采用分子动力学模拟探究VWF-A1突变体G561S的亲和力变化机制

目的探究血管性血友病因子(von Willebrand factor,VWF)突变体G561S下调VWF-A1与其配体亲和力的分子机制。方法分别构建2M型突变体G561S-A1(功能减弱型)、WT-A1(野生型)和2B型突变体R543Q-A1(功能增强型)3个分子系统。G561S-A1突变体采用将野生型A1结构的Gly561替换为Ser561的方式构建,WT-A1与R543Q-A1晶体结构取自蛋白质数据库(protein data bank,PDB)。利用自由分子动力学模拟方法对比分析WT-A1、G561S-A1、R543Q-A1三者构象的改变、柔性的变化以及氢键/盐桥的形成与演化。结果 G561S突变通过降低A1结构域α2螺旋的柔性,并增强N末端与body区的相互作用从而减弱其与配体GPIbα的亲和力,R543Q功能增强型突变体则启动了一条相反的调节路径。结论局部动力学性质的改变是A1亲和力调控的潜在机制,研究结果有助于针对激活的A1结构域的变构药物设计以及相关抗血栓药物的研发。     

力调控FLNa-Ig21/αIIbβ3-CT复合物结构稳定性的分子动力学研究

目的 探究力对FLNa-Ig21/αIIbβ3-CT分子对的力学稳定性及力学调控机制。方法 FLNa-Ig21/αIIbβ3-CT晶体结构取自PDB数据库。通过平衡和拉伸分子动力学模拟,分析复合物生理环境下稳定性以及力诱导的解折叠路径和力学稳定性。结果 平衡过程中,FLNa-Ig21和αIIbβ3-CT之间大部分盐桥和氢键的生存率小于0.5,其结合强度相对较弱;恒速度拉伸过程中,复合物可承受170~380 pN的拉力,其力学强度与力诱导的解离路径有关;在0~60 pN恒力条件下,复合物呈现“滑移键”趋势,且力的增加有利于αIIbβ3近膜端R995-D723盐桥的解离和整合素的活化。结论 力诱导的αIIbβ3-CT近膜端异构可增强复合物的力学强度和解离时间的后移;突破20 pN阈值后,力正向调控整合素的活化。研究结果为深入揭示整合素αIIbβ3活化的分子机制及相关靶向药物开发提供参考。     

血管性血友病因子和血小板表面受体突变的数据库构建及数据分析

背景：血管性血友病因子和血小板表面受体之间的相互作用在血小板黏附、传播、聚集等血栓形成过程中起到关键作用。目前关于血管性血友病因子突变信息的数据库并不完善且血小板表面受体相关的数据库仍未构建。目的：致力于构建血管性血友病因子及血小板糖蛋白Ibα相关突变的数据库,以利于相关领域的研究人员快速查找到该分子对的重要突变信息。方法：以数据库Uniprot、VWFdb及文献报道的突变信息为数据源,采用MySQL和Apache为后台数据库和服务器,运用PHP语言开发血管性血友病因子及血小板糖蛋白Ibα突变数据库。结果与结论：收集了341条血管性血友病因子,13条血小板糖蛋白Ibα的野生或者突变序列数据,并人工构建A1结构域的虚拟突变3 920条,建立了包括背景介绍、相关病理图册和资料下载等登录页面,初步实现了数据检索、突变位点分析以及虚拟突变位点信息等相关功能。该数据库较全面搜集及分析血管性血友病因子及血小板糖蛋白Ibα的数据信息,有利于研究人员对血管性血友病因子和血小板糖蛋白Ibα相关信息的查询,有助于新型抗血栓药物的研发,进一步提高临床诊断和治疗水平。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程全文链接：     

血管性血友病因子A1分子在大肠杆菌中的可溶性表达及功能鉴定

背景:血管性血友病因子A1通过介导随流血小板在受损血管部位的黏附在初始止血中发挥至关重要的作用,但重组A1在原核中多为包涵体表达,不利于纯化及体外的功能研究。目的:在大肠杆菌中稳定高效表达可溶性野生型血管性血友病因子A1以及突变型血管性血友病因子G1324S,并研究其生物学功能。方法:将血管性血友病因子A1(野生型)、血管性血友病因子G1324S(功能失去型突变体)重组质粒分别转化到感受态细胞DH5α中,筛选提取质粒。将提取的质粒分别转化到大肠杆菌(E.coli)BL21、E.coli M15中,筛选挑单克隆菌于LB培养基,扩大培养。比较溶菌酶破碎法和超声波破碎法两种不同的裂菌方法,使目的蛋白血管性血友病因子A1的可溶性表达,经过Ni柱亲和层析纯化蛋白,用SDS-PAGE和Western-blot鉴定纯化的血管性血友病因子A1、血管性血友病因子G1324S纯度和免疫学活性;采用流动腔实验系统分析在不同流体剪应力条件下,血小板在两种目的蛋白上的黏附能力。结果与结论:每100 mL上清液可分别纯化得到5.77 mg血管性血友病因子A1,6.83 mg血管性血友病因子G1324S纯品,并具有较高的纯度和免疫学活性。流动腔结果显示,对每个剪切应力下铺设不同A1分子的底板进行两两比较,随着流体剪应力从0.1 Pa提高1 Pa,G1324S突变组所黏附细胞数下降的幅度(46.8%)要远高于野生型组(20.5%),说明突变后的A1分子的功能有所减弱。结果表明纯化的蛋白介导血小板黏附的能力与临床特征一致,野生型血管性血友病因子的结合活性明显高于突变型。     

一种基于分子动力学模拟来识别GPIbα与vWF-A1结合面上重要残基的新方法

目的 发展一种识别受体与配体相互作用中关键氨基酸残基的计算机新方法。方法 GPIb?/vWF-A1的晶体结构取自PDB数据库;利用自由分子动力学模拟,观察GPIb?/vWF-A1复合物结合面上的盐桥和氢键的形成和演化;利用分析计算得到的这些盐桥和氢键的生存率的高低,作为度量相互作用残基对之重要性的判据。结果 在GPIb?/vWF-A1的结合面上,GPIb?的21个残基和vWF-A1的21个残基显著参与了GPIb?和vWF-A1间的相互作用,这些残基中的20个已得到突变实验的证实。结论 该方法能较好地预报和识别受体-配体相互作用中的关键残基,并可为传统的氨基酸残基突变实验和抗凝血栓药物设计提供指导。     

逆锁键调控野生型和功能增强型ADAMTS13与VWF A2结构域的相互作用

目的 探究瞬时接触时间下野生型(wild-type, WT)和功能增强型(gain-of-function, GOF)金属蛋白酶ADAMTS13与VWF A2结构域的相互作用,阐明其动力学调控的分子机制。方法 利用原子力显微镜测量在不同外力作用下WT和GOF ADAMTS13分子与VWF A2的黏附频率、断裂力和分子键寿命,并利用Bell-Evans模型提取相关动力学参数。结果 WT ADAMTS13与VWF A2结合的能障宽度为0.41 nm, 0 N力下的解离速率为1.50 s^-1;GOF ADAMTS13与VWF A2结合的能障宽度为0.29 nm, 0 N力下的解离速率为3.28 s^-1。进一步利用AFM clamp模式测量在不同作用力下WT/GOF ADAMTS13-VWF A2复合物的分子键生存寿命和解离速率,发现两组复合物的结合均呈现“逆锁键”-“滑移键”转换的双相力学依赖特性。结论 WT ADAMTS13-VWF A2相互作用的机械强度与力学稳定性高于GOF ADAMTS13-VWF A2,WT/GOF ADAMTS13与VW...     

长距离PCR在血友病A携带者检测和产前诊断中的应用

目的　建立一种重型血友病 A(hemophilia A,HA)携带者检测和产前诊断方法。方法　选择有重型 HA家族史的 2 5例 HA携带者 ,采用长距离 DNA扩增 (long distance- PCR,L D- PCR)技术 ,直接检测是否存在凝血因子 (factor ,F )基因倒位。对 L D- PCR基因诊断阳性携带者于妊娠 2 0～ 2 4周抽取夫妻静脉血和胎儿脐静脉血 ,应用 Bigg's一期法检测血浆凝血因子 F 活性 (F ∶C) ,EL ISA法检测血浆血管性血友病因子 (von Willbrand factor,v WF)浓度 ,进一步应用 L D- PCR技术进行产前诊断。应用DNA测序技术验证 L D- PCR结果。结果　在 2 5个无亲缘关系的重型 HA家系中查出 F 基因倒位携带者 8例 ,其中对 4例 L D- PCR基因诊断阳性的携带者进行了产前诊断 ,2例确诊胎儿为 HA患者而建议终止妊娠 ,另 2名为正常胎儿 ,随访 1年 ,小儿发育正常。结论　应用 L D- PCR技术结合携带者外周静脉血及胎儿脐血血浆 F ∶ C和 v WF∶Ag浓度可准确、快速进行重型 HA患者的诊断及其携带者的产前诊断 ,防止血友病患儿的出生     

两个3型遗传性血管性血友病家系表型和基因型分析

目的 对2例遗传性血管性血友病家系进行临床表型诊断和基因型分析,探讨其分子发病机制.方法 分别采用出血时间、活化部分凝血活酶时间、瑞斯托霉素诱导的血小板聚集试验、血管性血友病因子(von Willebrand factor,vWF)瑞斯托霉素辅因子试验、vWF抗原、vWF活性、vWF胶原结合实验和多聚体分析对2例遗传性血管性血友病先证者和家系成员进行表型诊断.抽提先证者外周血基因组DNA,PCR法扩增VWF基因的52个外显子及侧翼序列,通过直接测序分析VWF基因突变.结果 2例先证者出血时间和活化部分凝血活酶时间均延长,血浆瑞斯托霉素诱导的血小板聚集、vWF瑞斯托霉素辅因子活性、vWF抗原、vWF活性、vWF胶原结合功能均显著降低,多聚体分析显示2例先证者多聚体均缺无,先证者A基因分析发现第17外显子的纯合插入突变g.82888_82889insCATG,导致740位蛋氨酸往后编码10个异常氨基酸后终止.先证者B基因分析发现第20外显子g.94865G＞A(Trp856X)和第28外显子g.110698_110699delinsG导致1481位甘氨酸往后编码42个异常氨基酸后终止的复合杂合突变.结论 g.82888_82889insCATG纯合插入突变和g.94865G＞ A(Trp856stop)与g.110698_110699delinsG的复合杂合突变分别导致了2例先证者的3型遗传性血管性血友病.     

力调控糖蛋白Ibα与细丝蛋白相互作用的分子动力学模拟

静息血小板中细丝蛋白a的17号结构域(FLNa17)可组成型结合到血小板膜糖蛋白Ibα(GPIbα)的胞质尾部(GPIbα-CT),抑制下游信号活化,而配体的结合和血流剪切力可激活血小板。为模拟来自GPIbα胞外配体向胞内传递的正向拉力及血小板细胞骨架形变传递的侧向张力,本文在GPIbα-CT/FLNa17复合物上施加两种受力模式,采用分子动力学模拟方法探究机械力对该复合物亲和力及力学稳定性的调控。本研究首先识别出GPIbα-CT与FLNa17接触面上的9对关键氢键是维持复合物结构稳定的基础。其次,发现仅正向拉力作用下,这些氢键作用网络才会发生断裂,并导致复合物的最终解离;而侧向张力下,FLNa17两端的二级结构会解折叠以保护复合物接触面不受机械力破坏。在0～40 pN范围内,正向拉力的增加促使GPIbα-CT氨基酸序列中第563位的苯丙氨酸的氮原子(PHE⁵⁶³-N)的外旋和复合物解离概率的提高。本研究首次在原子层面揭示胞外配体传递的正向拉力可更有效解除FLNa17对GPIbα下游信号的抑制,为深入理解力调控的血小板胞内信号通路提供参考。     

力调控Talin与Rap1b相互作用的分子动力学模拟EI北大核心

踝蛋白(Talin)的F0结构域与Ras相关蛋白1b(Rap1b)的结合对血栓形成至关重要。然而Talin作为一种力敏感蛋白,力能否调控Talin-F0/Rap1b的相互作用以及如何调控,尚不明晰。为探究力对TalinF0/Rap1b结合亲和力的影响以及相应动力学机制,采用拉伸分子模拟的手段,以Talin-F0/Rap1b复合物结构为对象,观察并比较分析不同作用力下复合物功能-构象信息的变化情况。结果表明,复合物受力解离过程至少存在两种路径且两者机械强度有显著差异,决定机械强度差异的关键事件是F0结构域的β4片层是否从原先的β1-β4片层平行结构被拉出。随着力的增大,复合物的相互作用将先增强后减弱,表现出“逆锁-滑移键”的特性。ASP54-ARG41、GLN18-THR65这两对残基的相互作用受到力学信号的调控,20 pN的机械力能显著增强这些残基的作用指数,从而导致复合物结合亲和力大幅提升。本研究预报了胞内环境中力对Talin-F0/Rap1b相互作用的调控机制,为相关疾病的治疗和药物的开发提供了新的思路。     

Lipid A and Anti-Lipid A

Lipid A in free form, in crude antigen preparations, and on Formalin-treated Escherichia coli and Salmonella minnesota R595 was employed in studies of its antigenic composition, immunogenicity, and availability on gram-negative bacteria. Analyses with immunodiffusion and crossed immunoelectrophoresis of isolated lipid A preparations revealed three components. Inhibition experiments with enzyme-linked immunosorbent assay showed that the lipid A structure was not exposed on the tested smooth or rough E. coli strains or on S. minnesota R595. In crude O antigen preparations from some of the strains, however, lipid A was available for reaction with antibodies. The inaccessibility of lipid A on the bacterial surface may explain the poor protective capacity of anti-lipid A antibodies against bacterial infections. An enzyme-linked immunosorbent assay was more sensitive for measuring anti-lipid A antibody activity than indirect hemolysis or indirect hemagglutination. With an enzyme-linked immunosorbent assay it was shown that in rabbits the immunogenicity of lipid A was approximately the same when coated on erythrocytes or, as is more commonly done, when lipid A-coated hydrolyzed bacteria were used. Some antisera from rabbits immunized with E. coli of different serotypes showed activity against lipid A, with a higher frequency for antisera from rabbits immunized with R mutants.     

Novel HLA-A locus alleles including A*01012, A*0306, A*0308, A*2616, A*2617, A*3009, A*3206, A*3403, A*3602 and A*6604

This paper describes 10 novel HLA-A alleles that have been characterized by DNA sequencing. Seven alleles, A*0308, A*2616, A*3009, A*3206, A*3403, A*3602 and A*6604 carry motifs observed in other HLA-A alleles, suggesting that gene conversion has created this diversity. The remaining three alleles, A*01012, A*0306 and A*2617, contain polymorphisms not previously found in any "classical" class I allele. All alleles were identified due to unexpected probe hybridization patterns during routine SSOP typing. Exons 2 and 3 of each allele were subsequently characterized by DNA sequencing.     

A meckelin-filamin A interaction mediates ciliogenesis

MKS3, encoding the transmembrane receptor meckelin, is mutated in Meckel-Gruber syndrome (MKS), an autosomal-recessive ciliopathy. Meckelin localizes to the primary cilium, basal body and elsewhere within the cell. Here, we found that the cytoplasmic domain of meckelin directly interacts with the actin-binding protein filamin A, potentially at the apical cell surface associated with the basal body. Mutations in FLNA, the gene for filamin A, cause periventricular heterotopias. We identified a single consanguineous patient with an MKS-like ciliopathy that presented with both MKS and cerebellar heterotopia, caused by an unusual in-frame deletion mutation in the meckelin C-terminus at the region of interaction with filamin A. We modelled this mutation and found it to abrogate the meckelin-filamin A interaction. Furthermore, we found that loss of filamin A by siRNA knockdown, in patient cells, and in tissues from Flna(Dilp2) null mouse embryos results in cellular phenotypes identical to those caused by meckelin loss, namely basal body positioning and ciliogenesis defects. In addition, morpholino knockdown of flna in zebrafish embryos significantly increases the frequency of dysmorphology and severity of ciliopathy developmental defects caused by mks3 knockdown. Our results suggest that meckelin forms a functional complex with filamin A that is disrupted in MKS and causes defects in neuronal migration and Wnt signalling. Furthermore, filamin A has a crucial role in the normal processes of ciliogenesis and basal body positioning. Concurrent with these processes, the meckelin-filamin A signalling axis may be a key regulator in maintaining correct, normal levels of Wnt signalling.     

Characteristics of transducing group A streptococcal bacteriophages A 5 and A 25

Summary The virulent, transducing, DNA-containing group A streptococcal bacteriophages A5 and A25 are 58 m in head size and have a flexible, noncontractile tail with a length of 180 m. The morphologic outline of the head is hexagonal. Treatment of the bacteriophages with potentially lethal ultraviolet radiation produced damages which were repairable by the Hcr⁺ streptococcal host strain K56, the host-cell reactivable sector being 0.9. These properties together with a demonstrable serological cross reaction show a close relationship between the two phage strains.