不同泌乳期驼乳化学组成及蛋白质组学

本实验以驼乳为研究对象,通过测定骆驼泌乳初期、中期、后期和干奶期乳基础营养成分及理化指标,探究其在整个泌乳期内的变化规律;并结合定量蛋白质组学技术解析骆驼初乳和常乳中差异的蛋白质,进而挖掘其潜在的功能信息。结果发现,泌乳初期驼乳中蛋白质、脂肪、乳糖、总固形物等基础营养成分的含量最高,随后随着泌乳期的延长其含量具有降低的趋势。驼乳理化性质随泌乳期而变化,其中泌乳初期驼乳密度和折光率最高,显著高于其他3组(P<0.05);干奶期驼乳pH值和滴定酸度最高(6.89和20.71°T);泌乳期对驼乳电导率的影响较小。定量蛋白质组学的研究结果表明,在驼乳中发现了高峰度的免疫球蛋白、类胰岛素、乳铁蛋白等保护性蛋白,并在骆驼初乳和常乳中共鉴定到641个差异显著蛋白质(P<0.05)。骆驼初乳中高丰度蛋白大部分与免疫应答、抗炎、组织保护与修复、代谢过程有关,表明骆驼初乳更有助于幼崽抗微生物感染免疫系统的建立。该研究可加深对驼乳泌乳期内理化性质及蛋白组成的认识,为开发驼乳功能性食品提供重要的信息。

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.

基于特征图网络和多种生物信息预测关键蛋白质的深度学习框架

针对生物实验识别关键蛋白质费时费力,使用计算方法预测关键蛋白质无法有效整合生物信息的问题,提出一个深度学习框架.首先利用网络拓扑结构、基因表达数据和GO(gene ontology)注释数据构建加权蛋白质相互作用网络;然后分别使用特征图网络和双向长短期记忆细胞从亚细胞定位数据、蛋白质复合物数据和基因表达数据中提取特征向量;最后将这些特征向量输入到任务学习层预测关键蛋白质.实验结果表明,相比于现有的计算方法,该方法预测性能更好.

单增李斯特菌感染人绒毛膜滋养层细胞比较蛋白质组学研究

目的分析单核细胞增生李斯特氏菌(简称单增李斯特菌)感染人绒毛膜滋养层细胞HTR-8/Svneo过程中引起的细胞蛋白质组变化。从宿主细胞分子水平对单增李斯特菌感染胎盘的机制进行研究。方法运用TMT(Tandem Mass Tags)蛋白质组学技术对HTR-8/Svneo感染组和非感染组蛋白质组进行定量分析,运用GO(Gene Ontology)、KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)数据库对差异表达蛋白进行分子功能、生物过程及代谢途径富集分析。结果共鉴定肽段76285个,可定量蛋白6979个。HTR-8/Svneo感染过程中356个蛋白发生了显著性差异表达。153个表达量上调,203个表达量下调。差异表达量倍数最高的蛋白为微管马达蛋白(B4DYE2),最低为翻译起始因子1(Q6IAV3)。GO功能富集和KEGG代谢途径富集结果表明,上调蛋白参与的生物过程和代谢途径集中在微管、微丝运动,细胞自噬等方面,下调蛋白集中在碳代谢、氮代谢、氨基酸生物合成、核酸代谢等初级代谢途径和泛素介导的蛋白质水解等方面。结论单增李斯特菌侵袭HTR-8/Svneo过程中,宿主细胞的基础代谢可能发生了显著降低,并处于较高的自噬水平。细胞迁移诱导透明质酸酶CEMIP(Q8WUJ3)的显著上调说明该蛋白可能在调节滋养层细胞迁移、侵袭能力进而造成不良妊娠方面具有重要作用,为单增李斯特菌感染胎盘分子机制研究提供新的思路。

秦川牛宰后成熟过程中蛋白质DJ-1对肉品质变化的影响机制

为探究宰后秦川牛成熟期间核酸脱甘糖酶DJ-1蛋白表达对肉品质的影响,以25月龄秦川牛背最长肌为研究对象,测定其在4℃条件下成熟0、2、4、6、8 d时的肉品质、DJ-1表达量及活性氧(reaction oxygen species,ROS)相对含量,并对DJ-1表达量与肉品质指标及ROS进行相关性分析;基于4D-非标定量(4D-label free quantification,4D-LFQ)蛋白质组学筛选DJ-1并分析相关差异蛋白。结果表明:随成熟时间的延长,pH值呈先减小后增大趋势,L^(*)值、a^(*)值、剪切力、离心损失和滴水损失呈先增大后减小趋势,b^(*)、ROS、DJ-1表达量呈上升趋势;DJ-1表达量与离心损失、L^(*)值、b^(*)值和ROS相对含量呈极显著正相关(P<0.01),与pH值呈极显著负相关(P<0.01),与剪切力呈显著负相关(P<0.05),与a^(*)值和滴水损失无显著相关性(P>0.05)。故宰后成熟期间DJ-1表达量变化与牛肉嫩度密切相关。4D-LFQ蛋白质组学鉴定出DJ-1及其功能相关的差异蛋白在细胞内通过发挥蛋白质均二聚活性并与激酶、离子通道和泛素蛋白酶等结合,同时通过蛋白酶体蛋白分解、糖酵解以及氧化应激反应对凋亡信号通路的调控等,促进宰后秦川牛肌肉结构发生变化,并经过复杂的生物化学反应引起细胞内环境改变,进而影响秦川牛的嫩度等品质。

不同来源乳汁外泌体蛋白质及其磷酸化修饰差异分析

目的外泌体是一种由不同类型细胞分泌到胞外的囊泡结构,其粒径范围在30~150 nm,广泛存在于血液、尿液、乳汁等多种生物流体。由于外泌体内部含核酸、脂质、蛋白质等多种生物活性分子,因此被认为是潜在的生物标记物和药物载体。乳汁来源的外泌体获取成本低、生物相容性高且免疫原性低,已被广泛应用于药物递送等领域以治疗相关疾病。目前对于乳汁外泌体磷酸化的研究尚未报道。本文旨在对不同来源乳汁外泌体进行磷酸化蛋白质组学分析,以期寻找其中具有特殊功能的通路与蛋白质,为探索寻找更加丰富多样的疾病治疗手段提供思路。方法利用多肽和磷酸化多肽富集技术,分离牛乳、猪乳、羊乳来源外泌体与乳清中样品进行全蛋白质组学与磷酸化蛋白质组学分析,并结合多种生物信息学工具,分析不同来源乳汁外泌体蛋白质信号通路相关信息。结果从上述3种不同物种乳汁外泌体中鉴定到4191种蛋白质,1640种磷酸化修饰蛋白质以及4064个磷酸化修饰肽段,其中不同物种外泌体蛋白质及其磷酸化修饰的种类均明显高于乳清,且不同物种样品中蛋白质种类差异较大,表明外泌体中蛋白质种类与其来源细胞种类和状态密切相关。结果显示,牛乳来源外泌体蛋白质在吞噬作用(由Fcγ受体介导)通路的富集,羊乳外泌体蛋白质显著富集于神经与免疫相关通路,猪乳外泌体所含蛋白质参与多个生命活动的正/负调控。结论本研究将为不同来源外泌体在疾病靶向治疗和载药方面的应用提供理论依据。

河海图结构蛋白质数据集及预测模型

蛋白质是一种具有空间结构的物质。蛋白质结构预测的主要目标是从已有的大规模的蛋白质数据集中提取有效的信息,从而预测自然界中蛋白质的结构。目前蛋白质结构预测实验存在的一个问题是,缺少能够进一步反映出蛋白质空间结构特征的数据集。当前主流的PDB蛋白质数据集虽然是经过实验测得,但没有利用到蛋白质的空间特征,而且存在掺杂核酸数据和部分数据不完整的问题。针对以上问题,从蛋白质的空间结构角度来研究蛋白质的预测。在原始PDB数据集的基础上,提出了河海图结构蛋白质数据集(Hohai Graphic Protein Data Bank,HohaiGPDB)。该数据集以图结构为基础,表达出了蛋白质的空间结构特征。基于传统Transformer网络模型对新的数据集进行了相关的蛋白质结构预测实验,在HohaiGPDB数据集上的预测准确率可以达到59.38%,证明了HohaiGPDB数据集的研究价值。HohaiGPDB数据集可以作为蛋白质相关研究的通用数据集。

植物蛋白质工艺学课程教学改革路径研究

食用油脂与消费者的日常生活息息相关,粮食作物(如大豆)和油料作物(如花生、油菜籽和芝麻等)均是食用油的主要原料,它们不仅富含油脂,亦含有丰富的蛋白质,故有“油脂蛋白不分家”的说法。作为食品科学与工程专业粮油加工方向的专业核心课程,植物蛋白质工艺学课程的内容包括蛋白质化学基础、谷物蛋白和油料蛋白的加工工艺、新蛋白质资源的开发利用、蛋白质生产高新技术等,旨在为我国的油料蛋白开发利用等领域培养专业的技术人才,为现代油脂科技事业储备人才。

以可消化蛋白质为基础的水产低蛋白质饲料发展方向与技术分析

依据动物营养学理论,水产动物对饲料蛋白质和氨基酸的营养需要量就是在满足动物生长性能和生理健康条件下的饲料蛋白质和氨基酸的最低需要量。水产饲料中过高的粗蛋白含量既违背动物营养理论,又造成饲料资源的严重浪费,同时显著增加了对养殖水体中的氮输入量。因此,发展低蛋白质含量、高质量的水产饲料是必需的。这类饲料可以称之为实现了理想蛋白质模型的低蛋白质水产饲料。水产动物理想蛋白质模型是以饲料中可消化蛋白质的量、可消化氨基酸的量为基础计算和配制的,同时也要保持很好的氨基酸平衡性。构建饲料原料中蛋白质和氨基酸消化率数据库是发展理想蛋白质模型水产饲料的技术核心。采用工业化酶解技术和微生物发酵技术,可以显著提高饲料原料中蛋白质和氨基酸的消化利用率,或者开发出蛋白质、氨基酸消化率很高的新的饲料原料,这类原料在饲料中的应用,是发展低蛋白质含量、高质量水产饲料的重要保障。水产饲料产品质量标准是水产饲料工业和水产养殖业发展的重要技术保障。因此,水产饲料产品质量标准也要增加饲料中可消化蛋白质和氨基酸含量的技术指标和含量。

蛋白质结构稳定性检测的实验课程设计

随着生物技术的突破和发展,多肽蛋白类药物的出现使得人类疾病的诊断和治疗发生了翻天覆地的变化。为了顺应多肽蛋白类药物的飞速发展,加强生命科学等专业本科生对此类药物制剂相关知识的普及已势在必行。此实验课程设计利用稳定性热检测法分析蛋白质结构的稳定性,为生命科学等专业本科生设计一堂深入了解蛋白质结构与功能关系的课程,以促进本科生拓宽学术视野,提升完成相关科学研究和适应医药产业发展新形势的能力。

蛋白质组规模发现蛋白质降解和稳定效应物

旨在造成靶标蛋白质的降解或稳定的治疗方式是有前景的治疗方式,因为它们具有高的效力,具有多功能性,还具有扩大成药靶标空间的潜力。然而,人类蛋白质组中数百种E3连接酶和去泛素酶中只有少数被用于此目的,这大大限制了该方法的潜力。此外,可能还有其他蛋白质类可以用于蛋白质稳定或降解,但目前还没有能够以可扩展和无偏的方式鉴定这种效应蛋白的方法。在这里,研究人员建立了一个合成蛋白质组规模的平台,以功能性地鉴定能够以邻近依赖的方式促进靶蛋白降解或稳定的人类蛋白质。

不同粗蛋白质水平对白王种鸽繁殖性能和乳鸽生长性能的影响

试验旨在探究“2+2”生产模式下不同粗蛋白质水平对白王种鸽繁殖性能和乳鸽生长性能的影响。试验选取产蛋性能相近的300日龄健康种鸽168对,随机分为4组,每组7个重复,每个重复6对种鸽,每对种鸽哺育2只乳鸽。试验Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组分别饲喂粗蛋白质水平为13.43%、15.04%、16.64%和18.25%的饲粮。试验期46 d,其中孵化期18 d (1~18 d),哺乳期28 d (19~46 d)。结果显示,试验Ⅱ组、Ⅲ组产蛋间隔显著低于试验Ⅰ组(P<0.05),试验Ⅲ组种蛋受精率显著高于试验Ⅰ组、Ⅳ组(P<0.05),试验Ⅲ组入孵蛋孵化率极显著高于试验Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅳ组(P<0.01)。试验Ⅲ组乳鸽28日龄体重显著高于试验Ⅰ组(P<0.05),乳鸽屠宰率极显著高于试验Ⅰ组(P<0.01),乳鸽胸肌率显著高于试验Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅳ组(P<0.05)。试验Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组窝料重比1极显著低于试验Ⅰ组(P<0.01)。研究表明,不同粗蛋白质水平影响了种鸽的繁殖性能、乳鸽的生长性能以及窝料重比,在“2+2”生产模式下,建议白王种鸽饲粮适宜粗蛋白质水平为16.64%。

基于蛋白质组学探析针灸治疗哮喘的作用机制

哮喘为一种慢性气道炎症性疾病,临床上常用针灸治疗哮喘患者,针灸疗法可以控制哮喘发生、发作,减轻发作程度,减少激素用量,降低激素不良反应,提高患者的生活质量。然而,针灸治疗哮喘的发病机制尚不明确。本研究基于蛋白质组学探讨针灸治疗在哮喘发病机制气道炎症,气道高反应性以及气道重塑中的作用,从而为哮喘的诊疗以及针灸的作用机制提供科学有效的研究思路。

肉芽肿性乳腺炎病灶组织差异表达蛋白质筛选及关键分子验证

目的分析肉芽肿性小叶性乳腺炎(GLM)病灶组织中的差异表达蛋白质,筛选GLM的生物标志物,再根据结果对关键分子进行验证。方法采用TMT标记定量蛋白质组学方法,对GLM患者(3例)病灶与正常乳腺组织中蛋白质组进行鉴定和定量,筛选出发生显著变化的差异表达蛋白质,导入Proteome Discoverer软件中,搜索Uniprot数据库,完成生物信息学分析。采用细胞因子抗体芯片技术对筛选出的关键分子进行定量和验证。结果GLM病灶组织与正常乳腺组织筛选出差异表达蛋白质1405个,其中1106个表达上调,299个表达下调。GO富集分析显示,这些差异表达蛋白质主要参与细胞过程、代谢过程、蛋白质代谢、生物学调节等。KEGG通路分析发现,差异表达蛋白质参与补体活化、免疫调节、炎症反应等。细胞因子定量分析验证了GLM病灶组织中IL-1β、MCP2、IL-6表达升高。结论GLM病灶和正常乳腺组织中存在差异表达的蛋白质参与炎症、免疫等多种信号通路,可能是GLM发生发展的关键分子。特定蛋白质是值得进一步研究的生物标志物。

海南岛几种栽培类型椰子肉脂肪和蛋白质含量分析

为进一步了解我国主要椰子种植区海南岛本地生长的椰子肉主要营养成分情况,对海南岛不同地区几种不同栽培类型的椰子肉脂肪和蛋白质含量进行了差异性分析,比较不同类型的椰子肉脂肪含量。结果显示,香水椰子肉脂肪含量最低,且与红高、海高、赤椰、绿矮、马哇杂交种存在显著性差异;红矮类型椰子肉蛋白质含量最高,且与黄矮、绿高、香水椰子类型存在显著性差异。产于文昌的椰子肉脂肪含量最高,且与东方、万宁的存在显著性差异;产于海口的椰子肉蛋白含量最高,且与产于琼海、儋州、屯昌、文昌的存在显著性差异。海南岛椰子肉的脂肪和蛋白质含量不仅存在栽培类型间的差异,也受种植地理区域的影响。因此,对椰子肉组分及含量变化情况开展研究很有必要。

市售鱼鳔氨基酸及蛋白质成分分析

目的 分析16批不同基原的市售鱼鳔中氨基酸及蛋白质成分。方法 建立一种6-氨基喹啉基-N-羟基琥珀酰亚胺基甲酸酯柱前衍生、高效液相色谱法,测定鱼鳔中17种氨基酸含量,并对不同基原鱼鳔中氨基酸类成分进行分析;采用十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳分析鱼鳔中的蛋白质分子量分布,并采用蛋白质组学法鉴定鱼鳔中的蛋白质。结果 17种氨基酸在一定浓度范围内线性关系良好(R2≥0.998 0),平均加样回收率85.62%~109.60%,精密度、稳定性、重复性RSD均小于3.5%。16批鱼鳔氨基酸组成与含量存在差异,氨基酸总含量介于468.31~620.05 mg/g;从16批鱼鳔中共鉴定688种蛋白质,包括Ⅰ型在内的胶原蛋白多达11种,此外,鱼鳔中还含有较多分子质量52~95 kDa的低丰度蛋白。结论 该研究可为鱼鳔的质量评价和开发利用提供参考。

鸡蛋清蛋白质糖肽的结构鉴定

鸡蛋清中主要蛋白质均为糖蛋白,经胃肠消化后将在消化道内产生大量糖肽,这些糖肽的结构需要被鉴定和明确。本研究采用胰蛋白酶将鸡蛋清消化,然后从水解物中通过亲水相互作用层析富集N-糖肽、以Retain AX层析结合AminoLink树脂吸附富集O-糖肽,运用液相色谱-质谱联用技术对糖肽结构进行解析,并借助生物信息学分析探究蛋清糖蛋白对肠道的潜在作用。经质谱解析,共鉴定到来自于49种N-糖蛋白的1720个N-糖肽结构,以及来自29种O-糖蛋白的565个O-糖肽结构。其中,卵黏蛋白糖肽结构最为多样,共有490个N-糖肽结构和216个O-糖肽结构。京都基因与基因组百科全书通路富集分析发现,含唾液酸修饰的N-糖蛋白主要涉及白细胞介素-17信号通路和铁死亡,而含唾液酸修饰的O-糖蛋白主要涉及胆固醇代谢、维生素消化吸收、低氧诱导因子-1信号通路和肾素-血管紧张素系统。本研究系统解析了鸡蛋清蛋白质的糖肽结构,为后续探究蛋清糖肽对肠道的潜在作用提供了重要的结构信息。

非变性质谱和紫外激光解离在蛋白质结构和相互作用分析中的应用

蛋白质结构及相互作用的动态变化与其生物学功能密切相关,对蛋白质结构及相互作用进行精准探测和分析面临着巨大挑战。非变性质谱(nMS)是一种能够在近生理条件下将蛋白质及其复合物通过电喷雾离子化引入气相离子并进行质谱分析的方法。通过直接测定溶液中蛋白质及其复合物的组成或整合多种质谱解离技术,nMS可获取蛋白质及其复合物的计量关系、组装形式、解离常数、构象变化、结合界面及作用位点等关键信息,以揭示蛋白质相互作用与生物学功能之间的关系。紫外激光解离(UVPD)技术,特别是采用了193 nm准分子激光的UVPD是近年来迅速发展起来的质谱解离技术,其可以高效解离非变性蛋白质骨架,并保留碎片离子中的氢键等非共价相互作用力,从而实现单氨基酸位点分辨的蛋白质动态结构和相互作用质谱解析。本综述主要介绍了nMS和UVPD技术在蛋白质动态结构和相互作用分析中的应用和最新进展,包括由位点突变及配体结合等引起的蛋白质动态结构和相互作用变化,最后对蛋白质nMS表征的未来发展方向做出了展望。

蛋白质棕榈酰化修饰调控蛋白质功能的研究进展

蛋白质是生命的物质基础,也是基因功能的执行者。蛋白质需要经过基因转录、转录后加工、翻译、翻译后加工及转运等多个复杂过程后才具有生理功能。蛋白质翻译后加工修饰形式包括磷酸化、糖基化、甲基化、羟基化、泛素化及脂质化等[1],其中脂质化修饰是一种重要的翻译后加工修饰形式。

基于蛋白质沉淀的药物靶点筛选方法的研究进展

药物靶点是体内与药物分子结合的生物大分子。因此药物靶点的系统鉴定对于充分认识药物作用机制、疗效以及可能的副作用至关重要;同时全面的靶点识别可以加速药物发现及候选药物筛选的进程。生物质谱具有采集速度快、分辨率和灵敏度高等特点,是蛋白质组深度鉴定和准确定量的关键工具;基于质谱的蛋白质组学技术有助于系统性鉴定与小分子药物结合的蛋白质,阐述蛋白质-药物相互作用,在药物靶点筛选领域大显身手。常用的先进行标记再结合亲和富集的药物靶点表征方法需要对药物分子化学衍生,这既耗时也可能会改变药物的亲和力,同时衍生基团产生的空间效应可能会阻断药物和靶点相互作用,加大了靶点鉴定的难度。因此,无需衍生的药物靶点鉴定方法受到广泛关注。蛋白质受到温度、pH、变性剂以及机械力等条件的影响会发生变性、展开和沉淀。小分子药物与蛋白质结合可能改变蛋白质折叠平衡,稳定靶蛋白的构象,与游离蛋白相比,更能抵抗不同条件诱导的蛋白质沉淀。基于以上原理,联合蛋白质组学和生物质谱技术,目前已经发展了多种基于蛋白质沉淀的药物靶点规模化鉴定方法,包括热蛋白质组分析方法、溶剂诱导蛋白质沉淀方法、机械应力诱导蛋白质沉淀方法、pH依赖性蛋白质沉淀方法等,用于蛋白质组范围内的药物靶点筛选。本综述介绍了该领域近十年报道的药物靶点发现和药物-蛋白质相互作用研究方法,总结了这些方法的特点及其在药物疗效评价、药物发现等方面的发展前景。