用于蛋白质间相互作用研究的新型双杂交系统

近年来 ,一些不依赖于转录因子活性的新型双杂交系统相继建立 ,如分离的泛素系统、蛋白质片段互补分析、阻遏物重构分析和SOS恢复系统等。同利用转录因子活性的酵母双杂交系统相似 ,这些方法也利用了一些活性蛋白的结构与功能特点来研究蛋白质间相互作用 ,这些活性蛋白不是转录因子 ,但也可在结构上进行分离并可通过重构使其生物活性得以恢复。由于这些新型双杂交系统的各自特点 ,使得它们成为酵母双杂交系统的有益补充和研究蛋白质间相互作用的有力工具。

用于蛋白质间相互作用研究的分析技术

概述近年来用于蛋白质间相互作用研究的分析技术,如酵母双杂交系统、荧光共振能量转移技术、表面等离子体共振技术、蛋白质芯片技术和生物信息学方法等,分别介绍其应用原理和特点,为蛋白质间相互作用研究及构建蛋白质相互作用图谱提供理论依据。

基于雷帕霉素与FRB结合的蛋白质间相互作用的相关技术

FKBP12-rapamycin复合物的结合位点(FKBP12-rapamycin binding,FRB)为雷帕霉素(rapamycin,RAP)与哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)结合的结构域,基于RAP介导FK506结合蛋白12(12 kD FK506-bin-ging protein,FKBP12)与FRB蛋白质相互作用相关研究技术的发展与应用,使人们对小分子介导的蛋白质相互作用有了更多的认识。就研究RAP作用于FRB域及研究FKBP12-RAP-FRB三元复合物形成的相关技术作一综述,为确认新的mTOR抑制剂的作用机制及认识其他蛋白质间相互作用提供参考。

计算方法在蛋白质相互作用研究中的应用

计算方法在蛋白质相互作用研究的各个阶段扮演了一个重要的角色。对此,作者将从以下几个方面对计算方法在蛋白质相互作用及相互作用网络研究中的应用做一个概述:蛋白质相互作用数据库及其发展;数据挖掘方法在蛋白质相互作用数据收集和整合中的应用;高通量方法实验结果的验证;根据蛋白质相互作用网络预测和推断未知蛋白质的功能;蛋白质相互作用的预测。

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌PBP2a相互作用蛋白的筛选

目的通过建立细菌双杂交技术,筛选MRSA中与PBP2a相互作用的蛋白。方法利用PCR扩增,获得PBP2a蛋白转肽酶活性区(TPase)的编码基因,插入pRBR构建成诱饵质粒pBR-PBP2a。提取MRSA N315株基因组DNA,经Sau3AⅠ部分酶切后连接到pRAC质粒的BamHⅠ位点,获得基因组DNA表达文库;将文库质粒转化入含诱饵质粒pBR-PBP2a的报告菌株KS1,利用细菌双杂交技术进行筛选,获得与诱饵质粒编码的融合蛋白相互作用的猎物,对猎物中编码序列进行DNA测序和生物信息学分析,确定与PBP2a发生相互作用的蛋白质或多肽。结果成功构建了pBR-PBP2a诱饵质粒,可表达PBP2a TPase与大肠埃希菌RNA聚合酶α亚单位N端序列的融合蛋白。所构建的MRSA N315株基因组文库覆盖率达9倍,满足文库筛选的需要。将文库转化含诱饵质粒和报告基因的KS1宿主菌,利用细菌双杂交技术经3次筛选,共获得9个猎物克隆,其报告基因的活性均升高2倍以上,对9个猎物质粒进行了测序,信息学分析表明它们均来自于MRSA N315株基因组,插入片段最长者648 bp,最短者334 bp,9个插入片段中含14个编码基因,其中10个功能未知,1个编码二氢吡啶二羧酸合酶、1个编码二氢吡啶二羧酸还原酶,2个编码染色体解离稳定(SMC)蛋白。9个克隆中介导与PBP2a相互作用的多肽由14～46个氨基酸组成。结论利用细菌双杂交技术从MRSA基因组文库中成功筛选到与PBP2a相互作用的多肽。

蛋白质芯片技术研究进展

蛋白质芯片亦被称为蛋白质微阵列。除了在蛋白质间相互作用,前导药物发现等基础研究领域得到重要的应用之外,蛋白芯片技术业已被应用到疾病过程的生物标志分子发现，传染性疾病的分子诊断等应用研究领域。蛋白质芯片所具有的高通量，微型化，高自动化特征弥补和扩增了常规的分子诊断技术。

新冠病毒入侵过程中spike与人体ACE2相互作用的受力分析

2019年爆发的新冠病毒引起的新冠肺炎蔓延至全球。至今已造成上亿人的感染,百万人死亡。新冠病毒严重影响了人类的健康,乃至日常出行、工作、生活等方方面面。新冠病毒借助其表面的突刺蛋白(spike)与人体细胞表面的血管紧张素转换酶2(angiotensin-converting enzyme 2,ACE2)相互作用进入人体细胞,从而实现对人的感染。前人的研究已表明各种蛋白质间相互作用往往都受到外力影响。本文相信,spike/ACE2间相互作用亦会受到外力调控。

JACS：核酸与蛋白质相互作用机理研究获进展

近期来自吉林大学的研究人员分别与清华大学和中科院等处的研究人员在高分子结晶态分子间相互作用和RNA与蛋白质间相互作用研究方面取得重要进展。所获得的跨学科研究新成果公布在著名的国际期刊《美国化学会志》（J．Am．Chem．Soc．）上。获得了Nature Materials等多个杂志的推荐。

基于深度学习的PPI关系抽取方法研究进展

蛋白质间相互作用(protein-protein interaction,PPI)在几乎全部的生命活动中发挥着极其重要的作用,如何准确、高效地自动化抽取出科学文献中的PPI关系有着十分重要的研究意义。深度学习作为机器学习的一个重要分支,由于其强大的学习能力和特征提取能力,在PPI关系抽取领域得到了广大研究者的关注。对现有基于深度学习的PPI关系抽取方法进行阐述,对这些方法的实验数据及其构成组件进行对比分析,总结这些方法存在的问题,展望可以改进的研究方向。

O-GlcNAc修饰对蛋白质泛素化降解途径的影响

O-GlcNAc修饰是一种特殊的糖基化修饰,几乎参与生物体内所有细胞过程的调控。该修饰与泛素化作为两种重要的蛋白质翻译后修饰形式,都与2型糖尿病、神经退行性疾病、癌症等疾病密切相关。O-GlcNAc修饰对蛋白质泛素化降解途径的影响主要体现在4个方面:(1)O-GlcNAc修饰能够抑制26S蛋白酶体的ATPase活性;(2)O-GlcNAc修饰会减少某些底物蛋白的泛素化降解;(3)O-GlcNAc修饰泛素化相关酶并调节其功能;(4)某些蛋白质(包括调控因子)发生O-GlcNAc修饰后间接影响蛋白质泛素化。

酵母双杂交系统的研究进展

酵母双杂交系统自创建以来,已成为研究蛋白质相互作用的重要手段,揭示了大量未知蛋白质之间的相互作用。随着该系统的广泛应用,近年来又发展了三杂交系统、单杂交系统、逆向双杂交系统、SOS富集系统等。酵母双杂交及其衍生系统已经成功地运用于蛋白质之间,蛋白质与DNA、RNA、配体之间相互作用的研究。

基于偏相关系数网络模型的构建

在度量网络节点间的相关性时,偏相关系数因能区分直接相关性与间接相关性得到广泛的应用。高斯图模型是一种重要的无向图模型,然而当样本数目(n)小于变量数量(P)时不再适用。研究针对此类问题,讨论了改进的高斯图模型算法。在处理高维数据时,提出了基于偏相关系数的路径相容稳定(PC-stable)算法,通过与改进的高斯图模型算法进行实验模拟对比,显示所提出的新算法,即基于PC-stable的偏相关系数算法构建的网络具有更高的精度。最后运用所提出的算法构建了一个生物网络,并对网络进行说明。

捻转血矛线虫酵母双杂交cDNA文库的构建及鉴定

为构建捻转血矛线虫cDNA文库,进一步研究捻转血矛线虫蛋白互作机制以及为筛选捻转血矛线虫互作蛋白提供依据,本研究以捻转血矛线虫L3期幼虫为材料,利用TriZol法提取捻转血矛线虫总RNA;使用试剂盒构建捻转血矛线虫的cDNA文库,并对cDNA进行均一化处理,再将纯化后的cDNA与线性化的pGADT7-Rec重组构建的文库质粒转化至Y187酵母中,构建出酵母转录激活结构域(activationdomain,AD)文库。结果表明:本研究构建了重组率为100%,插入片段平均长度为1000 bp,工作液细胞密度大于3.5×10^(7)CFU/mL的捻转血矛线虫均一化酵母AD文库;所构建的表达文库各项指标均达标,符合酵母双杂交筛选要求。本文库为捻转血矛线虫的分子机制研究以及疫苗的开发奠定了基础。

反基因策略——基因治疗的新方向

自1980年Cline用重组β珠蛋白基因治疗两名β地中海贫血患者以来,基因治疗在取得众多成就的同时也暴露出一些问题。安全方面的风险及转移基因表达的不稳定性使基因替代疗法还远达不到人们最初所预想的效果。基因原位修复虽是基因治疗最理想的途径,但目前在技术上还很难做到。相比之下,反义治疗在现阶段可能是较好的方向,因为反义核酸具有传统药物的使用方便和容易大量生产等优点。

面向多肽的分子对接算法性能对比研究

蛋白质-多肽间相互作用是计算生物学中的热门方向,对其结合的精确预测对于了解体内复杂的信号通路以及蛋白质功能,及进一步进行药物设计有着至关重要的作用。蛋白质-多肽对接方法能够有效地模拟蛋白质-多肽间相互作用,其对接性能直接决定模拟实验的准确性和成功与否。针对当前主要的蛋白质-多肽对接方法,综合测试了其算法性能;同时将本实验室开发的基于全信息粒子群算法的分子对接工具FIPSDock(Fully-Informed-ParticleSwarm-Dock)延伸到蛋白质-多肽对接领域,并评估其性能。利用标准蛋白质-多肽对接数据集(pepti DB)的21个测试例及13个定制测试例进行性能测试,主要对比分析了各算法的成功率和对接精度。结果表明FIPSDock可用于蛋白质-多肽对接,并相对于其他对接算法展示出优异的性能。

高通量蛋白表达和纯化

随着全基因组测序技术日新月异的发展，科研人员现在可以很快捷的获得一种生物编码的所有蛋白的信息，这使得我们可以在细胞水平甚至生物体水平上研究蛋白结构、功能和蛋白质间相互作用。众多学科从中获益，从结构生物学、功能基因组学到药物发现等多个领域都将因此而获得长足的发展。

《自然-通讯》：光镊技术成功捕获活体动物细胞

中国科学技术大学光学与光学工程系李银妹课题组，近日与上海交通大学魏勋斌教授合作。采用活体动物内的细胞，发展了动物体内细胞三维光学捕获技术。日前，国际著名学术期刊《自然一通讯》在线发表了这项研究成果，网站还以《医学研究：用光清除血管被堵塞的血管》为题对该研究工作进行报道。 在活的动物体内研究细胞生长、迁移、细胞及蛋白质间相互作用等生物学过程，对生命科学、医学研究及临床诊断具有重大意义，因此体内研究技术一直是活体研究热点之一。