目的:了解我国HIV CRF01_AE亚型及其相关重组亚型的包膜糖蛋白(envelope glycoprotein，ENV)分子流行情况，建立ENV共识序列以了解氨基酸突变及蛋白质三级结构。方法:收集Los Alamos数据库中2015—2021年我国HIV-1 CRF01_AE亚型及其相关重组亚型的完整ENV基因序列，构建系统发育进化树并建立ENV共识序列，使用Protscale及PROVEAN对ENV共识序列广谱中和抗体表位中的氨基酸亲疏水性变化及有害性突变进行预测，同时分析氨基酸突变对ENV三级结构的影响。结果:系统发育分析结果显示，有70.0%（14/20）的CRF01_AE亚型序列属于进化簇4，在ENV共识序列的广谱中和抗体表位V1/V2及Loop D中分别存在4个和1个的氨基酸突变使亲疏水性发生变化，PROVEAN预测结果显示V1/V2位点的G152D及β23/V5/β24表位的M476I为有害突变。ENV共识序列的蛋白质三级结构pLDDT值为86.2，在V1/V2表位存在由于有害突变所产生的新α螺旋。结论:我国HIV-1 CRF01_AE亚型基因谱系众多，加剧了重组病毒的形成。在ENV共识序列V1/V2结构域中由于氨基酸突变使其蛋白空间结构发生改变，这种改变可能会对后续广谱中和抗体的诱导产生影响。

目的 研究人CCAAT/增强子结合蛋白β(CCAAT/enhancer binding proteins,C/EBP β)原核表达载体的构建和蛋白表达,并通过生物信息学分析其结构和生物学功能.方法 收集对数生长期的肝癌细胞SMMC-7721,通过TRIzol法提取SMMC-7721细胞内总RNA,并以RNA为模板采用RT-PCR获得C/EBP β基因的编码序列,通过同源重组的方法将目的基因与原核表达质粒pET-28a(+)相连接,经过大肠杆菌转化、抗性筛选、质粒提取、酶切和DNA测序获得重组质粒pET-28a(+)-C/EBPβ.将重组质粒导入大肠杆菌BL21中,通过异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(isopropyl β-D-1-thiogal,IPTG)诱导C/EBP β重组蛋白表达,采用镍离子亲和层析法纯化C/EBP β融合蛋白,通过蛋白免疫印迹验证目的蛋白并分析C/EBP β的蛋白纯度.同时对人C/EBP β编码的蛋白质进行理化性质、亲水/疏水性、二级结构以及磷酸化位点等生物信息学分析.结果 通过RT-PCR成功获得人C/EBP β基因,构建的pET-28a(+)-C/EBP β重组质粒经测序鉴定C/EBP β DNA序列完全正确,表明重组pET-28a(+)-C/EBPβ质粒构建成功.C/EBP β蛋白是一个性质不稳定的亲水蛋白质,由345个氨基酸组成,分子量为36.105 kD,等电点为8.55.其是一种胞内蛋白质,主要分布在细胞质和细胞核.对其结构分析发现:无规则卷曲是其主要的二级结构,为60.87％.蛋白免疫印迹结果显示通过亲和层析纯化后获得较高纯度的C/EBP β.结论 本实验成功克隆并构建人pET-28a(+)-C/EBP β重组质粒,获得较高纯度的C/EBP β,为进一步C/EBP β蛋白功能的研究和抗体的制备奠定了良好的基础.

[目的]MYB转录因子在猕猴桃花青苷积累中发挥着重要作用,挖掘调控花青苷生物合成的MYB家族转录因子并验证其功能,可进一步明晰花青苷积累的分子机制.[方法]AcMYB110 是猕猴桃花青苷生物合成的关键转录因子,通过系统发育树分析猕猴桃中 97 个MYB家族转录因子,筛选出与AcMYB110 高度同源的 12 个MYB转录因子,采用生物信息学方法分析它们的理化性质、亲疏水性、蛋白磷酸化位点、蛋白质二级结构及其与其他物种的系统进化关系.[结果]12 个MYB转录因子编码的氨基酸数目为 200-423 个;分子量范围为 22.3-45.5 kD,均为定位于细胞核的亲水性蛋白.12 个候选MYB蛋白的潜在磷酸化位点大多位于丝氨酸残基处;其二级结构以无规则卷曲为主,α-螺旋为辅.在 12 个候选MYB转录因子中筛选得到 1 个花青素积累相关的转录因子AcMYB88,在猕猴桃果实发育过程中AcMYB88 基因与AcMYB110 基因表达模式非常相似.[结论]烟草瞬时过表达研究表明,AcMYB88为花青苷积累的正向调控因子,且能与AcMYB110 和AcbHLH42协同作用从而促进花青苷的积累.该研究为猕猴桃花青素生物合成以及育种研究等方面提供理论基础.

目的 利用生物信息学方法预测分析铁死亡相关蛋白SLC7A11 的理化、结构及抗原表位等性质并检测SLC7A11 与GPX4 在热射病(heat stroke,HS)大鼠心肌组织及H9C2 心肌细胞中的表达水平,为临床中热射病的治疗提供新的潜在靶点.方法 利用多种工具预测分析SLC7A11 蛋白的基本理化性质、信号肽跨膜区和跨膜结构域、蛋白质翻译后的磷酸化位点和N-糖基化位点、二级结构和三级结构、SLC7A11 的抗原决定簇及与其相互作用的蛋白.体内实验分为对照组(n=6)、HS组(n=6),体外实验分为对照组、铁死亡抑制剂(Liproxs-tatin-1)组、HS组和HS+Liproxstatin-1 组.利用Western blot和RT-qPCR检测大鼠心肌组织与H9C2 心肌细胞中 SLC7A11、GPX4 mRNA和蛋白水平.结果 SLC7A11 为稳定疏水性蛋白,预测在第 29～30 位氨基酸存在信号肽,并含 12 个跨膜螺旋结构;SLC7A11 存在 40 个磷酸化位点、12 个N-糖基化位点;SLC7A11 蛋白的二、三级结构主要由α螺旋、β-折叠及无规卷曲构成;SLC7A11 含有 15 个抗原决定簇区域;SLC7A11 可与GPX4等蛋白相互作用;与对照组比较,HS组大鼠心肌组织中SLC7A11(P<0.05)和GPX4(P<0.01)mRNA和蛋白质表达均降低;Liproxstatin-1 组与对照组H9C2 心肌细胞中SLC7A11 和GPX4 mRNA和蛋白水平比较差异无统计学意义(P均>0.05),HS组SLC7A11 与GPX4 mRNA和蛋白水平降低(P均<0.01);与HS组相比,HS+Liproxs-tatin-1 组SLC7A11(P<0.05)和GPX4(P<0.01)mRNA和蛋白水平均有所改善.结论 SLC7A11 为疏水性跨膜蛋白,存在大量磷酸化和N-糖基化位点,并含有 15 个抗原决定簇.HS大鼠心肌组织与高温干预的H9C2 心肌细胞中铁死亡相关蛋白SLC7A11 与GPX4 表达减少,在细胞水平加入铁死亡抑制剂Liproxstatin-1 后,SLC7A11 与GPX4 表达得到改善.

目的 以郁李仁分离蛋白为研究对象,探讨限制性酶解修饰对郁李仁蛋白结构和功能特性的影响.方法 采用碱性蛋白酶修饰郁李仁分离蛋白,探讨酶解时间对郁李仁分离蛋白亚基组成、二级结构、三级结构、溶解性、乳化性、ζ-电势、表面疏水性以及热稳定性的影响.结果 郁李仁分离蛋白经过酶解修饰后,其溶解性提高了 156%,乳化活性提高了 135%,乳化稳定性提高了 696%,表面疏水性提高了 182%.这些功能特性的改善主要是因为酶解修饰诱导郁李仁分离蛋白质中小分子肽链的释放、无规则卷曲结构的增加、分子的去折叠化以及表面电荷数量的增加.然而,郁李仁分离蛋白功能特性的改善与水解度密切相关.过度水解(水解度>6.3)会诱导蛋白质发生聚集行为,从而导致功能特性的下降.此外,酶解修饰还会降低郁李仁分离蛋白的热稳定性.结论 在采用限制性酶解修饰技术时,可以通过控制水解度,从而改善郁李仁分离蛋白的功能特性.

McrA为最近在构巢曲霉(Aspergillus nidulans)中发现的全局调控因子,具有调控丝状真菌生长发育和次级代谢的作用,利用生物信息学分析方法找到并克隆紫色红曲霉(Monascus purpureus)中mcrA基因,将其命名为MpMcrA.分析MpMcrA蛋白质理化性质、亲疏水性、亚细胞定位、信号肽、跨膜区域及磷酸化位点、转录因子结合位点以及蛋白质二级结构.利用ProtParam、ProtScale、PSORTII、SignalP4.1等生物信息学软件对MpMcrA进行系统分析.结果表明,MpMcrA基因长1 356 bp,其中含有3个外显子,2个内含子,编码410个氨基酸,与构巢曲霉序列比对蛋白相似性高达64％.预测结果显示,MpMcrA属于亲水蛋白,位于细胞核可能性大,不存在跨膜区域,不属于膜蛋白;不存在剪切位点,不属于分泌蛋白;基因含有54个潜在的磷酸化位点;可能存在5个转录因子结合位点;蛋白结构大部分为无规则卷曲,整体结构较松散.对MpMcrA基因进行了生物信息学分析,得到了基因特征和分析结果.初步确定MpMcrA基因为构巢曲霉同源mcrA 基因,在红曲霉中未见有报道.

[目的]对人中心体蛋白Cep57(Centrosomal Protein 57)的理化性质、亲疏水性、跨膜区域、信号肽区域、二级结构、三级结构、蛋白质之间的相互作用、亚细胞定位进行预测分析.[方法]采用生物信息学方法,使用多种分析软件对Cep57进行预测分析.[结果]Cep57由500个氨基酸组成,等电点为9.35,在哺乳动物中较为保守;二级结构预测发现9个α螺旋和3个β折叠片层,三级结构预测结果的可靠性为100％,拉曼图分析表明预测结构稳定;亚细胞定位主要分布于细胞质及细胞核.[结论]人中心体蛋白Cep57是一个存在2种核定位序列的不稳定亲水蛋白,在细胞内分布范围广泛,参与维持细胞骨架的稳定及细胞周期的调控等生理活动.

分支酸合成酶(chorismate synthase,CS,EC:4.2.3.5)催化5-烯醇式莽草酸-3-磷酸生成分支酸,是生物体内分支酸合成所必须的酶.目前,Genbank报道了79种高等植物CS的氨基酸序列.该研究采用生物信息学方法对马蓝等79种植物共125条CS氨基酸序列的组成成分、信号肽、导肽、疏水性/亲水性、跨膜结构、卷曲螺旋结构、蛋白二级结构、三级结构及其功能域等进行预测和分析,并构建了CS蛋白家族的系统进化树.进化分析结果表明这79种植物的CS被分为8个类群;而氨基酸序列同源性比对结果显示,马蓝CS的氨基酸序列与芝麻、烟草、马铃薯等植物的同源性比较高.所有植物CS的开放阅读框在1300 bp左右,相对分子质量为50 kDa左右,等电点(pI)在5.0～8.0,呈微碱性.该研究克隆得到的马蓝CS的开放阅读框为1326 bp,氨基酸残基数为442个,相对分子质量47 kDa,等电点(pI)为8.11.CS氨基酸肽链表现出明显的疏水区和亲水区,不存在信号肽,可能存在跨膜结构域.蛋白质二级结构中最主要的结构元件是无规则卷曲和α-螺旋,并含有活性结构域、PLN02754保守域和FMN结合位点3个主要的组成结构域.研究所获得的结构信息,可为今后进一步深入研究植物CS的构效关系和结构改造提供一定的科学依据.

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是老年人高发的一种可预防和治疗的疾病,以持续存在的呼吸道症状和气流受限为特征,与暴露于有害颗粒或气体引起的气道和(或)肺泡异常有关〔1〕.肺泡扩张融合是COPD 肺组织的主要病理改变之一,肺泡表面活性物质(PS)对于维持肺泡结构稳定具有重要作用,故COPD中肺泡结构的改变必然与PS的分泌和(或)功能异常密切相关.PS主要由肺泡Ⅱ型上皮细胞(AT-Ⅱ)合成和分泌,脂质占90%左右,大部分为磷脂,其主要成分是磷脂酰胆碱(PC),在降低肺泡气-液界面的表面张力上起主要作用;蛋白约占10%,主要为肺泡表面活性物质相关蛋白(SPs),目前已发现的蛋白包括SP-A、SP-B、SP-C 和SP-D,虽然SPs占的比例小,但其功能却很丰富,具有亲水性的SP-A和SP-D除了调节磷脂的分泌之外,还参与免疫调节和炎症反应,具有疏水性SP-B和SP-C能够促进磷脂吸附并分布到肺泡气-液界面,降低肺泡表面张力,磷脂和蛋白质含量的相对稳定在维持肺泡结构和功能方面起主要作用〔2〕.PS 储存于板层小体中,由板层小体分泌到肺泡腔,具有降低肺泡表面张力,维持大小不等肺泡结构的相对稳定等作用,其表达异常使肺泡表面张力改变,导致肺泡结构塌陷,而临近的肺泡过度扩张而致肺气肿〔3〕.

目的 应用生物信息学技术预测广州管圆线虫钙网蛋白(CRT)的结构和功能,为进一步研究广州管圆线虫提供理论依据.方法 于NCBI PROTEIN数据库中确定广州管圆线虫钙网蛋白的氨基酸残基序列.应用分析工具Blast、Protparam、InterProScan、protscale、SignalP-3.0、PSORTⅡ、BepiPred、TMHMM、VectorNTI Suite 11软件包、Phyre2分别进行该蛋白质的基本性质、结构域、疏水性、信号肽、亚细胞定位、抗原表位、跨膜区及空间结构的预测及分析.结果 Blast预测该蛋白为钙网蛋白,有401个氨基酸残基,理论分子量为46552.67 Da,具有钙网蛋白超家族结构域,为亲水蛋白,具有明显的信号肽和1个跨膜螺旋,具有9个B细胞抗原表位,二级结构含6个α-螺旋和18个β-折叠股.结论 钙网蛋白与广州管圆线虫的感染免疫密切相关,可参与感染过程或宿主免疫应答,具有作为诊断抗原分子的价值和潜在的疫苗候选分子.