵母S288c的Yvc1抗原表位进行预测,并根据预测的结果设计引物并克隆其抗原编码基因。结果显示,YVC1基因全长2028 bp,有33个开放阅读框,最长一个被通读的序列,编码675个氨基酸。Yvc1分子量7.7937×10^(4),属于稳定、亲水性蛋白质;该蛋白含有4个膜外区域,亚细胞定位于液泡膜;二级结构中的无规则卷曲和β转角分别占29.48%和3.11%;分别含有5个B细胞优势抗原表位和2个Th优势表位区域;最终预测,优势抗原表位在1~236位氨基酸区域。扩增的酿酒酵母DL5168抗原编码基因序列与预测抗原的基因序列487707~489734 bp位点的相似性达到99%。本研究表明,生物信息学方法成功预测并克隆到Yvc1抗原编码基因,这为其抗原蛋白制备奠定基础。

基于随机森林的职业推荐系统设计

为了给本科毕业生就业或择业提供建议和参考,对2021—2023年某高校电气工程学院毕业生的就业情况进行数据分析,基于随机森林设计就业指导系统的就业岗位推荐功能.在收集数据和预处理数据之后,分别应用决策树、随机森林算法对样本进行分析,通过对比分析结果,选择最优方法作为系统的岗位推荐算法.该系统的优点在于用户不需要掌握具体算法,进入系统后直接操作即可得到岗位的推荐结果.

牛Ⅰ型胶原的性能表征及标准样品研制

以牛Ⅰ型胶原作为研究对象,胶原标准样品研制为目标,对其红外光谱特征、三螺旋结构、热稳定性、氨基酸覆盖率、端肽残留、分子质量等主要性能指标进行分析,将羟脯氨酸含量作为判定依据对产品的均匀性进行分析;利用SDS-PAGE法对其稳定性进行分析;以8家实验室测定的羟脯氨酸含量进行定值和不确定度分析。结果表明,该产品的各项性能指标符合胶原蛋白的质量要求。该牛Ⅰ型胶原产品在95%置信区间内均匀性良好;在4℃放置2周、4周,25℃放置1周、2周,反复冻融1次、3次和5次及在-20℃放置6个月,产品稳定性良好;羟脯氨酸含量的定值结果为11.17%,置信度为95%时扩展不确定度为0.03(k=2)。因此,该牛Ⅰ型胶原可作为国家标准样品用于胶原产品的质量评价。

融合结构知识的蛋白质预训练模型进展

自然语言和图像处理领域引发的人工智能革命给蛋白质计算领域带来了新的思路和研究范式.其中一个重大的进展是从海量蛋白质序列通过自监督学习得到预训练的蛋白质语言模型.这类预训练模型编码了蛋白质的序列、进化、结构乃至功能等多种信息,可方便地迁移至多种下游任务,并展现了强大的泛化能力.在此基础上,人们正进一步发展融合更多种类数据的多模态预训练模型.考虑到蛋白质结构是决定其功能的主要因素,融合了结构信息的蛋白质预训练模型可更好地支持下游多种任务,本文对这一方向的研究工作进行了介绍和总结.此外,还简介了融合先验知识的蛋白质预训练模型、RNA语言模型、蛋白质设计等方面的工作,讨论了这些领域目前的现状、困难及可能的解决方案.

纳米孔技术研究蛋白质构象动力学

目的蛋白质在履行生命功能时会形成多种构象态。检测和分析蛋白质的构象和变构对于阐明蛋白质结构和功能的关系至关重要。纳米孔技术具有水环境检测、高时空分辨率、无标记和高通量等优势,在蛋白质检测中具有巨大潜力。本研究将利用纳米孔传感技术探索αXβ2整合素的不同构象态和变构过程。方法利用分子动力学(MD)模拟建立了纳米孔传感系统,以检测αXβ2的不同构象态。此外,基于拉伸分子动力学(SMD)模拟建立了纳米孔传感和原子力探针拉伸联用的方法,调控并探测了蛋白质的变构过程,并基于自由能分析了纳米孔空间约束对变构模式的影响。结果成功解耦了αXβ2的构象和取向对纳米孔离子电流的调制,估计了3种构象态的近似椭球形貌。利用椭球体积和形状特征区分了不同的构象态。此外,分析了纳米孔内的电导率的分布,厘清了孔壁和蛋白质对电导率的影响规律。进一步,建立了一种基于电、力耦合传感的新方法,以探测纳米孔中蛋白质的构象动力学,并通过新型SMD-椭球近似方法实时解析了中间态构象的结构特征。结果表明,纳米孔约束增加了αXβ2构象伸展所需克服的能垒。结论本研究通过对离子电流和蛋白质变构的综合分析,提升了纳米孔技术用于蛋白质构象和变构的检测能力。

蛋白质计算中的机器学习

蛋白质计算一直以来都是科学领域中的重要课题,而近年来其与机器学习的结合,更是极大地推进了相关学科的发展.本综述主要讨论了机器学习在四个重要的蛋白质计算领域内的研究进展,这四个领域包括:分子动力学模拟、结构预测、性质预测和分子设计.分子动力学模拟依赖于力场参数,准确的力场参数是分子动力学模拟的必需品,而机器学习可以帮助研究者得到更加准确的力场参数.在分子动力学模拟中,机器学习也可以从复杂的体系中以较小的代价计算出所需求解的自由能.结构预测一般是给定蛋白质序列预测其结构.结构预测复杂度高、数据量大,而这恰恰是机器学习所擅长的.在机器学习的协助下,近年来科研人员已经在单个蛋白质三维结构预测上取得了不错的成果.性质预测则是指通过给定的已知蛋白质信息,推断其可能拥有的性质,这对于蛋白质的研究也是至关重要的.更具挑战性的是分子设计,虽然近年来机器学习在蛋白质设计上取得突破,但这一领域还有很大空间值得探索.本综述将针对以上四点分别展开论述,并对蛋白质计算中的机器学习研究进行展望.

多囊蛋白2离子通道功能及在常染色体显性多囊肾发病中的作用机制

多囊蛋白2 (polycystin-2,PC2,或称TRPP2,PKD2)是一种瞬时受体电位通道(transient receptor potential channel,TRP),在维持细胞正常的Ca~(2+)信号传导中起着关键作用,也是最常见的单基因常染色体显性遗传多囊肾病(transient receptor potential channel,ADPKD)的潜在病因之一。PC2可自身组装为同源四聚体离子通道或与其他蛋白质形成异源受体-离子通道复合物,参与调节机械感觉、细胞极性、细胞增殖和凋亡等多种生理功能,导致囊性细胞从正常的吸收、静止状态转变为病理性分泌、增殖状态。本文阐述了PC2蛋白相关结构域以及通道特性在维持细胞内Ca~(2+)信号传导中的关键作用,并总结了PC2在细胞膜、纤毛、内质网以及线粒体等特定亚细胞定位形成多囊蛋白复合物,参与多种细胞分化、增殖、存活和凋亡相关信号通路,为确定特异性的有效的ADPKD干预治疗途径和靶点药物提供新的思考方向。

BLUF蛋白TePixD Y8F突变体的结构

目的TePixD(Tll0078)是一种来自细长嗜热聚球藻(Thermosynechococcus elongatus BP-1)的blue light-using flavin(BLUF)感光蛋白。TePixD蛋白在FAD口袋周围有一个保守的Tyr8-Gln50-Met93三联体,以介导质子偶联电子转移(proton-coupled electron transfer,PCET)过程。但具体的光响应机制有待进一步研究。本文的目的是解析TePixD在光响应关键位点突变体的结构以及生化性质,以此分析TePixD的光响应过程。方法利用X射线衍射法解析TePixD Y8F突变体的晶体结构,Tyr8侧链在PCET过程中有重要作用,而突变体Phe8的侧链失去了羟基从而使分子无法介导PCET。本文比较了TePixD野生型和Y8F突变体之间的结构,并比较了同蛋白家族的SyPixD Y8F与TePixD Y8F的结构。此外,使用多角度光散射法分析几种TePixD在光响应关键位点突变体(Y8F、Q50L、W91F、Y8F/W91F和Q50L/W91F)在溶液中的生化特性。结果本文以2.54Å分辨率解析了TePixD Y8F突变体的晶体结构,发现其与TePixD野生型的整体结构相似,而与SyPixD Y8F存在显著差异。生化分析表明,对比黑暗和光照条件时,TePixD突变体与野生型的分子质量变化以及洗脱峰表现出差异,表明突变体对光诱导蛋白质构象变化产生干扰。结论本文的结构测定和生化分析为揭示BLUF蛋白的光响应机制提供了新信息。

脂联素对动物肝脏脂肪变性的影响及机制研究进展

脂联素是一种具有调节脂代谢紊乱、增加胰岛素敏感性以及改善肝脏脂肪堆积等多种抗肝脏脂肪变性等生理病理过程的细胞因子。动物肝脏脂肪变性是由于肝脏中脂肪酸摄入过多或合成增加、脂肪酸氧化减少、胰岛素抵抗和炎症反应等途径发生异常而导致的脂类堆积。本文介绍了动物肝脏脂肪变性的发生原因和发生发展机制,同时重点阐述了脂联素通过AMPK信号通路和PPARα信号通路对动物肝脏脂肪变性的影响机制,并对脂联素作为预防和治疗动物脂肪性肝病的新靶点及临床诊断的参考指标等方面的应用前景进行展望,以期为在生产实践中应用脂联素防治动物脂肪性肝病提供参考。

女贞叶中一条糖基转移酶的基因克隆、生物信息学分析及原核表达

女贞叶化学成分复杂,糖苷类物质是其发挥药理活性的关键成分,糖苷的形成离不开糖基转移酶。利用cDNA末端快速扩增技术,对女贞叶中一条糖基转移酶编码基因LlUGT3进行了克隆;根据基因和蛋白质序列进行了生物信息学分析;通过基因工程技术使LlUGT3基因在大肠杆菌体内进行了异源表达。结果表明,LlUGT3基因cDNA全长1684 bp,由85 bp 5′-UTR、159 bp 3′-UTR、1440 bp ORF组成,其中ORF编码一条含479个氨基酸残基的酶蛋白,其相对分子质量、理论等电点和亲水性平均系数分别为54.8 kDa、5.86和-0.381;在LlUGT3酶蛋白一级结构中含有一段糖基转移酶高度保守的PSPG盒,但不含信号肽且无跨膜片段,在二级结构中含有α螺旋(42.59%)、β折叠(12.73%)和无规卷曲(44.68%),在三级结构中由肽链折叠形成α/β/α类Rossmann折叠区域,并且两者之间夹着一个底物结合腔;同源建模结果显示,LlUGT3酶蛋白与模板分子PaGT3序列相似度很高,而且系统发育树分析也表明两者亲缘关系最近;分子对接分析表明,LlUGT3酶蛋白的His17-Asp116对发挥催化功能,PSPG盒主要涉及结合UDPG,而LIUGT酶与辣椒素的结合方式与PaGT3相似;通过基因工程技术,实现了LlUGT3基因在大肠杆菌体内的异源表达。该研究为进一步深入研究LlUGT3酶蛋白的结构与功能奠定了基础。

植物14⁃3⁃3蛋白结构与功能的研究进展

14⁃3⁃3蛋白是一类进化上高度保守的磷酸化识别蛋白,以同源或异源二聚体的形式发挥功能。植物14⁃3⁃3蛋白不但参与调控植物开花、叶绿体发育和移动、气孔开放、种子发育、细胞伸长和分裂等过程,还参与调控植物对环境胁迫的响应,如干旱、盐碱和温度等胁迫响应。目前,已鉴定与植物14⁃3⁃3蛋白互作的蛋白超过300个,说明14⁃3⁃3蛋白在植物生长发育过程中具有重要作用。本文主要总结了近年来植物14⁃3⁃3蛋白的结构及功能方面的研究进展。

多糖在鱼糜制品中的应用进展

在鱼糜制品生产加工过程中,不同的工艺步骤对鱼糜制品有不同的影响,其中肌原纤维蛋白(Myofibrillar protein,MP)的凝胶化起到关键性作用,决定着鱼糜制品品质的优劣。由于原料和加工方式的影响,鱼糜制品存在蛋白质变性、凝胶性能减弱、脂质氧化以及微生物引起的腐败变质等问题。多糖作为天然食品添加剂具有良好的生物相容性且来源广泛、价格低廉,在鱼糜制品生产过程中有提高其凝胶特性、延缓氧化反应和增强储藏稳定性的作用。目前多糖改善鱼糜品质的研究并没有得到较为全面的归纳与总结,故本文概括了鱼糜制品的凝胶化机理及其加工工艺,总结了多糖在鱼糜制品中的应用及作用机制,以期为生产营养健康的鱼糜制品提供理论依据。

光控荧光蛋白及其衍生的超分辨成像技术

通过在时间或空间上精确控制荧光蛋白(FP)或染料分子的激活和失活,人们发展了一系列的超分辨率(SR)成像技术,并在细胞生物学领域取得了突破性的发现。此外,对于不同SR成像技术而言,FP的某种或者某些光化学特性对于其成像的时间和空间分辨率至关重要。早期我们的研究重点是通过改进光转换荧光蛋白(FP)的亮度、融合特性和光转换效率来提高单分子定位超分辨PALM成像的时空分辨率。还通过发展可抵抗锇酸固定和Epon包埋的光转换FP(包括mEosEM和mEosEM-E),我们发明了称为PALM-CLEM的创新光电关联(CLEM)技术,并实现了同层透射电镜切片SR CLEM成像。我们还发展了具有卓越开关对比度和亮度性质的光开关荧光蛋白,提高了SOFI、NL-SIM和RESOLFT成像技术的时空分辨率。此外,我们还致力于通过利用光调制FP的光闪烁和光转换来提高宽视场SR成像的时间分辨率。通过SIMBA、quick SIMBA、SOGO-SOFI等技术的发展,我们成功实现了仅用20帧原始宽场图片重建一张具有完整结构细节的SR图像。最近,我们实现了活细胞中单帧宽场超分辨成像,空间分辨率可达到65 nm。

磷酸化肽段分离富集方法的研究进展

目的:通过综述O-磷酸化肽段和N-磷酸化肽段的富集方法研究进展,为磷酸化蛋白质分析前处理提供解决方案。方法:结合文献和数据库搜索,总结O-磷酸化肽段和N-磷酸化肽段的富集方法基本原理与应用,系统介绍O-磷酸化肽段和N-磷酸化肽段的富集方法研究进展。结果:磷酸化肽段分离富集方法已被广泛应用于磷酸化蛋白质组学研究中。结论:目前已开发了多种针对不同磷酸化肽段的富集方法,不同的方法具有不同的特异性和选择性,因此,根据研究目的选择富集方法尤为重要。

Gasdermin膜打孔蛋白——细胞焦亡的执行者

细胞焦亡是一种由膜打孔蛋白gasdermin(GSDM)家族介导的膜裂解性细胞程序性坏死,在机体抵御病原感染、清除变异或有害细胞等生物学过程中发挥关键作用。哺乳动物具有双结构域自抑制特征的GSDM蛋白通过上游蛋白酶切割释放N端的效应结构域,在细胞膜上发生剧烈的构象变化并寡聚打孔,介导裂解性的细胞焦亡。GSDM蛋白进化保守,在包括细菌在内的多种生物体中普遍存在,蛋白酶切割释放膜打孔活性是GSDM蛋白激活的通用机制。最近在一些低等真核生物中发现了缺少C端自抑制结构域的非经典GSDM蛋白,它们采用非酶切依赖的全新机制激活膜打孔活性,介导细胞死亡。由于细胞焦亡高度促炎的免疫学特征,机体通过基因转录和蛋白质翻译后修饰等多种方式精确地调控GSDM蛋白的活性,从而控制细胞焦亡的程度和产生的炎症效应;病原菌在和宿主免疫系统的博弈中,也进化出专门的机制直接拮抗宿主的细胞焦亡免疫防御。本文围绕近年来GSDM蛋白介导细胞焦亡领域的研究进展,系统地总结了GSDM蛋白的基本生物学特征,及其丰富多样的活化和调控机制,并展望了细胞焦亡研究的生物学意义和未来方向。

基于活性和亲和性的泛素探针的发展与合成

泛素(ubiquitin,Ub)作为一种重要的翻译后修饰,参与调控细胞内几乎所有的生命活动。泛素化通常由E1s、E2s、E3s以及去泛素化酶(deubiquitinating enzyme,DUBs)相互协调完成,并在底物蛋白上形成不同链长、不同连接类型的泛素链。这些泛素链可以产生多样的拓扑结构,被含有泛素结合域(Ub binding domain,UBD)的不同识别蛋白结合,进而传递不同的信号。泛素化过程或者识别蛋白的读取一旦发生错误,对细胞来说都可能是灾难性的。为深入了解泛素相关的生理机制,多种泛素探针被设计与合成,用于对目标蛋白酶或识别蛋白进行标记和监测。本综述总结了当前的泛素探针(包括基于活性和基于亲和性的探针)的最新发展,并详细阐述了它们的合成策略。进一步介绍了细胞穿梭型泛素探针在活细胞内的最新应用。

阿胶多肽的组成及功能研究进展

文章综述了近年来阿胶多肽组成、性质和保健作用等方面取得的研究进展。通过生物信息学研究发现,阿胶主要成分是Ⅰ型胶原蛋白(COLIα1、COLIα2)、Ⅱ型胶原蛋白(COLIIα1)和血清白蛋白(ALB)等大分子量蛋白质。不同研究团队使用生物酶分解阿胶蛋白获得不同长度和种类的小分子量阿胶多肽序列。动物实验表明:阿胶多肽在不同层级的免疫调节中发挥重要作用;阿胶多肽能够促进贫血小鼠外周血白细胞、红细胞和血红蛋白数量的升高;同时,不同阿胶多肽表现的抗氧化能力有显著差异;另外,阿胶多肽在降低血压、改善阿尔兹海默症、抑制肿瘤等方面发挥重要作用。上述结果为今后研究阿胶多肽的产品研发和临床应用提供了重要理论依据。