模拟蛋白质折叠过程的新算法研究

蛋白质折叠过程模拟是当前蛋白质研究领域的一个难点问题。针对这一问题,提出了一个描述蛋白质折叠过程的算法-拟蛇算法,并且从分子振荡和分子动力学理论两个方面来证明该算法的核心函数是可行和正确的。经过实验总结出所有蛋白质空间结构都可以通过两种类型函数构造出来,提出了描述蛋白质折叠过程模型。与其它蛋白质折叠过程模拟算法的实验结果比较表明,拟蛇算法所构造的空间结构能量值最小、相似度最好。进而说明拟蛇算法和蛋白质折叠过程模型在描述蛋白质折叠过程方面具有明显优势。

从噬菌体15肽库中筛选乙脑病毒糖蛋白模拟肽

目的用抗JEV E蛋白的mAb 2H4筛选噬菌体15肽库，以研究JEV E蛋白模拟肽。方法用生物素标记的mAb 2H4，对噬菌体随机15肽库进行3轮筛选。经ELISA鉴定后，随机挑取10个阳性噬菌体克隆测序，并与JEV E蛋白进行同源性比较。结果筛选到的噬菌体能与mAb 2H4特异地结合，并且这种结合可被天然JEV抗原所抑制。10个阳性噬菌体克隆的氨基酸序列相同，均为RQDPQWPYANSTIAR。同源分析表明，在JEV E蛋白不同区域有两个同源性较高的序列：STXAR和WXXAXST。阳性噬菌体展示肽也能与抗天然JEV抗原的鼠血清产生特异性反应。结论筛选的该噬菌体克隆展示肽可模拟JEV E 蛋白的部分抗原性。

载脂蛋白A-I模拟肽D-4F对巨噬细胞源性泡沫细胞清道夫受体A1的抑制作用

目的:研究载脂蛋白A-I模拟肽D-4F对氧化低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein,oxLDL)所诱导的巨噬细胞源性泡沫细胞清道夫受体A1(scavenger receptor A1,SR-A1)的抑制作用及其机制。方法:体外培养RAW264.7巨噬细胞,给予不同浓度的D-4F(12.5、25和50 mg/L)、紊乱模拟肽sD-4F(50 mmol/L)处理1h或者5 mmol/L内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)抑制剂4-苯丁酸处理30 min后,再加入ox-LDL(100 mg/L)继续培养12 h。另外培养巨噬细胞给予50 mg/L D-4F或sD-4F处理1 h,再加入2 mg/L ERS诱导剂衣霉素(tunicamycin,TM)处理4 h。MTT法检测细胞活力;试剂盒检测细胞内总胆固醇含量;分别采用免疫印迹法和实时荧光定量聚合酶链反应(real-time PCR)技术检测SR-A1和ERS标志分子葡萄糖调节蛋白78(glucose-regulated protein 78,GRP78)蛋白和mRNA表达变化;采用多功能酶标仪检测DiI-ox-LDL摄取情况。结果:D-4F明显减轻ox-LDL所诱导的巨噬细胞损伤和细胞内的胆固醇蓄积。ox-LDL可显著上调SR-A1和GRP78表达,而D-4F对上述变化具有明显抑制作用,且呈浓度依赖性。D-4F显著抑制TM所诱导的SR-A1和GRP78蛋白水平以及巨噬细胞对ox-LDL的摄取。结论:D-4F可通过抑制SR-A1表达减轻ox-LDL所诱导的巨噬细胞内胆固醇蓄积和细胞损伤,其机制可能与抑制GRP78介导的ERS信号途径有关。

载脂蛋白模拟肽的研究进展

载脂蛋白模拟肽是利用现代生物技术合成的与载脂蛋白功能相当而分子量更小的一类多肽。应用这类模拟肽治疗动脉粥样硬化及其相关性疾病已成为近年来心血管疾病治疗领域的研究热点。本文就载脂蛋白模拟肽最新研究进展做一综述。

载脂蛋白A-I模拟肽D4F通过抑制caspase-12减轻氧化低密度脂蛋白诱导的巨噬细胞凋亡

目的:探讨载脂蛋白A-I(apolipoprotein A-I,Apo A-I)模拟肽D4F对氧化低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein,ox-LDL)诱导的巨噬细胞凋亡和内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)凋亡途径关键分子caspase-12的影响,并阐明其可能的分子机制。方法:体外培养RAW264.7巨噬细胞,给予12.5、25和50 mg/L D4F、5 mmol/L ERS抑制剂4-苯丁酸(4-phenylbutyric acid,PBA)或5μmol/L二亚苯基碘鎓(diphenyleneiodonium,DPI)预处理1 h后,再加入100 mg/L ox-LDL或4 mg/L ERS诱导剂衣霉素(tunicamycin,TM)继续培养24 h。MTT法检测细胞活力;TUNEL法检测细胞凋亡情况;试剂盒测定细胞内丙二醛(malondialdehyde,MDA)和活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平,以及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADPH)氧化酶活性;Western blot法检测caspase-12的表达变化。结果:与ERS抑制剂PBA相似,D4F可抑制ox-LDL或TM所致的巨噬细胞活力降低和凋亡,且呈浓度依赖性(P<0.05)。与氧化应激抑制剂DPI相似,D4F显著抑制ox-LDL诱导的氧化应激反应,表现为ROS和MDA生成减少(P<0.01)、SOD活性增加以及NADPH氧化酶活性降低(P<0.05);与PBA和DPI相似,D4F可减轻ox-LDL诱导的巨噬细胞caspase-12活化,且呈浓度依赖性(P<0.05);另外,D4F还可抑制TM诱导的caspase-12活化(P<0.05)。结论:D4F能够抑制ox-LDL诱导的巨噬细胞凋亡,其机制至少部分是通过减轻氧化应激继而抑制caspase-12活化实现的。

基于遗传算法的蛋白质折叠模拟系统

在模拟蛋白质折叠的遗传算法基础上 ,采用晶格模型 ,设计了一个用于蛋白质折叠模拟的软件系统 ,并举例说明该系统的用法 .该蛋白质折叠模拟系统可用于蛋白质折叠预测和蛋白质进化研究 。

载脂蛋白嵌合模拟肽通过NF-κB途径抑制ox-LDL诱导的巨噬细胞炎症反应

目的:探讨载脂蛋白嵌合模拟肽Ac-hE-18A-NH2对氧化型低密度脂蛋白(oxidized LDL,ox-LDL)刺激下巨噬细胞肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)表达的影响及其作用机制.方法:Ox-LDL刺激RAW264.7巨噬细胞,给予不同浓度的模拟肽Ac-hE-18A-NH2(1～100μg/mL)干预,收集细胞,测定巨噬细胞TNF-α的分泌和mRN表达水平.Western印迹检测ATP结合盒转运蛋白A1 (ATP-binding cassette transporter A1,ABCA1)及P-IκB蛋白浓度.EMSA检测核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)活性.结果:Ox-LDL刺激使RAW264.7巨噬细胞TNF-α分泌和mRNA表达明显增强,细胞内胆固醇蓄积,促进IκB磷酸化,并激活NF-κB.Ac-hE-18A-NH2浓度依赖性地降低TNF-α分泌及mRNA表达,上调ABCA1 mRNA和蛋白的表达,减少细胞内胆固醇含量,抑制NF-κB活化,并抑制IκB磷酸化.相同的实验条件下及作用浓度,D-4F对于TNF-α分泌的抑制作用不如Ac-hE-18A-NH2.结论:Ac-hE-18A-NH2能抑制ox-LDL诱导的RAW264.7巨噬细胞TNF-α分泌和mRNA表达,IκB/NF-κB-TNF-α信号通路是其中作用途径之一.Ac-hE-18A-NH2的抗炎作用优于apoA-I模拟肽D-4F.

载脂蛋白A-Ⅰ模拟肽对非酒精性脂肪肝病大鼠糖脂代谢的影响

目的:探讨载脂蛋白A-Ⅰ(apoA-Ⅰ)模拟肽对非酒精性脂肪肝病(NAFLD)大鼠糖脂代谢的影响及其可能的机制。方法:50只清洁级健康雄性SD大鼠随机分为空白组(n=13)和造模组(n=37),空白组大鼠给予普通饲料饲养,造模组大鼠给予高脂饲料喂养,连续喂养12周,每组随机取1只大鼠评估NAFLD模型是否成功。造模组剩余的36只大鼠随机分为模型组、阳性药物组和apoA-Ⅰ模拟肽组,每组12只,apoA-Ⅰ模拟肽组大鼠腹腔注射apoA-Ⅰ模拟肽,阳性药物组腹腔注射阿托伐他汀,模型组和空白组腹腔注射等量的生理盐水,1次/d,连续8周。检测大鼠肝功能、血糖和血脂水平,HE染色观察大鼠肝脏组织形态,ELISA法检测肝脏组织中SOD、GSH-Px、MDA、IL-1β、IL-6和TNF-α水平。结果:与空白组比较,模型组、阳性药物组和apoA-Ⅰ模拟肽组大鼠血清ALT、AST、FBG、TC、TG和LDL-C水平升高(P<0.05),而HDL-C水平降低(P<0.05),肝脏组织中SOD和GSH-Px水平降低(P<0.05),而MDA、IL-1β、IL-6和TNF-α水平升高(P<0.05);与模型组比较,阳性药物组和apoA-Ⅰ模拟肽组大鼠血清ALT、AST、FBG、TC、TG和LDL-C水平降低(P<0.05),而HDL-C水平升高(P<0.05),肝脏组织中SOD和GSH-Px水平升高(P<0.05),而MDA、IL-1β、IL-6和TNF-α水平降低(P<0.05)。结论:apoA-Ⅰ模拟肽可减轻NAFLD模型大鼠肝损伤,改善糖脂代谢,其机制可能与减轻肝脏氧化应激和炎症反应有关。

载脂蛋白AⅠ模拟肽的研究进展

高密度脂蛋白和载脂蛋白AⅠ与动脉粥样硬化呈负相关。载脂蛋白AⅠ模拟肽具有载脂蛋白AⅠ的相同作用。动物实验表明 ,L 氨基酸合成的载脂蛋白AⅠ模拟肽只能注射 ,D 氨基酸合成的载脂蛋白AⅠ模拟肽可口服 ,它们均能改善血管内皮功能或减轻动脉粥样硬化。

载脂蛋白嵌合模拟肽对低密度脂蛋白诱导的巨噬细胞凋亡的影响

目的观察模拟肽Ac-hE-18A-NH2对氧化低密度脂蛋白(oxLDL)诱导的RAW264.7巨噬细胞凋亡的影响。方法50 mg.L-1oxLDL处理RAW 264.7细胞48 h后加入不同浓度的Ac-hE-18A-NH2(1、10、50、100 mg.L-1)和β-环糊精(β-CD)或布雷菲得菌素(BFA)共同孵育24 h。通过流式细胞仪检测细胞凋亡,试剂盒检测caspase-3活性及细胞内胆固醇含量,Western blot检测细胞bcl-2蛋白的表达,液体闪烁计数器检测细胞内胆固醇流出。结果 oxLDL诱导的RAW 264.7巨噬细胞的凋亡率随着oxLDL浓度的增加和处理时间的延长而明显提高。Ac-hE-18A-NH2(1、10、50、100mg.L-1)干预后细胞凋亡率以浓度依赖的方式减少。Ac-hE-18A-NH2呈浓度依赖性的促进细胞内胆固醇流出和降低细胞内的胆固醇含量,降低caspase-3的活性,上调bcl-2的蛋白表达。β-CD与Ac-hE-18A-NH2共同作用后胆固醇流出明显增加,细胞凋亡率相应减少。而BFA作用相反。结论Ac-hE-18A-NH2明显抑制oxLDL诱导的巨噬细胞凋亡,其作用可能与促进细胞胆固醇流出、减少细胞内胆固醇蓄积有关。

载脂蛋白AI模拟肽D4F抑制动脉粥样硬化模型鼠斑块内细胞凋亡和内质网应激

目的研究载脂蛋白AI（ApoAI）模拟肽D4F对载脂蛋白E基因缺陷（ApoE-/-）小鼠动脉粥样硬化斑块内细胞凋亡影响的内质网应激机制。方法24只8周龄雄性ApoE-/-小鼠，饲喂高脂高胆固醇饮食，于2周后随机分为三纽（n=8），分别腹腔注射生理盐水（模型组）、紊乱模拟肽sD4F[1mg／（kg·d），sD4F组]和ApoAI模拟肽D4F[1mg／（kg·d），D4F组]。同周龄雄性C57BL／6J小鼠普通饮食且腹腔注射生理盐水作为正常对照。6周后处死，采用ELISA检测血清氧化型低密度脂蛋白（OX．LDL）水平，并切取小鼠主动脉根部制备冰冻切片，采用HE染色和油红0染色检测动脉粥样硬化病变及粥样斑块脂质含量，分别采用Masson染色和TUNEL法检测王证块内胶原纤维含量和细胞凋亡情况，以免疫荧光化学法检测斑块内巨噬细胞标志分子MAMO．2、内质网应激标志分子CHOP和GRP78水平，分别采用Westernblot和实时荧光定量PCR检测主动脉CHOP、

载脂蛋白A-Ⅰ模拟肽对RAW264.7巨噬细胞胆固醇流出的影响

目的:观察载脂蛋白A-Ⅰ(apoA-Ⅰ)模拟肽D-4F对RAW264.7巨噬细胞胆固醇流出的影响,并探讨其机制。方法:巨噬细胞种植于24孔板,用1.85×107Bq/孔3H-胆固醇和含50μg/mL氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)共同孵育24h后,给予不同浓度的D-4F(0～100μg/mL)干预24h,收集细胞用液体闪烁计数法检测胆固醇流出。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)测定细胞内环磷酸腺苷(cAMP)含量,采用实时荧光定量PCR及Western印迹检测三磷酸腺苷结合盒转运体A1(ABCA1)的mRNA及蛋白表达。结果:D-4F呈浓度依赖及时间依赖性促进巨噬细胞内胆固醇流出,增加细胞内cAMP水平,上调ABCA1mRNA和蛋白表达。8-Br-cAMP显著增加D-4F介导的胆固醇流出和ABCA1表达,而蛋白激酶A(PKA)抑制剂虽然对基础胆固醇流出及ABCA1表达几乎无作用,却可以抑制8-Br-cAMP对胆固醇流出和ABCA1表达的促进作用。结论:D-4F促进巨噬细胞胆固醇流出,cAMP释放及ABCA1表达,可能与激活cAMP-PKA-ABCA1通路有关。

载脂蛋白嵌合模拟肽对巨噬细胞胆固醇流出的影响

目的观察载脂蛋白嵌合模拟肽Ac-hE-18A-NH2对RAW264.7巨噬细胞胆固醇流出的影响,并探讨其机制。方法 RAW264.7巨噬细胞种植于24孔板,用0.5μCi/孔3H-胆固醇和含50mg·mL-1氧化低密度脂蛋白共同孵育24h之后,给予不同浓度的Ac-hE-18A-NH2(0～100mg·mL-1)干预24h,收集细胞用液体闪烁计数法检测胆固醇流出。采用ELISA测定细胞内cAMP含量,采用实时荧光定量PCR及Westernblot检测ABCA1、LXRα和PPARγ的mRNA及蛋白表达。结果 Ac-hE-18A-NH2以浓度依赖方式介导胆固醇流出;50mg·mL-1Ac-hE-18A-NH2干预不同时间,其介导的胆固醇流出率分别为(10.86±1.46)%(6h),(13.43±1.55)%(12h),(20.58±1.34)%(18h),和(26.93±4.37)%(24h)。同时,Ac-hE-18A-NH2还以浓度依赖方式增加细胞内cAMP水平,上调ABCA1、LXRα和PPARγmR-NA和蛋白表达。加用cAMP刺激剂8-Br-cAMP,Ac-hE-18A-NH2介导的胆固醇流出率由26.93±4.37增加至35.81±2.73,ABCA1mRNA表达增加了66.67%。而加用PPARγ特异性抑制剂预处理细胞后,PPARγ的表达几乎完全抑制,ABCA1和LXRα的表达也受到一定程度抑制,Ac-hE-18A-NH2介导的胆固醇流出率明显减少。结论模拟肽Ac-hE-18A-NH2可以明显促进巨噬细胞胆固醇流出,其机制可能与cAMP-ABCA1和PPARγ-LXRα-ABCA1两种途径有关。

髓样分化蛋白-2模拟肽抑制巨噬细胞吞噬革兰阴性菌

目的探讨髓样分化蛋白-2模拟肽(MD-2 mimetic peptide,MDMP)对巨噬细胞吞噬革兰阴性菌的影响及所致炎症因子分泌的抑制效应。方法采用PCR从p EGFP-C3质粒中扩增出表达EGFP的基因片段,通过基因重组构建原核表达载体p ET-32a(+)-EGFP,经测序鉴定后,转化至大肠杆菌BL21(DE3)PLys S中筛选出稳定表达的重组菌p ET-32a(+)-EGFP-BL21(DE3)PLys S(简称为EGFPBL21)。以IPTG诱导重组质粒表达后,通过免疫荧光和流式细胞术检测RAW264.7细胞对EGFP-BL21的吞噬能力以验证EGFP-BL21的构建情况。进一步检测RAW264.7细胞对经不同浓度MDMP(1.0、10、100μg/m L)预处理后的EGFP-BL21的吞噬效应;采用ELISA检测细胞培养上清液中TNF-α和IL-6的分泌水平。结果筛选获得稳定表达EGFP的重组大肠杆菌BL21(DE3)PLys S,重组菌经巨噬细胞RAW264.7吞噬后流式和激光共聚焦检测结果显示细胞内出现明显的绿色荧光。MDMP预处理后,流式检测结果显示RAW264.7细胞对EGFP-BL21的吞噬能力受到明显抑制,预处理组(10、100μg/m L)的吞噬系数(PI)显著低于经血清调理的阳性对照组(P<0.01),且细胞培养上清TNF-α和IL-6的分泌水平显著降低(P<0.01)。结论 MDMP预处理可明显抑制RAW264.7细胞对革兰阴性菌的吞噬作用,并降低该过程中炎症因子TNF-α和IL-6的分泌。

载脂蛋白AI模拟肽对小鼠骨髓源内皮祖细胞功能促进和损伤保护作用

载脂蛋白AⅠ的A型两亲性螺旋结构具有较强的脂质结合能力,其模拟肽是人工合成的具有载脂蛋白AⅠ类似功能的两亲性螺旋肽类。近年来诸多研究表明,血管内皮细胞外的干细胞可修复血管大面积创伤,因而提出了内皮祖细胞（endothelialprogenitor cells,EPC）修复假说。本实验目的观察载脂蛋白AⅠ模拟肽L4F对诱导分化小鼠骨髓来源EPC功能的影响,及其对脂多糖（LPS）与肿瘤坏死因子（TNF-α）诱导的EPC凋亡是否具有保护作用。

蛋白质折叠的三维计算机模拟

介绍了计算机模拟蛋白质的三维模型．利用混合遗传算法对模型问题进行了模拟计算，获得了由２７个氨基酸残基组成的肽链的能量最小的折叠构象．计算结果表明，对于蛋白质折叠的三维晶格模型而言，混合遗传算法是很有效的．

载脂蛋白A-I模拟肽L-4F减轻过氧化氢诱导的小鼠骨髓内皮祖细胞损伤

目的:研究载脂蛋白A-I模拟肽L-4F是否减轻过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)诱导的小鼠骨髓来源内皮祖细胞(endothelial progenitor cells,EPCs)氧化应激损伤及其机制。方法:通过密度梯度离心法分离小鼠骨髓单个核细胞,条件培养基EGM-2MV诱导分化培养EPCs。对培养EPCs先以PI3K/AKT抑制剂LY294002(30μmol/L)干预2 h后加入L-4F(75 mg/L)4 h,再加入100μmol/L H2O224 h。MTT法检测细胞活力,试剂盒检测各实验组培养基超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量,以评价细胞氧化与抗氧化平衡及脂质过氧化程度;流式细胞术Annexin V/PI双染法检测细胞凋亡;免疫印迹法检测p-AKT蛋白水平。结果:L-4F预处理显著抑制了H2O2诱导的细胞活力降低、SOD活性下降、MDA含量增加及细胞凋亡。H2O2下调p-AKT的蛋白水平,L-4F呈浓度依赖性地上调p-AKT的蛋白水平。LY294002抑制了L-4F减轻EPCs损伤的作用。结论:载脂蛋白A-I模拟肽L-4F部分通过PI3K/AKT通路减轻H2O2诱导的EPCs氧化应激损伤。

基于氨基酸序列和模拟结构预测蛋白质稳定性的研究进展

稳定性是蛋白质重要性质之一,工业用蛋白质需要良好的稳定性,进化过程中蛋白质新功能的衍生也依赖于蛋白质的稳定性。提高蛋白质的稳定性,尤其是提高未知结构蛋白质的稳定性是一项非常具有挑战性的工作——传统的蛋白质改造方法如定向进化费时费力,传统的理性设计则难以被其他研究者复制。虽然目前有很多蛋白质稳定性预测工具,但这些预测工具大多都需要预先测定蛋白质的三维结构,因此结构未知的蛋白质的稳定性预测受到了限制。近年来,人们开发了一些利用蛋白质的氨基酸序列和模拟结构来预测突变对结构未知蛋白质稳定性影响的预测工具。介绍该方面的研究进展,以期为蛋白质工程研究提供参考。