酚酸与蛋白质和碳水化合物相互作用及对面包面团的影响研究进展

近年来,研究人员常利用食品各组分之间的相互作用调节其感官性状和功能特性。酚酸、蛋白质和碳水化合物三者在面食制品中广泛存在并发挥着重要作用。目前为止,研究主要集中在酚酸-蛋白质和酚酸-碳水化合物的相互作用,以及二者相互作用在食品加工、机体保健等方面的应用。酚酸、蛋白质、碳水化合物所构成的三元体系中伴随着复杂的相互作用,这些相互作用能够赋予面食制品不同的感官性状和功能特性。本文主要介绍了酚酸、蛋白质和碳水化合物三者间的相互作用及其影响面包面团感官特性和功能特性等的研究进展,以期为酚酸、蛋白质和碳水化合物组成的三元体系在面食制品中的应用提供理论指导。

基于光谱技术的多糖与蛋白质相互作用研究

为揭示大分子拥挤剂葡聚糖-70(dextran-70)对蛋白质构象和微环境的影响,利用紫外光谱、荧光光谱、同步荧光、荧光量子产率及微流变等技术手段,研究葡聚糖-70添加后溶菌酶(Lys)、牛血清白蛋白(BSA)、β-乳球蛋白(BLG)微观构象的变化。结果表明,添加葡聚糖-70会改变蛋白,尤其是BLG蛋白的三级结构;葡聚糖-70引起蛋白质氨基酸微环境的变化,使蛋白质更趋向于疏水环境;荧光光谱显示,葡聚糖-70会导致蛋白质内源性荧光的猝灭,同时色氨酸和酪氨酸残基移向更加疏水的环境;葡聚糖-70对蛋白质量子产率的影响较小,对Lys的影响更为明显;微流变结果显示,随着葡聚糖-70浓度的增加,混合体系的复数模量和复数粘度增加、蛋白质分子运动速度减慢,可能是蛋白质与葡聚糖-70之间的相互作用所致。本研究结果可为蛋白质和多糖类食品体系的结构设计提供技术支持。

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。

基于注意力机制的蛋白质残基相互作用预测方法

蛋白质残基相互作用预测对于构建蛋白质三级结构具有重要作用,许多基于深度学习的预测方法陆续提出。残基对的相互作用不仅由残基对本身属性决定,还受到所有其他残基对的影响,但多数深度模型采用的卷积神经网络更关注对局部特征的提取,而忽略了残基对相互作用的全局因素。针对该问题,提出一种基于注意力机制的预测模型,能够兼顾残基对的局部属性以及全局属性。实验结果表明,该模型与其他方法相比具有一定优势。

睾丸酮丛毛单胞菌激素降解关键酶3,17β-HSD蛋白质相互作用研究

为研究睾丸酮丛毛单胞菌(Comamonas Testosteroni,C.T.)ATCC11996降解甾体类激素过程中关键蛋白质的相互作用关系,本文利用基因同源重组及移码突变原理构建睾丸酮降解关键酶3,17β-HSD基因敲除突变株,在回收率95%条件下高效液相检测野生株与突变株睾丸酮降解率,突变株对睾丸酮降解能力明显低于野生株;原核表达3,17β-HSD获得浓度2.4 mg/mL纯化蛋白,制备特异性鼠源多克隆抗体,ELISA检测抗体效价1∶320000;将多克隆抗体与经睾丸酮诱导的野生型C.T.细胞裂解液蛋白质复合物进行免疫共沉淀,质谱测定蛋白质相互作用组,结果表明短链脱氢酶SDRy(WP_003078287.1)为睾丸酮降解过程中关键酶3,17β-HSD的主要相互作用蛋白。

基于Transformer的蛋白质相互作用预测研究

研究蛋白质相互作用(PPIs)在生物学中具有非常重要的意义,蛋白质相互作用及其相互作用类型的研究对于理解正常和疾病状态下的细胞生物学过程至关重要,从而有助于治疗靶点的识别和新药物的设计。针对传统蛋白质相互作用预测模型预测精度不够高的问题,提出了一种基于Transformer的模型TPPI对蛋白质进行相互作用的预测。五倍交叉验证实验结果表明,该模型在人类蛋白质数据集上预测的准确率为0.944,表现出了较好的预测准确性。

核酸条形码技术:扩展蛋白质-蛋白质相互作用检测通量的新方法

蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)几乎参与了机体内所有重要的生物学过程,在细胞的基本生命过程中扮演了至关重要的角色,开发高通量的PPI检测新方法具有重要的生物学意义。目前,下一代测序技术(next-generation sequencing,NGS)发展快速,能在几天内测定超过10亿个模板的DNA序列。由于并行DNA测序技术所特有的敏感性、特异性、高通量和多路复用优势,其已被用作广谱分子计数器,应用于基因组测序和转录物组测序等领域。核酸条形码技术通过将寡核苷酸标签与目标蛋白质连接起来,从而标记编码蛋白质。之后,利用高通量的测序方法检测相互作用的蛋白质,实现了PPI的高通量检测。这一技术推动了PPI检测方法的飞速发展,提升了单次实验检测的通量,为构建PPI网络提供了强有力的技术支持。本文详细阐述了核酸条形码在PPI检测方法中的设计、生成和读取;通过分析核酸条形码技术在PPI研究中的应用范例,探讨了各自的优势和不足,并评估了数据的可靠性,讨论了基于核酸条形码技术的PPI检测方法未来的发展趋势。

邻近标记技术在蛋白质-蛋白质相互作用中的研究进展

蛋白邻近标记(proximity labeling,PL)技术是指通过融合特定的催化酶,实现对目标蛋白相互作用蛋白的原位标记,再采用质谱或测序分析鉴定标记蛋白。该技术能够在瞬时动态条件下精确识别蛋白质相互作用,是传统分析手段的重要补充,在蛋白质相互作用研究中具有广阔应用前景。本文介绍了各类PL酶的工作原理、分类及优缺点;论述了该技术在研究蛋白质与蛋白质相互作用中的应用;讨论了PL技术的优势、目前存在的问题和发展趋势,以期为该技术的应用提供参考。

融合蛋白质语言模型与深度神经网络的植物蛋白质相互作用预测研究

预测植物中的蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)具有重要的生物学意义。同时采用了4种编码方法及深度神经网络构建了蛋白质相互作用预测模型。结果表明,提出的融合蛋白质语言模型Ankh与深度神经网络的方法构建的PPI预测模型性能在3种植物数据集上均获得了最优的AUPR和AUC值,Sen及MCC值也均优于其他4种蛋白质相互作用预测模型。当模型在水稻、大豆的植物PPI数据集上进行测试时,所提出的模型AUPR值分别为0.8025、0.7301,AUC值分别为0.9562、0.9507。这些优异的结果表明,融合蛋白质语言模型Ankh的PPI模型可以作为植物蛋白质相互作用预测的一个有前途的工具。

水产品脂质与蛋白质氧化的相互作用及对其品质影响的研究进展

水产品结构脆弱、水分含量高,在运输、加工和贮藏期间容易发生品质下降,其中氧化是造成水产品品质劣变的主要原因之一。现已发现水产品中脂质和蛋白质均可发生氧化,并且二者之间相互影响,但其相互作用机制及对水产品品质的影响尚不明确。本文主要综述了脂质和蛋白质的氧化机制、相互作用及其对水产品品质的影响,并提出了未来应开展对水产品氧化机制研究、蛋白质与脂质相互作用研究、氧化控制技术研发等建议,以期为深入了解水产品品质变化机制、改善水产品保鲜技术提供科学参考。

基于自注意力机制的蛋白质-RNA相互作用预测方法

尽管已有利用lncRNA和蛋白质的信息来预测lncRPI的方法,但仅利用蛋白质和RNA的序列特征来进行预测相互作用仍然是一个挑战,并且模型预测的准确性有待提高。因此,本文提出了一种融合卷积神经网路和自注意力机制的预测模型LPI-Attention(Long non-coding RNA based on self-attention mechanism),该模型采用了k-mer方法来编码RNA和蛋白质序列特征作为模型的输入,这种方法可以同时考虑两种序列的信息,从而提高了预测的准确性。此外,在密集型卷积模块中,使用两种尺度的特征提取,更好地捕捉局部和全局的信息。最后,将得到的特征输入自注意力循环网络层中,更好地处理序列数据的长期依赖关系,将得到的RNA、蛋白质二者特征信息融合成新的特征放入全连接层进行预测。实验结果表明,该模型不仅扩展了生物特征预测领域,而且可以学习RNA序列与蛋白质序列之间更多的相互作用关系,在预测RPIs方面表现优于大多数同类方法,在数据集RPIs1446、RPIs1807、RPIs488上的准确率分别达到91.7%、96.6%、91.6%。

蛋白质相互作用技术在分子水平的应用

基于蛋白复合物在钠离子通道相关疾病中的调控作用,本文综述了蛋白质相互作用构建蛋白质关系的网络和生物学通路中涉及的体内和体外相关检测方法,如酵母双杂交系统、双分子荧光互补、免疫共沉淀技术、融合蛋白Pull-Down技术、单分子下拉、高通量蛋白质芯片、微生物质谱、串联亲和蛋白纯化,以及以生物信息学为主的研究方法,并通过相关检测技术在大分子蛋白复合物中的应用获得新的靶点。

CT-CPI:基于整合CNN模块与Transformer的化合物–蛋白质相互作用深度学习模型

本文构建了一个新的预测化合物–蛋白质关联关系的端到端的模型,可直接输入样本序列后直接输出预测结果,命名为“CT-CPI”。在此方法中,模型主要由嵌入模块、CNN模块、transformer模块、合并模块以及多层感知机模块组成。本文对嵌入方法、transformer模型进行了改进,主要表现为优化了嵌入样本信息的语义可解释性以及在模型中将样本信息充分利用。该模型在基于不同的数据集进行实验时结果显示:基于Davis数据库提供的数据集作为实验数据下,模型预测的AUC值达到了95.6%,模型以DrugBank数据库为数据集时,模型预测效果达到了95.8%。结果表明:与传统模型相比,我们的模型具有更好的预测结果。

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。

基于蛋白质组学技术探讨通关藤注射液治疗小鼠肺癌的作用机制

目的:基于蛋白质组学技术研究通关藤注射液对小鼠肺癌组织生长情况及蛋白表达的影响,探究其作用机制。方法:40只BALB/c雄性小鼠,采用腋下接种Lewis肺癌瘤株的方法建立肺癌皮下移植瘤模型,随机分为模型组、顺铂组和通关藤注射液高、低剂量组,每组10只。分别在给药前及给药后记录小鼠肿瘤生长情况,在给药第21天时处死,眼球取血,取肿瘤组织,称量体积及瘤体质量。通过检测各组小鼠肿瘤大小,计算抑瘤率来评价肿瘤生长情况。取血清样本,采用定量蛋白质组学分析血清中蛋白表达差异的影响,并分析差异蛋白参与的信号通路。结果:与模型组相比,通关藤注射液高剂量和低剂量组肿瘤组织显著减小(P<0.01)。共定量得到6272个蛋白质,给药组与模型组之间有176个差异蛋白(上调59个,下调117个),这些差异蛋白的功能主要为基因表达、细胞生物合成、DNA模板转录等;对差异蛋白富集的信号通路进行分析可知,PI3K/Akt信号通路、HIF-1信号通路、ErbB信号通路、心肌收缩、志贺菌病、系统性红斑狼疮、胰岛素信号通路、不同环境中的微生物代谢、cAMP信号通路、信使核糖核酸监测通路等通路可能与肿瘤细胞的增殖、存活有密切关系。结论:通关藤注射液抑制肺癌小鼠肿瘤生长的作用机制,可能通过调节关键蛋白影响基因表达、细胞生物合成、DNA模板转录等过程,与PI3K/Akt信号通路、HIF-1信号通路、ErbB信号通路等通路密切相关。

蛋白质磷酸化修饰及其在细胞周期调控中的作用研究进展

细胞周期是真核生物实现细胞分裂与增殖、从母代向子代传递遗传信息的连续过程.真核细胞通过蛋白质水平的周期性调控完成细胞的分裂与增殖,细胞周期的紊乱常与肿瘤等疾病密切相关.蛋白质磷酸化修饰是细胞周期进程中一种主要的调控方式,可以改变蛋白质的分子结构,影响其与其他分子间的相互作用,从而调节相关分子的生物学活性及功能.细胞周期相关蛋白的磷酸化与非磷酸化状态的改变犹如“分子开关”,精细地控制着周期进程和细胞分裂系列事件.周期相关蛋白质的多位点磷酸化机制研究是磷酸化研究的一个热点.本文综合评述细胞周期调控进程中部分重要蛋白的磷酸化修饰机制,总结了近年来细胞周期领域中蛋白质磷酸化修饰方面的新发现、新突破,为进一步深入理解蛋白质磷酸化及细胞周期调控机制提供参考.

基于转录组学和蛋白质组学研究银杏黄酮苷元减轻多柔比星心脏毒性的作用机制

目的基于转录组学和蛋白质组学研究银杏黄酮苷元(GA)降低多柔比星(DOX)心脏毒性的作用机制。方法将36只小鼠随机分为对照组(CON组,隔天尾静脉注射等体积生理盐水+每天灌胃等体积生理盐水)、DOX组(隔天尾静脉注射3 mg/kg DOX)和GDOX组(每天灌胃100 mg/kg GA+隔天尾静脉注射3 mg/kg DOX),每组12只,连续给药/生理盐水15 d。收集小鼠心脏组织进行RNA-Seq转录组学测序和4D-Label-free定量蛋白质组学分析,筛选差异表达基因和蛋白并对其进行京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。测定小鼠心脏组织中爱帕琳肽(Apelin)、磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)和蛋白激酶B(Akt)的mRNA和蛋白表达水平及PI3K、Akt蛋白的磷酸化水平进行验证。将H9c2心肌细胞分为对照组(CON组)、DOX组(2μmol/L)和GDOX组(2μg/mL GA+2μmol/L DOX),测定细胞存活率及细胞中糖酵解关键物质水平。结果筛选得到6条转录组学与蛋白质组学的共同通路,包括Apelin信号通路、PI3K-Akt信号通路、胰岛素抵抗等;其中以Apelin、PI3K-Akt信号通路中富集到的基因数目最多。靶点验证实验结果显示,与CON组比较,DOX组小鼠心脏组织中Apelin、PI3K和Akt的mRNA相对表达量和蛋白表达水平,以及PI3K、Akt蛋白的磷酸化水平均显著降低(P<0.05或P<0.01);与DOX组比较,GDOX组小鼠心脏组织中Apelin、PI3K和Akt的mRNA相对表达量及PI3K、Akt蛋白的磷酸化水平均显著升高(P<0.05或P<0.01)。细胞实验表明,与CON组比较,DOX组细胞存活率显著降低(P<0.05),细胞中葡萄糖相对摄取量以及丙酮酸、乳酸的相对生成量均显著增加(P<0.05),ATP相对生成量显著减少(P<0.05);与DOX组比较,GDOX组细胞存活率显著升高(P<0.05),细胞中丙酮酸、乳酸的相对生成量均显著减少(P<0.05)。结论GA可能是通过上调心脏组织中Apelin、PI3K和Akt的mRNA及其蛋白表达,调控糖酵解过程,进而改善DOX引起的心脏毒性作用。

基于蛋白质组学探讨准噶尔阿魏抗结肠癌的作用机制

目的通过动物实验分析准噶尔阿魏乙醇提取物(简称醇提物)的体内抗结肠癌活性,基于蛋白质组学探讨准噶尔阿魏醇提物治疗结肠癌可能涉及的药理作用机制。方法建立结肠癌CT26荷瘤小鼠模型,随机分为正常对照组、模型组、顺铂组及准噶尔阿魏醇提物低、中、高剂量组,连续给药12 d,取材并计算各组抑瘤率及脏器指数。取模型组和抑瘤率>40%的准噶尔阿魏醇提物剂量组小鼠肿瘤组织标本,利用串联质谱标记(TMT)技术筛选准噶尔阿魏醇提物组与模型组间的差异蛋白,分析涉及的生物功能、关键作用靶标及信号通路。结果准噶尔阿魏醇提物高、中、低剂量组的抑瘤率分别为(63.82±4.01)%、(38.17±3.78)%、(36.25±3.43)%,准噶尔阿魏醇提物高剂量组的抑瘤率明显高于准噶尔阿魏醇提物中、低剂量组(P<0.05)。与正常对照组相比,顺铂组及准噶尔阿魏醇提物高、中、低剂量组小鼠的脾重、肾重及胸腺重均明显减小(P<0.05);准噶尔阿魏醇提物高、中、低剂量组间小鼠的脾重、肾重及胸腺重比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。与正常对照组相比,准噶尔阿魏醇提物高剂量组小鼠的脾指数、胸腺指数明显减小(P<0.05),肾指数差异无统计学意义(P>0.05);与正常对照组相比,准噶尔阿魏醇提物中剂量组小鼠的脾指数、肾指数、胸腺指数均明显减小(P<0.05);与正常对照组相比,准噶尔阿魏醇提物低剂量组小鼠的肾指数、胸腺指数明显减小(P<0.05),脾指数差异无统计学意义(P>0.05);准噶尔阿魏醇提物高剂量组小鼠的肾指数明显高于准噶尔阿魏醇提物中、低剂量组(P<0.05)。蛋白质组学筛选出642个差异蛋白,其中FN1、FLNC、HSPH1、HSP90AA1等蛋白排名在前10;COG分析结果显示差异蛋白共参与了582个生物功能,主要涉及翻译后修饰及蛋白转运(15.8%)、信号转导机制(15.1%)、转录(9.1%)等;KEGG富集分析显示差异蛋白参与的信号通路主要涉及PI3K-Akt信号通路、细胞外基质-受体相互作用、癌症中的蛋白聚糖、补体和凝血级联反应、TNF信号通路、AMPK信号通路、甘氨酸丝氨酸和苏氨酸代谢等。结论动物实验显示准噶尔阿魏醇提物的抗结肠癌活性好,蛋白质组学分析揭示了准噶尔阿魏治疗结肠癌可能的关键靶标及分子机制,FN1、FLNC、HSPH1、HSP90AA1等可能是其中的关键蛋白。

基于蛋白质作用的群体感应系统调控细菌生理功能研究进展

群体感应系统可以实现细菌的种内和种间的信息交流,并调控细菌基因表达与菌体的生理特性,如毒素的分泌、生物被膜的形成、细菌素及抗菌素的产生等。近年来,越来越多的群体感应系统被发现且得到深入研究,其调控机制也逐渐清晰,然而关于群体感应系统与蛋白质之间相互作用并引起菌体生理机能改变的相关综述内容还比较少。因此,本文在分析群体感应系统可以通过信号分子引起相关基因及蛋白质的改变,最终引起菌体毒性、生物被膜及蛋白质降解等变化的基础上,综述细菌中群体感应系统调控蛋白质及蛋白质之间相互作用而引起菌体生理特性改变的研究进展,旨在更加全面深入地研究群体感应系统参与调控菌体的功能特性及其应用。

蛋白质乳酸化在脑缺血再灌注损伤中的神经保护作用

蛋白质乳酸化(protein lactylation)是一种新发现的翻译后修饰,在脑缺血再灌注损伤中的神经保护作用正逐步受到重视。脑缺血再灌注损伤是缺血性脑卒中后再灌注治疗引起的复杂病理过程,涉及氧化应激和炎症反应等。本文综述了蛋白质乳酸化在脑缺血再灌注损伤中的神经保护机制及其研究进展。乳酸分子可以共价结合到赖氨酸残基上,影响蛋白质的功能和活性,从而在细胞代谢、基因表达调控及细胞信号传导中发挥重要作用。研究发现,蛋白质乳酸化修饰通过调控炎症和氧化应激反应,有助于减少神经元损伤和凋亡,从而发挥神经保护作用。深入研究蛋白质乳酸化修饰的生物学功能及其在脑缺血再灌注损伤中的作用机制,不仅有助于揭示脑缺血再灌注损伤的病理生理机制,还为开发新的脑缺血再灌注损伤治疗药物提供了潜在的靶点和理论依据。