分子克隆法测定蛋白质一级结构

蛋白质对于生命的重要意义是人所共知的,它的结构与生理功能密切相关,蛋白质特定的空间结构决定了它特殊的生理功能。而一种蛋白质分子空间结构的形成和维持,是以其氨基酸的排列顺序,即一级结构为基础的。一级结构的测定构成了蛋白质研究领域中一项十分重要的内容。分子克隆法测定蛋白质一级结构,是利用基因工程技术测定蛋白质分子中氨基酸序列的一种新方法,综合了分子生物学领域中的一些基本理论和常用技术,为蛋白质一级结构的测定开拓了新领域。     

我国科学家呼吁建立结构基因组计划

结构生物学尤其是结构基因组学近年来迅速崛起。我国科学家日前呼吁 ,我国必须尽快建立自己的结构基因组计划 ,以测定更多的蛋白质空间结构 ,在生命科学和新药研发之间开通“特快列车”。近年来 ,结构生物学发展十分迅速 ,许多具有重要功能的蛋白质、核酸和酶的分子三维结构被相继阐明。在此基础上 ,计算机科学和信息科学的发展 ,为进一步开展药物分子设计、计算机模拟“筛选”提供了条件。结构生物学从原子和分子结构水平上研究蛋白质、核酸、多糖等生物大分子的结构与功能 ,主要利用衍射晶体学、核磁共振和电镜等方法测定生物大分子的三维…     

新型抗菌肽分子的计算机辅助设计

目的 通过计算机辅助设计，获得具有高活性的新型抗菌肽分子序列，为合成这类抗菌肽和通过基因工程方法生产新型药物提供理论依据。方法 通过互联网和计算机辅助比较和分析了大量有关抗菌肽的序列和空间结构，根据分析结果，设计了可能具有很好抗菌活性的抗菌肽分子，并用空间结构分析软件观察其可能的结构，进行三维结构的计算和预测，与己知的抗菌肽分子进行比较。结果 分析发现抗菌肽一般在肽分子的两头分别形成螺旋，螺旋趋势强弱与抗菌肽的活性呈一定的正相关。根据这些资料和分析结果，设计了一些抗菌肽序列。其中一个序列为：GWLRKIGKRIKRIGQYFSDAALEVLGVA。经一级结构分析和空间构象分析显示，这一设计的抗菌肽分子可能具有较强的抗菌活性。结论 随着各种数据库和分子生物学软件的完善和丰富，充分利用它们进行新分子的设计成为可能。     

新型抗菌肽分子的计算机辅助设计

目的　通过计算机辅助设计 ,获得具有高活性的新型抗菌肽分子序列 ,为合成这类抗菌肽和通过基因工程方法生产新型药物提供理论依据。方法　通过互联网和计算机软件比较和分析了大量有关抗菌肽的序列和空间结构 ,根据分析结果 ,设计了可能具有很好抗菌活性的抗菌肽分子 ,并用空间结构分析软件观察其可能的结构 ,进行三维结构的计算和预测 ,与已知的抗菌肽分子进行比较。结果　分析发现抗菌肽一般在肽分子的两头分别形成螺旋 ,螺旋趋势强弱与抗菌肽的活性呈一定的正相关。根据这些资料和分析结果 ,设计了一些抗菌肽序列。其中一个序列为 :GWL RKIGKRIKRIGQYFSDAAL EVL GVA。经一级结构分析和空间构象分析显示 ,这一设计的抗菌肽分子可能具有较强的抗菌活性。结论　随着各种数据库和分子生物学软件的完善和丰富 ,充分利用它们进行新分子的设计成为可能。     

试论蛋白质分子一级结构的构象

蛋白质分子结构是蛋白质化学的重点内容。蛋白质分子结构分为4个级别,即蛋白质分子一级结构,二级结构,三级结构,四级结构。而蛋白质分子一级结构是最基本的结构,也是决定其他级别(高级)结构的基础。因此应当从分子水平上搞清蛋白质分子一级结构的构象。关于蛋白质分子一级结构“构象”一词,许多教材没有提过,在     

结核分枝杆菌rmlA基因的生物信息学分析

目的:分析结核分枝杆菌rmlA基因及其编码的蛋白质结构和特征,获得其生物学信息。方法:从GenBank中获取rmlA基因的核酸序列,应用DNAMAN、Geneious Pro等软件及生物信息学在线分析工具,预测rmlA基因及其编码的蛋白质基本理化特征、亚细胞定位、二级结构、抗原表位等;建立蛋白质三级空间结构模型;进行多序列同源比对并构建分子进化树。结果:rmlA基因编码α-D-葡萄糖-1-磷酸胸苷转移酶。其具有288个氨基酸残基,理论分子量为31 492.0Da。该蛋白无信号肽,位于细胞质,无明显跨膜结构,存在14个潜在抗原表位。二级结构以α螺旋为主,蛋白序列、结构保守,为分枝杆菌所特有。结论:rmlA基因及其编码的蛋白质可作为研发新型免疫诊断方法、结核疫苗、新药的理想侯选分子靶标。     

蛋白质抗原二级结构及亲水概率的电子计算机预测

随着分子免疫学及基因工程疫苗和合成肽疫苗研究的深入,人们迫切希望了解代表蛋白质抗原性的抗原决定簇的空间结构以及抗原决定簇在蛋白质一级结构的区段定位等问题。国内外一些学者在蛋白质抗原空间结构的预测及亲水概率的计算方而,已取得很大成功。为促进我国电子计算机在生物学领域的应用,本实验应用脊髓灰质炎病毒蛋白质一级结构为主要材料,研究蛋白质抗原空间结构的电子计算机预测,将     

亲环素A抗原表位氨基酸序列及三维结构研究

目的：研究人抗亲环素A（CyPA)McAb D4识别的抗原表位的氨基酸组成及其在蛋白分子上的三维定位。方法：以抗人亲环素A McAb D4作捕获抗体,对噬菌体展示肽库进行淘筛,并对筛选出的噬菌体中插入片段进行DNA序列测定和氨基到序列分析,再用RasMol蛋白质三维结构分析软件在亲环素A分子的三维结构中查找相应的抗原表位。结果：经过三轮淘筛和扩增,选择7个克隆进行序列,提示该抗原表位是构象性的。用RasMol蛋白质三维结构分析软件在亲环素A分子的三维结构中,找到由W121、S99、L98、Q111、S110、F112、L122构成的疏水代状结构,可能就是McAb D4的抗原表位。结论：人亲环素A分子上W121、S99、L98、Q111、S110、F112、L122构成一个构象型抗原表位。     

蛋白质三维结构预测的研究进展

蛋白质三维结构研究方法主要分为实验研究和理论研究。实验研究是结构研究的基础 ,采用的方法主要有Ｘ射线晶体衍射分析 ;多维核磁共振分析 ;电子和中子衍射技术 ;波谱技术以及近年来发展起来的扫描隧道显微术 (ＳＴＭ )和原子力显微术等 ,目前只有前两种方法较为成熟 ,如在Ｂｒｏｏｋｈａｖｅｎ蛋白质结构数据库中源于Ｘ射线晶体衍射的结构占 80 %以上 ,源于核磁共振谱的占16 %左右。由于三维结构研究较为困难 ,其进展速度远远落后于一级序列测定的速度。目前在测出了氨基酸序列的蛋白质中了解三维结构的仅占 1/ 3,而且这一比例仍在不断减…     

基于蛋白质结构的多重序列比对的黄金标准评估法:平均相似性法

目的:建立蛋白质多重序列的质量评估法.方法:假定在多重序列比对中的一条序列是未知的,以其他序列作为模板,通过将模板蛋白质的三维结构作为未知蛋白质的预测模型,进而比较预测与实际结构的相似性,将它们的平均值作为多重序列比对的质量.结果:通过SCOP数据库的检验,所得的质量标准与专家分类的标准基本一致.结论:本方法是一种有效的蛋白质多重序列比对的质量评估法.     

抗原特异TCRα和β链基因克隆及分子空间结构预测

目的扩增弥漫大B细胞淋巴瘤(diffuse large B cell lymphoma,DLBCL)相关抗原特异T细胞克隆的全长TCRα和β链基因序列,并对其三维空间结构进行预测。方法从已鉴定的2例伴有克隆性增殖TCR Vα6和Vβ13亚家族T细胞的DLBCL患者外周血中克隆全长TCRα和β基因序列,利用Primer Premier 5.0分析软件推算其相应的氨基酸序列,并通过自动化蛋白质模建服务器SWISS-MODEL进行三维空间结构预测。然后利用蛋白质三维图像分析软件Rasmol对所获得的TCR三维空间结构进行显示和分析。结果获得DLBCL相关抗原特异TCRα6和β13全长基因序列及其氨基酸序列。2例患者的TCR Vα6的空间结构与PDB ID:3ffcD模型相似,序列同源性分别为92.16%和91.71%;而2个TCR Vβ13也均具有同一个空间结构模型PDB ID:2ialD,序列同源性分别为92.95%和92.18%。结论来自不同DLBCL患者外周血中克隆性增殖的TCR Vα6或Vβ13亚家族T细胞的TCR具有高度同源性的空间结构,提示其可能识别相同的肿瘤抗原表位。     

人类N-乙酰化酶2蛋白质分子的计算机三维模拟

目的：对人类N-乙酰化酶2（NAT2）蛋白质分子进行计算机三维模拟。方法：将下载的蛋白质序列结合计算机三维模拟技术对NAT2进行三维模拟，并对其进行物理、化学、生物学等特征分析，初步判断蛋白质分子的部分化学和物理学性质，对其某些功能作出预测。结果：利用蛋白质序列分析软件包ANTHEPORT 5．0模拟出NAT2可能的结构；预测到NAT2的蛋白等电点（pHi）=5．495，相对分子质量=33544以及NAT2的滴定曲线和物理化学特征性曲线；对NAT2第282个氨基酸位点附近的片段绘制出Helical Wheel图。结论：能利用计算机模拟出NAT2的可能结构，并可作出一定的分析和预测，此种方法可用于NAT2基因多态性的分析。     

蛋白质结构与变性说

蛋白质分子的基本结构是由肽键（主键)、二硫键（副键)维系的共价结构。其主要内容包括组成蛋白质的氨基酸种类、数量、排列顺序及共价连接方式。蛋白质分子的空间结构是由非共价作用维系的空间构象。其主要内容包括肽键的卷曲、折叠及侧链R基的空间排布所形成的特定空间构象。蛋白质分子特定的有规则的空间构象是蛋白质特定生物活性的基础。蛋白质变性是由于空间构象的破坏，不包括肽键、二硫键所维系的共价结构。     

冷冻电镜成像中噪声的滤波方法进展

1 冷冻电镜的发展背景 在人类基因组测定之后,人们发现仅从基因组序列的角度无法完整、系统地阐明生物体的功能,因此,研究以蛋白质为主体的生物大分子三维结构和功能之间的关系成为现代生命科学的一个重要研究领域,尤其是生物大分子高分辨率三维结构的研究甚至原子水平结构的研究[1-2].     

基于原子力显微镜的单分子探测技术及其在医学研究中的应用

随着生命科学和医学研究进入后基因组时代,越来越多的研究人员开始关注如何直接探测生物分子的结构和功能.基因组和蛋白质组的研究方法为科研工作者提供了有关蛋白质序列、表达方式和相互作用的大量数据.尽管这些信息很重要,但它们不足以使科研工作者了解复杂的生命过程.要阐明生命过程,包括各种病理过程的分子机制,还需要了解细胞中各种生物分子的时空分布、结构和相互作用的动态过程等问题.     

生物大分子电子断层三维重建与分子模拟技术

本文提出了生物大分子电子断层三维重建与分子模拟技术,阐述了该技术的立论依据和需要研究的内容.对该技术的深入研究有利于预测蛋白质的空间结构,为蛋白质三维形态分析提供新的技术方法.     

在线Foldit游戏软件在蛋白质空间构象教学中的应用

在细胞生物学课程“分子与细胞”模块中蛋白质的空间结构既是教学重点,也是教学难点,学生常常无法准确理解蛋白质从低级到高级结构的空间排列组合。将实验性的蛋白质折叠电子游戏Foldit运用于教学活动中,大大激发学生的学习兴趣,同时培养了学生空间想像能力、模型构建能力,使教学难点得以成功地化解,取得了较好的教学效果。     

PAMAM树状大分子的合成及其计算机模拟

目的　利用分子模拟确定G3、G4和G5PAMAM树状大分子精确的3D结构。方法　在SGI Octane2计算机工作站下,用Insight II 2000软件模拟了真空条件下树状大分子的空间结构。结果　G3 到G5PAMAM树状大分子结构从开放、不对称结构向闭合、对称结构转变,因此,G5PAMAM树状大分子内部有空腔外部有氨基活性官能团。结论　计算机模拟研究表明:G5PAMAM树状大分子是一类具有空间三维结构且高度有序的球状高分子化合物,其内部空腔和外表面官能团为结合大量和不同种类的药物分子提供了可能。     

蛋白质的结构特征及其生物活性

蛋白质是存在于一切生物体内的极为重要的高分子化合物,是细胞的主要成分,是生命的基础物质.蛋白质种类繁多,结构复杂,蛋白质的结构牲决定了它所具有的生物活性.1 蛋白质的一级结构及生物活性蛋白质的一级结构是指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序及其连接方式.氨基酸是组成蛋白质分子的基本单位、蛋白质分子中的氨基酸是通过肽键互相形成多肽链的;任务特定的蛋白质有其特定的氨基酸排列顺序.     

蛋白质折叠的基本原理与分子伴侣

新生肽链在细胞内合成后,必须折叠成一定的空间结构才能具备特定的功有.从理论上讲,一条多肽链可以形成许多不同的立体结构,但事实上在一定条件下只有一种构象才是稳定并具有生物活性的.蛋白质折叠(protein folding)是由多肽链的一级结构决定的,并受蛋白质所处环境的影响.