重金属结合肽(蛋白)的结构分析

金属离子与金属结合肽(蛋白)的相互作用与应用研究,一直是生物无机化学的重点和热点,也是分子间相互作用研究领域的难点。本研究利用ClustalX、BLAST等生物信息技术与方法对大量已知的重金属结合肽进行分析与数据挖掘。确定筛选获得的重金属结合肽常富含His,无Cys,无金属结合肽模式序列,进化不保守;部分氨基酸序列结构(如六肽)可在蛋白数据库中找到相似序列。序列特征主要为Zn2+相关的转录因子。本研究为重金属结合蛋白-重金属离子的相互作用分析简化为重金属结合肽-重金属离子的结构模拟与分析提供了重要的理论基础和研究手段。

不同长度金属结合肽对大肠杆菌吸附钯性能的影响

利用微生物吸附法回收铂族金属(PGMs)有较大的应用前景,然而利用基因工程手段改造微生物胞外金属结合基团,进而提升微生物的吸附量与特异性仍是一项挑战。本研究利用微生物表面展示技术,在大肠杆菌(Escherichia coli,简写为E.coli)BL21菌株外膜上展示了不同长度的金属结合肽(EC10、EC20、EC30),并解析了其对钯(Pd(II))的吸附行为。结果表明,在E.coli BL21表面展示不同长度金属结合肽均能增强其对Pd(II)的吸附量。其中,表面展示了EC20的菌株(简写为E.coli EC20)吸附量最高,为144.25 mg/g,是未进行表面展示菌株的1.14倍;E.coli BL21和E.coli EC20均能够从含多种金属离子的工业废水中选择性吸附Pd(II)和Pt(IV),两株菌对Pd(II)吸附率分别为96.2%和99.0%。以上研究表明利用表面展示技术增加微生物外膜金属结合基团是一种有效提升微生物吸附能力的手段。

Cd^(2+)结合肽的筛选及与重金属离子的亲和作用

利用噬菌体随机十二肽库和亲和层析技术对重金属Cd进行亲和筛选,共获得两条Cd结合肽序列。将展示有Cd2+结合肽的噬菌体单克隆扩增物对不同重金属离子(Cd2+、Cr2+、Cu2+、Co2+、Zn2+、Ni2+)螯合的树脂进行亲和测定,结果表明Cu2+、Co2+、Zn2+、Ni2+对结合肽的亲和力高于Cd2+和Cr2+。抑菌解毒试验进一步确认了Cd2+结合肽对大肠杆菌重金属的解毒作用。显微观察可见金属结合肽与金属螯合树脂混合后分散度发生改变。

基于展示技术的Cd^(2+)结合肽筛选与酵母重金属吸附研究

利用Cd2+螯合树脂,对噬菌体随机十二肽库进行Cd2+结合肽筛选,并将亲和力较强的结合肽展示在酵母EBY100表面,以期得到耐受和吸附能力具佳的工程菌,为重金属的生物修复提供新的思路。通过筛选共得到6条不同的Cd2+结合肽,其中有2条对Cd2+亲和力较强,将其串联展示于酵母细胞表面。与对照菌相比,酵母工程菌对Cd2+、Ni 2+的吸附率显著提高。酵母工程菌对Cd2+的吸附率随诱导时间的增加而增加,诱导24h时最高,达30.4%,此时酵母工程菌对Ni 2+的吸附率达到32.9%。

Ni^(2+)高效结合肽的筛选与作用研究

利用噬菌体随机十二肽库和金属亲和层析对重金属Ni2+进行结合肽筛选。经4轮生物淘洗、噬菌体扩增和DNA测序,获得一组多肽序列。GenBank Blast分析未发现同源序列,Clustal W多重序列比对也未找到Ni2+金属结合肽结合基序,但可能含有多聚组氨酸(His)2-5。噬菌体单克隆金属离子螯合树脂的亲和力测定和反筛、抑菌解毒试验表明:展示有金属结合肽的噬菌体不仅对Ni2+具有高亲和力,而且对其它金属离子也有作用,Cu2+、Ni2+、Co2+、Zn2+等金属离子对金属结合肽的亲和力显著高于Cd2+和Cr2+,展示金属结合肽的噬菌体对重金属Ni2+具有一定的耐受和解毒作用。显微形态学观察也显示金属结合肽与金属螯合树脂的作用。对于了解重金属与多肽的相互作用机理以及环境重金属修复等均具有重要意义和价值。

藻类与高等植物中植物螯合肽(PCs)的研究进展

植物螯合肽(PCs)是重金属螯合肽,对高等植物、真菌、微藻中有毒重金属的解毒起着重要作用。介绍了PCs生物合成和功能的最新研究进展。