受体簇聚集动力学通过调节免疫突触的形成调控T细胞的力学感知

目的细胞毒性T淋巴细胞(CTL)识别癌细胞并与其形成免疫突触,随后分泌穿孔素和颗粒酶实现有效杀伤。较硬的癌细胞诱导CTL形成增强的免疫突触并导致更强的杀伤效果。本研究旨在探索CTL感知力学信号并调控免疫突触形成的力学生物学机制。方法基于Monte Carlo方法,建立了T细胞分子受配体聚集与输运动力学模型,刻画了T细胞通过感知刚度调控免疫突触形成的动力学过程。模型可以分为2个模块:(1)考虑T细胞受-配体(TCR-p MHC)结合动力学的格点弹簧模型(LSM);(2)考虑肌动蛋白聚合驱动的分子团簇向心转运模型。结果(1)高刚度可放大尺寸效应导致的相分离,促进形成大尺寸的分子团簇,提升激活信号的驻留时间进而增强激活水平。(2)肌动蛋白流速从细胞边缘向核心逐渐衰减,而刚度可调控肌动蛋白对团簇的实际输运速度,最终导致了免疫突触形成的效率差异进而影响杀伤的总时间。(3)整合素、TCR分子团簇与肌动蛋白流的偶联程度存在差异,调控免疫突触的结构完整性及尺寸进而影响功能发挥。结论T细胞通过调控免疫突触的形成效率、尺寸及结构完整性实现力学感知进而调控对靶细胞的杀伤效果。

小鼠肝细胞胰岛素与EGF信号转导磷蛋白质组的动力学行为对比分析

目的分析小鼠肝细胞内胰岛素与表皮生长因子(EGF)信号转导磷蛋白质组的动力学行为差别,以此找出两者关键性的信号蛋白。方法采用双向电泳及放射性同位素标记技术,进行分析比较EGF与胰岛素分别介导的磷酸化蛋白质组的动力学行为。结果参与两者信号转导的磷蛋白质种类没有多大差异,大多数信号磷蛋白磷酸化水平的动力学行为也表现为一致性,但有4个蛋白点其磷酸化水平随时间变化趋势明显不同。结论胰岛素与EGF虽然在多方面有许多相似之处,但在同一细胞内参与信号转导的个别信号蛋白其磷酸化水平的动力学行为差别较大,估计这些蛋白就是导致EGF与胰岛素最终生物学活性有所不同的关键蛋白。

牛血清白蛋白聚集体的分解动力学

以牛血清白蛋白(BSA)作为模型蛋白,通过浊度法研究BSA形成的无序蛋白聚集体的分解动力学并揭示其复杂结构细节.实验发现,BSA无序聚集体在碱性条件下分解过程有4个动力学阶段,包括1个快速的分解阶段,2个相对较慢的分解阶段和1个动力学惰性阶段.由此推测BSA聚集体中至少含有4种不同的BSA单体形态.

基于生信分析、分子对接及分子动力学研究枸杞子中活性成分改善胰岛素抵抗的作用机制

目的 通过生信分析、分子对接及分子动力学技术研究枸杞子中活性成分改善胰岛素抵抗的作用机制。方法 通过网站、数据库及文献检索获取枸杞子种有效成分及胰岛素抵抗的疾病靶点,并进行整理与筛选,预测枸杞子经筛选后活性成分改善胰岛素抵抗可能的作用靶点并进行生信分析。从CTD数据库选择5个胰岛素抵抗的重要蛋白受体,确定结合位点后分别与枸杞子符合筛选标准的有效成分用Auto Dock Vina进行分子对接,将对接结果中结合能低且具有继续研究意义的构象应用分子动力学技术进行进一步分析。结果 槲皮素、豆甾醇、谷甾醇、酸浆苦素A等27个化合物可能是枸杞子改善胰岛素抵抗的重要活性成分,涉及对化学,内源性物质的反应、神经元,细胞投射、蛋白质结合,G蛋白偶联受体活性等多个生物过程及钙离子、IL17、PI3K/Akt等多个信号通路;CCL2、INSR、NOS3、SIRT1、TNF是胰岛素抵抗的重要蛋白受体。某些枸杞子中经筛选的活性成分与重要蛋白受体的结合程度强,甚至优于罗格列酮。StigmasterolINSR、Lantadene A-NOS3作为有继续研究意义的构象进一步进行分子动力学模拟,结果均可以稳定地结合,是范德华势能和静电、氢键作用的共同结果。结论 枸杞子改善胰岛素抵抗是通过多成分、多靶点、多生物过程、多通路等多种途径实现的;枸杞子中活性成分与胰岛素抵抗重要蛋白受体的结合能力较强,改善胰岛素抵抗理论依据充足;生信分析、分子对接及分子动力学技术可以成为阐释单味药物作用机制的一种方便、普适、高效的方法,但需要结合一定的动物、临床或者细胞实验才能增强说服力。

胰岛素样生长因子1通过PI3K/Akt信号通路促进髓核细胞聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原的表达

背景:采用生长因子等生物学方法修复退变椎间盘是目前椎间盘退变治疗的研究热点,胰岛素样生长因子1能促进髓核细胞增殖、促进功能性细胞外基质的合成,但其机制仍未阐明。目的:观察胰岛素样生长因子1对髓核细胞聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原表达的促进作用,并探讨其信号转导机制。方法:分离培养人髓核细胞,取第3代细胞给予不同质量浓度的胰岛素样生长因子1(0,20,50,100,200μg/L)进行刺激,采用RT-PCR、Western-blot检测聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原的表达。100μg/L的胰岛素样生长因子1作用于髓核细胞,采用Western-blot检测胰岛素样生长因子1对PI3K/Akt信号通路的激活作用,并通过LY294002的应用检测PI3K/Akt通路的抑制对聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原表达的影响。结果与结论:(1)随胰岛素样生长因子1质量浓度增高,聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原的表达水平逐渐升高,该作用呈剂量依赖性。胰岛素样生长因子1(100μg/L)能显著促进p-PI3K和p-Akt的表达(P<0.01),而LY294002能抑制胰岛素样生长因子1的促进作用(P<0.01);(2)胰岛素样生长因子1(100μg/L)能促进髓核细胞聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原的表达(P<0.01),而LY294002能抑制胰岛素样生长因子1对聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原表达的促进作用(P<0.01);(3)因此认为胰岛素样生长因子1可通过PI3K/Akt通路促进髓核细胞聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原的表达。

分子动力学模拟Cu2＋对α-突触核蛋白(1-17)肽段构象变化的影响

利用分子动力学模拟研究铜离子(Cu2+)对α-突触核蛋白1-17号氨基酸肽段(α-synuclein(1-17))构象变化的影响,采用GROMOS 43A1力场对Cu2+-α-synuclein(1-17)复合体和α-synuclein(1-17)肽段单体分别进行了6组独立的分子动力学模拟,每组模拟时间为500ns,总模拟时间为3μs.研究结果表明:Cu2+与α-synuclein(1-17)肽段结合使其更易向β折叠片结构折叠,促进了其二级结构的形成,增强了构象的稳定性;Cu2+增大了α-synuclein肽段疏水残基的溶剂可及表面积,增强了其疏水残基的暴露程度.自由能分析指出,Cu2+-α-synuclein(1-17)复合体的自由能比α-synuclein(1-17)肽段低,构象稳定,采样空间紧密,其自由能极小构象为β折叠片结构.构象聚类分析进一步表明,Cu2+使得α-synuclein(1-17)肽段构象趋于稳定.总之,Cu2+诱导固有无序蛋白α-synuclein(1-17)肽段由无序向有序转变,降低了构象的自由能,同时Cu2+增强了α-synuclein(1-17)肽段的疏水性,使得α-synuclein肽段因疏水作用更倾向于形成β折叠片结构,加速其疏水性聚集.

蛋白质折叠的物理基础:热力学的还是动力学的

生物组织具有数千种蛋白。它们负责催化和调节生化反应,输运分子,加工视觉信息,利用光合作用的光能,充当激素的受体和免疫系统的抗体;它们又是皮肤、头发和腱的结构基础。蛋白质仅有20种 L 型的氨基酸组成,怎么会具有如此繁多的功能呢?现在知道,这是由它们的多肽链折叠成特定三维结构来实现的。

稳定性心绞痛中医证型与血小板活化及血流动力学的相关性研究

目的探讨稳定性心绞痛(SAP)中医证型与血小板聚集率(PAG)、P选择素(CD62P)、血小板膜糖蛋白Ⅱb/Ⅲa复合物(GPⅡb/Ⅲa)及血流动力学的关系。方法选择76例SAP患者,按中医证型分为心血瘀阻、气虚血瘀、气滞血瘀3种中医证型,分别用血小板聚集仪、流式细胞仪、血液黏度仪测定PAG、CD62P、GPⅡb/Ⅲa及血流动力学指标,并对3种中医证型的临床表现进行比较。结果心血瘀阻型GPⅡb/Ⅲa水平高于气虚血瘀型(P<0.05);与气滞血瘀型相比,气虚血瘀型全血黏度水平升高(P<0.05),而红细胞聚集指数降低(P<0.05);3种中医证型间CD62P、PAG比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论心血瘀阻型以GPⅡb/Ⅲa升高为主,而气虚血瘀型与气滞血瘀型则分别以全血黏度升高、红细胞聚集指数升高为特征。GPⅡb/Ⅲa、血流动力学可作为SAP微观辨证和疗效评定的参考指标,且对活血化瘀中成药的合理使用具有指导意义。

胰岛素抑制突变亨廷顿蛋白的聚积和毒性

目的:探讨胰岛素对细胞内突变亨廷顿蛋白(Huntingtin,htt)聚集物形成及其细胞毒性的影响。方法:利用脂质体转染法在培养的Hela细胞和HEK293细胞瞬时或稳定转染编码正常或突变htt的氨基末端片段的cDNA,检测不同浓度胰岛素刺激对细胞内突变htt聚集物形成以及细胞活力的影响。结果:在瞬时转染的Hela细胞和稳定转染的HEK293细胞中,含20个谷氨酰胺重复序列(20Q)的正常htt氨基末端片段弥散分布在胞浆内,而含150个谷氨酰胺重复序列(150Q)的突变htt氨基末端片段在多数细胞胞浆或核内形成聚集物。150Q的Hela和HEK293细胞经一定浓度的胰岛素刺激后聚集物的形成显著减少,细胞活力也明显提高。而胰岛素的刺激对20Q的细胞内正常htt的表达以及细胞活力无明显影响。结论:胰岛素能有效抑制细胞内突变htt聚集物的形成及其细胞毒性。

小鼠肝细胞胰岛素与表皮生长因子信号转导磷蛋白质组的对比分析(英文)

背景:表皮生长因子和胰岛素都主要通过PI3K通路和MAPK通路进行信号转导,但各自的生理功能不同。目的:从细胞整体水平对比分析小鼠肝细胞内胰岛素与表皮生长因子信号转导磷蛋白质组的动力学行为差别,以此找出二者关键性的信号蛋白。设计、时间及地点:随机分组设计的对比观察实验,于2005-07/2006-04在泸州医学院分子生物学实验室完成。材料:实验用肝细胞来源于昆明种封闭群乳小鼠。方法:选取细胞长势相当的肝细胞,采用放射性同位素(32P)对其进行标记,标记后按随机数字表法分为3组,空白对照组、表皮生长因子刺激组(给予10μg/L表皮生长因子)及胰岛素刺激组(给予100nmol/L胰岛素)。主要观察指标:表皮生长因子、胰岛素分别作用0,5,20,60,120min,采用双向电泳技术分析比较表皮生长因子与胰岛素分别介导的磷酸化蛋白质组的动力学行为,即磷酸化水平。结果:参与两者信号转导的磷蛋白质种类没有多大差异,大多数信号磷蛋白磷酸化水平的动力学行为也表现为一致性,但有4个蛋白点其磷酸化水平随时间变化趋势明显不同。结论:胰岛素与表皮生长因子在同一细胞内参与信号转导的个别信号蛋白其磷酸化水平的动力学行为差别较大,估计这些蛋白就是导致表皮生长因子与胰岛素最终生物学活性的关键蛋白。

2型糖尿病早期肾病治疗前后肾血流动力学的变化

目的 :观察 2型糖尿病早期肾病治疗前后肾脏局部血流动力学的变化情况。方法 :应用彩色多普勒血流显像检测 64例 2型糖尿病早期肾病患者治疗前后肾内动脉血流动力学指标。结果 :2型糖尿病早期肾病时肾脏弓状动脉的阻力指数及收缩期血流速度明显增高 ,肾门处血流量增多。治疗后随着尿微量蛋白排泄率的降低 ,肾脏弓状动脉的血流阻力指数减低 ((0 .67± 0 .0 6)vs (0 .56± 0 .0 4 ) ,P <0 .0 5) ,收缩期血流速度减慢 ((1 9.2 8±4 .2 1 )cm/svs (1 3 .1 9± 3 .1 7)cm/s,P <0 .0 5) ,肾门处血流量逐渐减少 ((383 .1 1± 44 .0 6)ml/minvs (31 2 .0 6±32 .1 4 )cm/s,P <0 .0 5) ,与治疗前相比差异有统计学意义 (P <0 .0 5)。结论 :彩色多普勒血流显像是实时评价 2型糖尿病早期肾病肾脏局部血流动力学变化的有效指标。 2型糖尿病早期肾病时主要以弓状动脉的血流动力学变化为主。

胰岛素样生长因子及其结合蛋白的作用机理研究

胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor,IGF),主要由IGF1和IGF2、胰岛素样生长因子受体(IGF receptor,IGFR)I型和II型,以及胰岛素样生长因子结合蛋白(IGF binding protein,IGFBP)家族组成.实验中发现IGFBP可以抑制IGF2促肿瘤生长的活性,但二者之间的结合位点并不清晰.计算化学可以对蛋白质的结合亲和力进行预测,在药物设计领域中具有非常重要的作用.因此使用分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟对IGFBP6与IGF2之间的结合位点进行了扫描式搜索,通过对RMSD(Root Mean-Square Displacement)、相互作用能、有效吸附残基、接触面积等分析,发现IGF2与IGFBP6的结合位点主要集中于C端结构域,其中Arg、Gln、His、Asp、Glu、Asn等极性残基贡献最多,它们主要通过静电相互作用来促进IGFBP6-IGF2复合体系之间的结合.这些结果不仅有助于构建IGFBP6与IGF2二者相互作用的网络图谱,还可以用于推测IGF家族中蛋白质的未知功能,对了解生命活动的本质具有重要意义.

聚酰胺-胺树枝形大分子导致α-突触核蛋白聚集动力学变缓

采用基于Martini力场的粗粒化分子动力学模拟研究了聚酰胺-胺(PAMAM)树枝形大分子对α-突触核蛋白NAC区域聚集行为的影响,发现PAMAM树枝形分子的存在延缓了NAC区域聚集过程,增长了聚集体形成的时间.团簇形成的主要时间段里,大小与时间满足一定标度关系(~tγ),且存在PAMAM时,标度指数γ减小.PAMAM大分子的代数和浓度越高,聚集体形成时间就越长;研究结果支持实验提出的“动力学抑制”猜想.

转染hIGF-1基因增强软骨细胞聚集蛋白多糖、Ⅱ型胶原的表达

目的探讨人胰岛素样生长因子(human insulin-like growth factor,hIGF-1)基因对软骨细胞分泌聚集蛋白多糖(aggrecan)、Ⅱ型胶原的影响.方法构建并鉴定携带hIGF-1基因的重组腺病毒(Ad/CMV-hIGF-1),采用1、10、100及500感染复数单位(multiplicity of infection,MOI)的Ad/CMV-hIGF-1转染软骨细胞,PBS为阴性对照,100μg/L hIGF-1生长因子为阳性对照,转染后4 d进行aggrecan、Ⅱ型胶原免疫组化,参照文献分析免疫组化阳性单位.结果在1～100MOI范围内,随着Ad/CMV-hIGF-1滴度增加,aggercan、Ⅱ型胶原表达递增,500 MOI Ad/CMV-hIGF-1转染后,aggrecan表达骤减;Ⅱ型胶原表达下降不明显.结论 hIGF-1基因对软骨细胞aggrecan、Ⅱ型胶原的表达有影响;100 MOI Ad/CMV-hIGF-1优于100 μg/L hIGF-1生长因子的作用.

红外光谱技术对牛胰岛素纤维化的研究

以胰岛素为模型蛋白,利用傅立叶变换红外光谱仪,在线监测胰岛素分子体系的动态变化,研究金属离子对蛋白质结构的影响。通过加入金属离子测量不同条件下蛋白质分子的重叠,获得其对沉积的速率和沉积产物结构特征的影响。共分如下两个侧面进行了测量和分析:不同金属离子对胰岛素蛋白聚集动力学的影响;不同离子强度对胰岛素蛋白聚集动力学的影响。

分子伴侣、蛋白质聚集和大分子拥挤环境对蛋白质折叠的影响(英)

研究了细胞内存在的分子伴侣、蛋白质聚集和大分子拥挤环境对蛋白质折叠的影响.首先,发现分子伴侣GroEL与底物蛋白的结合有 半位 "和 全位"两种模式,它是由底物蛋白的分子形状、分子大小以及与GroEL的相互作用性质决定的.接着,发现两种不同的蛋白质一起复性时相互不干扰,提示细胞内蛋白质折叠可能不受其他蛋白聚集的影响;后又发现α 乳清蛋白的前熔球态不仅是分子伴侣也是蛋白质聚集体的作用对象.最后,研究大分子拥挤环境对蛋白质折叠热力学和动力学的影响,揭示了这种影响的复杂性和多样性.

内质网应激与胰岛素抵抗和糖尿病发生的关系

内质网（endoplasmic reticulum,ER）是真核细胞的一个重要细胞器,其主要功能是：合成和分泌蛋白;折叠形成蛋白质正确的三维空间构象;储存Ca2＋;参与脂质、胆固醇和类固醇的生物合成[1]。当内质网稳态被打乱,诸如未折叠和错误折叠蛋白质聚集、Ca2＋耗竭和脂质合成紊乱等。

赖氨肌醇维B_(12)联合复方消化酶对功能性消化不良病儿胃肠动力、营养指标、胰岛素样生长因子Ⅰ水平的作用

目的探讨赖氨肌醇维B_(12)联合复方消化酶对功能性消化不良(FD)病儿胃肠动力、营养指标、胰岛素样生长因子Ⅰ(IGF-Ⅰ)水平的影响。方法根据治疗方案不同将2021年2月至2023年2月商丘市第三人民医院收治的84例FD病儿分为两组,各42例。对照组予以复方消化酶治疗,观察组予以赖氨肌醇维B_(12)联合复方消化酶治疗,均治疗4周。观察两组疗效、不良反应及治疗前后胃肠动力学指标、胃肠激素[胃动素、生长抑素(SS)]及5-羟色胺(5-HT)水平、营养指标[前白蛋白(PA)、白蛋白、转铁蛋白(TRF)]、免疫指标[免疫球蛋白(Ig)A、IgG、IgM]及IGF-Ⅰ水平变化。结果观察组总有效率97.62%(41/42)较对照组80.95%(34/42)高(P<0.05);治疗2周、4周后观察组胃窦收缩幅度[治疗2周后:(51.65±5.00)mm比(48.32±3.85)mm]、胃窦收缩频率、餐后3 h胃排空率、餐后3 h肠排空率均高于对照组(P<0.05);治疗2周、4周后观察组胃动素、5-HT水平较对照组升高,SS水平较对照组降低(P<0.05);治疗2周、4周后观察组血清白蛋白[治疗2周后:(39.20±4.13)g/L比(36.68±5.65)g/L]、PA、TRF、IGF-Ⅰ[治疗2周后:(112.57±14.20)μg/L比(76.12±11.58)μg/L]水平高于对照组(P<0.05);治疗2周、4周后观察组IgA、IgG、IgM水平高于对照组(P<0.05);两组不良反应发生率比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论赖氨肌醇维B_(12)联合复方消化酶能改善FD病儿胃肠动力,调节胃肠道激素水平,改善病儿营养状态,提高机体免疫水平,效果确切。