生命科学
Chinese Bulletin of Life Sciences
第22卷 第5期2010年5月
Vol. 22, No. 5
May, 2010
文章编号 ：1004-0374(2010)05-0405-06
收稿日期：2009-12-30；修回日期：2010-01-26基金项目：国家重点基础研究发展计划“973”(2007CB815802); 国家高技术研究发展计划“863”(2007AA09Z428); 国家教育部留学归国人员基金资助项目；辽宁省高校创新团队支持计划项目 (2006R32、2007T089和2008T103)
*通讯作者：E-mail: liqw@https://www.doczj.com/doc/145639679.html,
抗增殖蛋白研究进展
陈 操1 ，刘 欣1，2， 孙 晶1，李庆伟1*
(1辽宁师范大学海洋生物功能基因及蛋白质组学研究所，大连116029；2辽宁师范大学城市与环境学院，大连116029)
摘 要：抗增殖蛋白作为一种高度保守的蛋白广泛分布于细菌、原虫、酵母等多种生物细胞中，主要
定位于细胞膜、线粒体内膜、细胞核中，参与细胞增殖、分化、衰老、凋亡等多种生物学进程。由于抗增殖蛋白结构进化上的保守性和功能的多样性，正逐渐引起广泛的关注。该文正是基于抗增殖蛋白重要的生物学意义，通过对其基因结构和功能的分析，系统地阐述了它在生物体中发挥的重要作用，并对其应用前景作以展望。
关键词：抗增殖蛋白；结构；定位；生物学功能中图分类号：Q 51 文献标识码：A
The research progress of prohibitin
CHEN Cao 1, LIU Xin 1,2, SUN Jing 1, LI Qing-wei 1*
(1 Institute of Marine Genomics & Proteomics, Liaoning Normal University, Dalian 116029, China;2 College of Urban and Environmental Sciences, Liaoning Normal University, Dalian 116029, China)
Abstract: Prohibitin ( PHB) is a highly conserved protein and ubiquitously distributed in different cellular compartments of various organisms.Various roles have been proposed for prohibitin involving multibiological processes such as cell cycle regulation, cell proliferation, cell aging and cell apoptosis, etc. Due to its highly conserved structure in evolution and diverse functions, PHB has gradually caused widespread concern. This article systematically discussed the important functions of PHB in organisms based on the latest researches worldwide about the its structure and functions, and furthermore, its applied prospect in the future was outlooked.Key words: prohibitin; structure; location; biological function
抗增殖蛋白作为一种高度保守的蛋白，广泛分布于细菌、植物、酵母、原虫、果蝇以及哺乳类等多种生物细胞中[1-3]，因其具有明显的抗细胞增殖作用而得名。在正常细胞中抗增殖蛋白可以抑制细胞周期转换和DNA 的合成[4-5]，它的突变导致细胞的无限增殖[6]。到目前为止，已经在多种肿瘤细胞中发现了该蛋白的表达。尽管已知抗增殖蛋白与细胞的增殖、分化、衰老、凋亡及生长调控等有关，但其具体的分子机制尚未能完全阐明。本文结合国内外相关研究，对抗增殖蛋白结构特点和细胞定位，以及其生物学功能做—简要的阐述。
1 抗增殖蛋白的结构特点
抗增殖蛋白最初被发现是存在于细胞核内。作
为一种核基因编码的蛋白质被认为是核内转录调控因子，起负调节细胞周期的作用[5,7-8]。1989年MeClung 等首次在哺乳动物中克隆出了抗增殖蛋白，随后在多种生物体内都发现了该蛋白的存在。到目前为止，已知的抗增殖蛋白家族包含了抗增殖蛋白1和抗增殖蛋白2两个同源亚型。其中抗增殖蛋白1由
406生命科学第22卷
275个氨基酸组成，定位于17q21，包含了7个外显子，相对分子质量为32 k [9]。抗增殖蛋白2包含了10个外显子，由316个氨基酸编码而成，其相对分子质量为37 k，定位于12p31[3]。
研究发现，抗增殖蛋白的氨基酸结构非常保守，从低等的酵母一直到鼠、人，其氨基酸序列都具有高度的同源性(图1)。
对抗增殖蛋白1和抗增殖蛋白2这两个亚型进行
图2 人类抗增殖蛋白1和抗增殖蛋白2氨基酸序列排布
图1 抗增殖蛋白氨基酸序列一级结构比对(黑色部分为保守氨基酸序列)
结构分析，发现其氨基酸序列具有高度的同源性，两者拥有超过50%一致的氨基酸残基(图2)。在序
列的氨基端，两者各有一个很短的跨膜区, 约有20个氨基酸残基，这一区域能够帮助抗增殖蛋白复合
体锚定于线粒体内膜上[10]。2 抗增殖蛋白的细胞定位
抗增殖蛋白定位较为广泛，在细胞核内、细胞膜以及线粒体上都已发现该蛋白的存在。研究还发现抗增殖蛋白1与抗增殖蛋白2这两个亚型在细胞器上存在有共定位。例如：在人类、鼠以及非洲爪蟾(Xenopus laeuis)细胞中，抗增殖蛋白1与抗增殖蛋白2共定位于线粒体上[11]，而在酵母的细胞中这种共定位存在于细胞膜上。
抗增殖蛋白1与抗增殖蛋白2能够形成一种高相对分子质量的复合体。通过免疫共沉淀、质谱分析[10]
及化学交联技术[12]成功模拟出了酵母线粒体中抗增殖蛋白复合体的分子结构(图3)[13]。这种复合体由12~16 对抗增殖蛋白1与抗增殖蛋白2组成的异源性二聚体所构成。这些异源性二聚体能够形成一个直径为20~25 nm 环形栅栏状结构，并通过其氨基端锚定于线粒体内膜上[10,13]。
3 抗增殖蛋白的功能分析
抗增殖蛋白早期的研究表明，该蛋白具有抑制细胞增殖活性，可作为肿瘤抑制基因。随着研究的深入，人们发现该蛋白不仅仅具有增殖调控的功能，同时还是一类新型的分子伴侣，在维持线粒体
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结构和功能的过程中发挥重要作用。除此之外，抗
增殖蛋白还存在于细胞核内，起负性转录调控功能，影响细胞的生长、分化、衰老以及凋亡等进程[14]。鉴于抗增殖蛋白的多种功能，以及在多种疾病中存在表达差异的现象，推断它很有可能参与了疾病的发生与发展，并在其中发挥重要的调控作用。
3.1 抑制细胞增殖
早期的研究中，抗增殖蛋白被认为是一种潜在的抑癌蛋白，与肿瘤的产生有紧密的联系[15]。通过对肿瘤发生的研究发现，G
1
/S限制点的调控是抑制肿瘤发生的重要途径。将抗增殖蛋白基因的mR NA 注入人的成纤维细胞中，结果发现成纤维细胞的细胞周期不能够正常完成[5]。进一步的研究证实，抗增殖蛋白是通过与Rb蛋白(retinoblastoma)作用进而起到抑制转录因子E2F活性的作用。Rb蛋白是一类
DNA结合蛋白，在细胞周期中发挥着G
1
/S限制点的作用。 抗增殖蛋白的74 ~ 116位的氨基酸和184 ~ 214位的氨基酸分别能与Rb和E2F相结合，形成复合三联体。三联体的形成阻止了E2F与DNA启动子的结合，从而抑制了E2F的转录活性，导致细胞
不能从G
1
进入S期，最终抑制细胞增殖 [8,16]。除此之外，抗增殖蛋白在调控E2F转录因子活性中，不单单是通过Rb蛋白这一途径进行，在雌激素治疗乳腺癌增殖的试验中，抗增殖蛋白通过募集HP1γ和Brg1/Brm进而抑制E2F转录调控[17,21]。这种调控是非依赖于Rb蛋白途径。研究证明，E2F的304~357位的氨基酸位点能够形成保守的M-Box结构，这一结构能够特异地与抗增殖蛋白1结合，这种结合不依赖于Rb蛋白。抗增殖蛋白通过与E2F特异性结合，进而募集共转录抑制物HP1γ、Brg1/Brm等，最终抑制E2F的转录活性[18]。最近，在维生素D抑制乳腺癌细胞增殖的实验中，抗增殖蛋白被发现做为维生素D核内受体VDR的靶基因，介导由维生素D诱导的抗细胞增殖的激活[19]。另外，对抗增殖蛋白3'U TR区的研究证明，其mRNA参与了抗细胞增殖的调控[20]。
3.2 调控细胞凋亡
抗增殖蛋白与细胞凋亡的关系，一方面有研究证实在乳腺癌细胞中抗增殖蛋白和P53存在有共定位现象，并作用于细胞的凋亡。P53是一种细胞衰老、凋亡过程中重要的调控因子，能与D N A特异性结合，在G
1
期检查DN A损伤点，监视基因组的完整性。如有损伤发生，P53蛋白便会阻止D N A 复制，以提供足够的时间使损伤D N A修复；如果修复失败，则引发细胞凋亡。抗增殖蛋白能够与P53结合，进而介导P53所调控的转录激活，其结果，DNA复制被阻止，细胞凋亡产生[21~22] 。最近在成骨瘤细胞研究中也发现了这种共定位的现象[23]。
另一方面，抗增殖蛋白却能够保护细胞抵抗由喜树碱诱发的凋亡[24] ，喜树碱是拓扑异构酶 I 的抑制剂，当它作用于细胞时，会诱发Rb蛋白失活以及P107和P130的磷酸化，从而导致了E2F的大量释放，最终诱导凋亡的产生。当Rb蛋白在喜树碱的诱导下发生失活效应时，抗增殖蛋白可以通过调控E2F共转录抑制物的活性，进而下调E2F表达量，从而抵抗细胞的凋亡 [25-26]。除此之外，抗增殖蛋白能够与抗凋亡蛋白Hax-1结合，Hax-1是一种强抗凋亡蛋白，能够与caspase 9、 c-Abl等多种因子相结合在细胞中起抗凋亡作用。抗增殖蛋白通过与Hax-1蛋白结合，保护Hax-1免遭蛋白水解酶的降解，从而确保其抗凋亡活性[27]。
上述这些结果提示：抗增殖蛋白的调控作用具有双向性，一方面能够阻止细胞的过度增殖；另一方面又能抵抗细胞凋亡的产生(图
4)。
图4
核内抗增殖蛋白分子调控模式图图3 酵母线粒体中抗增殖蛋白复合体模式图[13]
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3.3 线粒体上的功能
抗增殖蛋白除了存在于细胞核内，发挥着转录调控作用外，其另一个重要的功能是对于线粒体的结构与功能的动态调节。
3.3.1 作为分子伴侣
目前，对于抗增殖蛋白的功能，研究最为广泛的就是其作为分子伴侣的功能。抗增殖蛋白两个亚型——抗增殖蛋白1与抗增殖蛋白2，两者能够形成大的膜联分子伴侣复合体(图3)，这种复合体由12 ~16对抗增殖蛋白1和抗增殖蛋白2组成的异源性二聚体所构成，其相对分子质量可高达100万。抗增殖蛋白1与抗增殖蛋白2，其序列氨基端各有一段很短的由约20个氨基酸残基组成的锚定跨膜区域，通过这一区域抗增殖蛋白复合体被锚定于线粒体内膜上，并使其羧基端区域暴露在膜间隙中。抗增殖蛋白复合体通过羧基端与线粒体内新合成的多肽链相结合，帮助其在折叠酶的作用下完成正确的空间折叠从而免遭降解[3,28-29]。
抗增殖蛋白羧基端区域由两部分构成：(1)PHB 区域，具有SPFH膜蛋白家族特征区域; (2)卷曲螺旋区域，这一部分对于线粒体内多肽链的稳定具有重要的作用(图5)。在酵母线粒体装配的过程中，是卷曲螺旋区域与新生多肽链结合，从而帮助其完成正确的空间构象[28]。除此之外，抗增殖蛋白能够
与底物包括细胞色素氧化酶、线粒体氧化呼吸链的
图5 抗增殖蛋白分子结构示意图
a: 锚定跨膜区域; b: PHB区域; c:卷曲螺旋区域复合体Ι等多种蛋白质结合，并在A T P酶的调控下，利用水解ATP所获能量改变自身构象，释放底物，从而对这些蛋白质的组装与降解起调节作用[29]。
在复合物形成过程中，抗增殖蛋白1与抗增殖蛋白2并不是同步结合，而是抗增殖蛋白1首先在膜空隙中与TIM8/13复合物相结合，形成抗增殖蛋白1-TIM复合体，然后在TIM23线粒体内膜转移酶的调控下进入内膜与抗增殖蛋白2相结合。抗增殖蛋白1-TIM这一复合体在线粒体膜蛋白的形成过程中起分子伴侣的作用[13,28]。
3.3.2 调控线粒体形态学变化
在线虫细胞中若丧失抗增殖蛋白，线粒体网状结构则会发生改变，从而诱发线粒体破碎[30]。线粒体表型的变化证明抗增殖蛋白与线粒体膜的溶解机制具有紧密的相关性。对线粒体结构进一步研究发现，在敲除了抗增殖蛋白的小鼠的胚胎成纤维细胞中，线粒体的脊不能正常的形成，这种情况的发生被归因于OPA1(optic atrophy 1)的缺失。OPA1是凋亡前期诱导的影响因子，凋亡早期，线粒体脊重新构型，诱导细胞色素c释放。当OPA1被重新表达后线粒体恢复正常。抗增殖蛋白是通过OPA1调节线粒体形态。这一点通过缺乏抗增殖蛋白的小鼠成纤维细胞的生长也得到了证实，缺乏抗增殖蛋白的成纤维细胞增殖速度明显减慢，重新表达OP A1后细胞增殖恢复正常 [31]。
3.3.3 调控线粒体内膜上蛋白的水解
膜嵌合ATP依赖蛋白酶(membrane bound ATP-dependent protease)是一种存在于线粒体内膜上的ATP依赖性蛋白酶，包含Afg3p和Rca1p两个同源亚型。在线粒体脊的形态学发生过程中起关键调控作用。抗增殖蛋白复合体通过与膜嵌合ATP依赖蛋白酶结合形成超级复合体(图6)[13]，从而抑制其蛋
白酶活性的激活，发挥负调节作用。反之在缺失抗图6 抗增殖蛋白复合体与膜嵌合ATP依赖蛋白酶形成的超级复合体模式图[13]
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增殖蛋白的线粒体中，发现该蛋白酶能够加速非装
配内膜蛋白的水解 [32-33] 。抗增殖蛋白对膜嵌合ATP 依赖蛋白酶的调节过程与OPA1途径相关[31,34]。3.3.4 介导信号通路
抗增殖蛋白主要位于线粒体内膜上，介导呼吸链相关的信号通路。对血管系统中的抗增殖蛋白1的功能进行检测，发现将抗增殖蛋白1的基因沉默后，会使线粒体氧化呼吸链中复合体I受到抑制，从而引起线粒体中ROS含量的增加，其结果是RAC 1被过度活化，内皮细胞的活动性降低，最终细胞骨架重新排布，诱发衰老的产生。
实验通过对ROS途径的逐级检测，最终证明抗增殖蛋白是通过 PI3K-Akt 途径调节Rac1激活，这一信号通路最终诱导了细胞衰老[35]。
3.4 抗增殖蛋白与疾病
随着对抗增殖蛋白研究的深入，其多种功能和不同定位被逐一揭示，越来越多的研究发现，在多种疾病中都存在该蛋白的表达，例:Mengwasser等[36]在结肠癌患者血清中发现抗增殖蛋白的表达量明显高于健康人。Ren [37]和Kang等[38]对胃癌患者蛋白检测也证实，抗增殖蛋白表达量发生了上调。Tsai等[39]在子宫癌中发现，抗增殖蛋白的表达量与肿瘤的大小呈正向相关。近几年对3'UTR (untranslated regions)研究发现，抗增殖蛋白基因3'UTR区具有阻止细胞从G
1
进入S 期的作用，从而起到抑制肿瘤细胞增殖的作用。除此之外，其3'U TR区存在有单核苷酸多态现象(C-T转换)，这种多态现象已经被证实在乳腺癌细胞中与其病变几率呈正向相关[20,40-41]。以上抗增殖蛋白在多种疾病中存在表达差异的现象提示，其可能参与了疾病的发生与发展。
4 展望
目前已有的研究发现抗增殖蛋白与细胞的增殖、分化、衰老、凋亡及生长调控等多种功能相关。随着研究的深入，抗增殖蛋白多种功能和不同定位被逐一揭示，它是一种结构保守、功能多样的多细胞定位蛋白。在细胞核内通过与Rb蛋白作用
抑制转录因子E2F的转录活性，从而阻止细胞从G
1进入S期，抑制细胞增殖。在细胞质中广泛定位在线粒体上，发挥分子伴侣的功能，并参与调控线粒体形态学的变化以及线粒体膜蛋白的水解。对其信号通路进行研究发现抗增殖蛋白是通过对 PI3 K-Akt 途径调节使Rac1激活最终诱导了细胞衰老。除此之外，近些年来在包括乳腺癌和食道癌等在内的多种癌症中都发现了抗增殖蛋白的表达，结合其本身的一些结构和功能上的特点，针对其药物靶标方面的研究正逐渐引起关注。基于以上认识，我们完全可以相信，随着实验技术的完善，抗增殖蛋白这一功能性蛋白的重要作用将会被人们逐一揭示，从而广泛应用于人类研究和生活中。
[参 考 文 献]
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蛋白质组学的应用研究进展 蛋白质组学的应用研究进展 尹稳1 伏旭2 李平1 （1. 兰州大学第二医院，兰州 730030 ；2. 兰州大学第二医院急救中心，兰州730030） 摘要：蛋白质组学（Proteomics）是一门大规模、高通量、系统化的研究某一类型细胞、组织或体液中的所有蛋白质组成 及其功能的新兴学科。虽然基因决定蛋白质的水平，但是基因表达的水平并不能代表细胞内活性蛋白的水平，蛋白质组学分析是对蛋白质翻译和修饰水平等研究的一种补充，是全面了解基因组表达的一种必不可少的手段。蛋白质组学相关技术的发展极大地推动了蛋白质组学的研究进展，使其在各研究领域得到了广泛的应用。对蛋白质组学相关技术及其在各领域的应用进行了综述，最后对蛋白质组学的发展趋势和应用前景作出展望。 关键词：蛋白质组学双向凝胶电泳 质谱 生物信息学 应用现状 Application Research Progress of Proteomics （1. Lanzhou University Second Hospital，Lanzhou 730030 ；2. Department of Emergency，Lanzhou University Second Hospital，Lanzhou 730030） Abstract: Proteomics is an emerging discipline for studying proteins composition and function in a type of cell, tissue or body fluids in a large-scale, high-throughput and systematic level. While genes determine the level of protein, but the level of gene expression can not represent the intracellular reactive protein levels. Proteomic analysis is a complement to the study of translation and modification and also an indispensable tool for a comprehensive understanding of genome expression. The development of proteomic technologies has greatly promoted the progress of proteomic research, and it has been widely used in various research fields.This paper revieweded the proteomic technologies and the applications in various fields are also briefly reviewed. Finally, some future issues are presented.
《生物化学》课程论文 姓名：曹SS 学号：11310300SS 专业：SS教育 成绩： SS学院生命科学学院 2015年 1 月 1 日
文献综述 蛋白质结构与功能的研究进展 学生：曹SS 指导老师：杜SS 【摘要】人类基因组计划即将完成。虽然基因组的序列作为信息库拥有大量的、重要的生物信息资源，但并不是基因本身,而是基因组所编码的蛋白质才能够直接参与和指导绝大多数的生物学过程。毫无疑问，只有阐明蛋白质的作用机理，才能够真正理解基因的功能。蛋白质结构与功能关系的揭示将有助于人类对于如生殖、发育、疾病等生命活动的基本机理的了解。同时，将对于人类疾病的防治和药物的发明具有重要的指导意义。 【关键词】蛋白质；结构；功能 1.引言 在人类进人21世纪新纪元之际,生命科学也迎来一个崭新的时代,即“后基因组时代(Post一genome era)”。在这一时代中,生命科学的中心任务是揭示基因组及其所包含的全部基因的功能,并在此基础上阐明遗传、发育、进化、功能调控等基本生物学问题,以及进一步解决与医学、环境保护、农业密切相关的问题。由于基因的功能最终总是通过其表达产物—蛋白质来实现的,因此,要了解基因组全部功能活动,最终也必须回到蛋白质分子上来。现已知道,以蛋白质为主体的生物大分子的功能主要决定于它们的三维结构,所以也有人认为当代生物学研究已经进人了“结构基因组时代(structural genomics era)”。目前,我们还不可能只用基因组DNA的一维序列去确定生命活动的机理(mechanism)和途径(path-way),也难以仅用基因的信息去解释疾病发生与发展的分子机理。显然,在人类基因组之后的时代,在有关生命活动整合知识的指导下,以蛋白质及其复合物、组装体为主体的生物大分子的精细三维结构及其在分子、亚细胞、细胞和整体水平上的生物学功能的研究是生命科学的重大前沿课题,也是当前生物学领域中最具有挑战性的任务之一,在后基因组时代生物学发展中处于战略性的关键地位。因此,在从现在到今后的5到15年中,我国在重点基础研究发展的战略性规划中,不失时机地组织精干的结构生物学研究队伍,开展对重要功能基因表达产物—蛋白质及其复合物、组装体的结构与功能的研究具有重要的科学意义,是推动我国生物学研究在21世纪生物学领域占据一席之地的必要措施[1]。 另外，以蛋白质为主体的生物大分子及其复合物和组装体三维结构与功能关系研究是生
动植物蛋白源替代鱼粉的研究进展 1 鱼粉 1.1 鱼粉的特点 由于鱼粉具有必需氨基酸和脂肪酸含量高,碳水化合物含量低,适口性好,抗营养因子少以及能够被养殖动物很好的消化吸收等特点，一直以来是水产饲料中不可或缺的优质蛋白源。鱼粉在饲料中的营养作用主要是提高氨基酸平衡性和利用效率,与其它蛋白原料相比，有比较显著的优势。但鱼粉的作用不仅在于其蛋白、氨基酸的作用优势, 还在“未知生长因子”、维生素、微量元素等方面具有营养作用优势。 1.2 无鱼粉或低鱼粉饲料技术对策 在所有的饲料原料中，鱼粉在促进养殖动物生长、提高饲料利用效率方面的效果是最为明显的。在配合饲料中，是否使用鱼粉及使用量不同所获得的养殖效果会有很大的差异，即饲料中鱼粉的使用量与养殖鱼产品的生长速度、饲料效率具有显著的正相关关系, 鱼粉在配合饲料中的使用对配合饲料的质量有非常直接的关系。如在草鱼、武昌鱼饲料中基本不用鱼粉，但是使用1% ~2%的鱼粉后,鱼生长速度可以提高10%以上,同时鱼体的生理机能也会得到改善。因此，在不使用鱼粉或低鱼粉饲料中考虑的技术处理主要包括以下几方面的内容。 1.2.1 配合饲料中氨基酸的平衡性和有效性 蛋白质的营养实际上是通过氨基酸的营养作用来实现的，因此,在无鱼粉或低鱼粉饲料中优先考虑的技术处理是氨基酸的平衡性。由于鱼类对单体氨基酸的利用效果很差, 在部分种类鱼中使用单体赖氨酸、蛋氨酸是没有效果的。对于饲料氨基酸的平衡就只能依赖于饲料原料中氨基酸的互补作用来实现, 在设计无鱼粉或低鱼粉饲料配方时可以选择肉粉、肉骨粉、豆粕、菜粕、棉粕等通过比例调整来实现必需氨基酸的平衡。氨基酸平衡效果的评判可以采用必需氨基酸模式相关系数的大小来判定,即以养殖对象鱼肌肉必需氨基酸模式作为标准模式, 将配方中必需氨基酸模式与此进行比较, 计算两组模式的相关系数, 相关系数越大, 表明配方中必需氨基酸的平衡效果越好。但要考虑氨基酸的利用率问题, 即必需氨基酸的有效性问题。有些原料虽然蛋白含量很高, 但消化利用率很低, 如羽毛粉、皮革粉蛋白含量可以达到80% 以上, 但消化率只有30%左右, 无论是单独使用或是加人鱼粉(掺假鱼粉)中, 均会使配方中必需氨基酸的有效性显著降低。因此,在计算必需氨基酸平衡效果时, 尽可能选择消化率高的饲料原料组成配方来进行必需氨基酸的平衡。
?综述与专论? 2014年第1期 生物技术通报 BIOTECHNOLOGY BULLETIN 随着基因组计划的完成，生命科学研究开始进入以基因组学、蛋白质组学、营养组学、代谢组学等“组学”为研究标志的后基因组时代。蛋白质组（proteome）一词最早是由澳大利亚科学家Wilkins 和Williams 于1994年提出［1］，1995年7月最早见诸于Electrophoresis 杂志［2］，意指一个细胞或组织中由基因组表达的全部蛋白质。蛋白质组学（proteomics）是一门大规模、高通量、系统化的研究某一类型细胞、组织、体液中的所有蛋白质组成、功能及其蛋白之间的相互作用的学科。 虽然基因决定蛋白质的水平，mRNA 只包含了转录水平的调控，其表达水平并不能代表细胞内活 收稿日期：2013-09-05基金项目：甘肃省科技计划基金资助项目（0708NKCA129），兰州大学第二医院医学研究基金项目（YJ2010-08）作者简介：尹稳，女，硕士，研究方向：蛋白质组学；E -mail ：yinwen0508@https://www.doczj.com/doc/145639679.html, 通讯作者：伏旭，男，硕士，研究方向：生物化学与分子生物学；E -mail ：fuxu0910@https://www.doczj.com/doc/145639679.html, 蛋白质组学的应用研究进展 尹稳1 伏旭2 李平1 （1.兰州大学第二医院，兰州 730030；2.兰州大学第二医院急救中心，兰州 730030） 摘 要： 蛋白质组学（Proteomics）是一门大规模、高通量、系统化的研究某一类型细胞、组织或体液中的所有蛋白质组成及其功能的新兴学科。虽然基因决定蛋白质的水平，但是基因表达的水平并不能代表细胞内活性蛋白的水平，蛋白质组学分析是对蛋白质翻译和修饰水平等研究的一种补充，是全面了解基因组表达的一种必不可少的手段。蛋白质组学相关技术的发展极大地推动了蛋白质组学的研究进展，使其在各研究领域得到了广泛的应用。对蛋白质组学相关技术及其在各领域的应用进行了综述，最后对蛋白质组学的发展趋势和应用前景作出展望。 关键词： 蛋白质组学 双向凝胶电泳 质谱 生物信息学 应用现状 Application Research Progress of Proteomics Yin Wen 1 Fu Xu 2 Li Ping 1 （1. Lanzhou University Second Hospital ，Lanzhou 730030；2. Department of Emergency ，Lanzhou University Second Hospital ，Lanzhou 730030） Abstract: Proteomics is an emerging discipline for studying proteins composition and function in a type of cell, tissue or body fluids in a large -scale, high -throughput and systematic level. While genes determine the level of protein, but the level of gene expression can not represent the intracellular reactive protein levels. Proteomic analysis is a complement to the study of translation and modification and also an indispensable tool for a comprehensive understanding of genome expression. The development of proteomic technologies has greatly promoted the progress of proteomic research, and it has been widely used in various research fields.This paper revieweded the proteomic technologies and the applications in various fields are also briefly reviewed. Finally, some future issues are presented. Key words: Proteomics Two -dimensional gel electrophoresis Mass spectrometry Bio -informactics Application status 性蛋白的水平［3］，且转录水平的分析不能反应翻译后对蛋白质的功能和活性起至关重要作用的蛋白修饰过程［4］，如酰基化、泛素化、磷酸化或糖基化等。而蛋白质组学除了能够提供定量的数据以外，还能提供包括蛋白定位和修饰的定性信息。只有通过对生命过程中蛋白质功能和蛋白质之间的相互作用以及特殊条件下的变化机制进行研究，才能对生命的复杂活动具有深入而又全面的认识。近年来，蛋白质组学技术取得了长足的发展，随着新技术的不断涌现，其应用范围也不断扩大。本文对蛋白质组学相关技术及其在各研究领域的应用进行了简要的归纳和评述，并对蛋白质组学的发展趋势和应用前景
蛋白质工程的现状发展及展望 摘要: 蛋白质工程是用分子生物学手段对蛋白质进行分子改造的技术。介绍了蛋白质工程的几种常用方法及其基本原理和研究进展。 关键词: 蛋白质工程;定点诱变; 定向进化 20世纪70年代以来, 对蛋白质的分子改造渐渐进入研究领域, 通过对蛋白质分子进行突变, 得到具有新的表型和功能或者得到比原始蛋白相对活力更高的突变体,对蛋白质的分子改造技术逐渐纯熟。蛋白质工程的主要技术分为理性进化和非理性进化,已经在农业、工业、医药等领域取得了较大的进展。 1.理性进化 理性进化主要是利用定点诱变技术, 通过在已知DNA序列中取代、插入或缺失一定长度的核苷酸片段达到定点突变氨基酸残基的目的。运用该技术已有不少成功改造蛋白质的例子。Markus Roth通过同源性比对和定点突变技术, 对EcoR DNA甲基化酶进行改造,使其对胞嘧啶的亲和性增加了22倍。定点突变还主要应用于蛋白质结构和功能的研究方面。酰基载体蛋白(ACP)的主要作用是在单不饱和脂肪酸的特定位置引入双键, Caho通过定点突变研究, 发现将五个氨基酸残基置换之后的酶, 由6- 16 : 0- ACP脱氢酶变成9- 18 : 0- ACP脱氢酶。Van den Burg利用蛋白同源建模和定点突变技术结合的方法将从Bacillus stear other mophilus分离出来的嗜热菌蛋白酶突变, 得到的突变体稳定性提高了8倍, 100 在变性剂存在的情况下还能发挥作用,但是大部分单个氨基酸的改变对于整个蛋白的影响比较小,很难在高级结构上改变蛋白质的三级结构, 从而造成很大的影响, 所以在定点突变的基础上又出现了许多新的技术, 用于改造蛋白质分子。[1] 2.非理性进化 非理性蛋白质进化, 又称定向进化或者体外分子进化,在实验室中模拟自然进化过程, 利用分子生物学手段在分子水平增加分子多样性, 结合高通量筛选技术, 使在自然界中需要千百万年才能完成的进化过程大大缩短,在短期内得到理想的变异。这种方法不用事先了解蛋白质结构、催化位点等性质, 而是人为地制造进化条件, 在体外对酶的编码基因进行改造, 定向筛选, 获得具有预期特征的改良酶, 在一定程度上弥补了定点诱变技术的不足, 具有很大的实际应用价值。一个比较成功应用定向进化的例子是对红色荧光蛋白的改造。绿色荧光蛋白由于
椰子蛋白质的功能特性研究进展 【摘要】椰子蛋白质功能特性不仅与蛋白质的氨基酸组成、分子大小及结构形态等固有的物理属性有关，而且还与其他蛋白质相互作用的食物组分以及所处的环境情况 或加工条件有关。本文主要从椰子蛋白质在溶解性、乳化性、起泡性、黏度等方面，分析了pH、离子强度、温度等常见加工条件对这些功能特性的影响。试图为椰子蛋白质的进一步开发利用提供理论指导。 【关键词】椰子蛋白功能特性影响因素进展 蛋白质的功能特性是指食品体系在加工、贮藏、制备和消费过程中蛋白质对食品产生需要特征的那些物理化学性质。蛋白质的功能特性主要包括吸水性、湿润性、膨胀性、粘着性、分散性、溶解度、粘度、胶凝性、乳化性，起泡性等。由于食品的感官品质是由各种食品原料复杂的相互作用产生的（例如蛋糕的风味、质地、颜色和形态等性质是由原料的热胶凝性，起泡、吸水作用、乳化作用、粘弹性和褐变等多种功能性组合的结果），因而这些功能特性不仅与蛋白质的氨基酸组成、分子大小及结构形态等固有的物理属性有关，而且还与其他蛋白质相互作用的食物组分，如水、离子、碳水化合物、脂质及所处的环境情况或加工条件，如温度、
pH值、电离强度等有关。 椰子蛋白质（coconut protein）为木本油料种子蛋白，单个椰子中蛋白质含量较少4%～8%（湿基），但世界椰子的产量很大，因而椰子蛋白是来源丰富的植物蛋白质。椰子蛋白含18种氨基酸，必需氨基酸配比合理，L-精氨酸含量较高（14.8g/100g蛋白），前期的研究表明椰子蛋白具有降血脂、降低胆固醇、抑制高血脂症等保健功能。因而，椰子蛋白质是来源丰富、营养价值较高、保健功能较好的优质蛋白质，开发潜力巨大。从上世纪40年代开始，就有科员人员对椰子蛋白的功能特性进行研究。1930年美国科学家Sj?gren和Spychalski从椰子蛋白质中分离出一种分子量约208 kDa的球蛋白，并命名为cocosin。Molina等（1976）曾利用酶解-冷冻真空干燥技术制备了一种不含纤维的椰子浓缩蛋白（coconut protein concentration，CPC），并对其分子量、溶解性、乳化性、起泡性、凝胶性等功能特性进行了分析。郑亚军等（2009）曾从脱脂椰肉中制备椰子分离蛋白（coconut protein isolate，CPI），然后分析了pH、温度、离子强度等因素对椰子分离蛋白溶解性、乳化性、黏度、起泡性、水合性质的影响。Angelia（2012）则从椰子总蛋白质中分离出椰子球蛋白（cocosin），并分析了其氨基酸组成、溶解性、乳化性和起泡性及其在巴斯杀菌、加热等常见加工处理方式中的稳定性。本文将对椰子蛋白各种功能特性的研究进展进行
蛋白质工程及其应用研究进展 摘要：蛋白质工程是生物工程中五大工程之一，本文对蛋白质工程作了简要概述，介绍了蛋白质工程的特点，并从蛋白质结构分析结构、功能的设计和预测、蛋白的创造和改造等方面对蛋白质工程研究内容进行详细论述，并以实例作了蛋白工程的应用。 关键词：蛋白质工程特点；研究内容；实际应用；展望 蛋白质是生命的体现者，离开了蛋白质，生命将不复存在。可是，生物体内存在的天然蛋白质，有的往往不尽人意，需要进行改造。由于蛋白质是由许多氨基酸按一定顺序连接而成的，每一种蛋白质有自己独特的氨基酸顺序，所以改变其中关键的氨基酸就能改变蛋白质的性质。而氨基酸是由三联体密码决定的，只要改变构成遗传密码的一个或两个碱基就能达到改造蛋白质的目的。蛋白质工程的一个重要途径就是根据人们的需要，对负责编码某种蛋白质的基因重新进行设计，使合成的蛋白质变得更符合人类的需要。这种通过造成一个或几个碱基定点突变，以达到修饰蛋白质分子结构目的的技术，称为基因定点突变技术。 蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。其内容主要有两个方面：根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质；确定蛋白质化学组成、空间结构与生物功能之间的关系。在此基础之上，实现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和生物功能，设计合成具有特定生物功能的全新的蛋白质，这也是蛋白质工程最根本的目标之一。 目前，蛋白质工程尚未有统一的定义。一般认为蛋白质工程就是通过基因重组技术改变或设计合成具有特定生物功能的蛋白质。实际上蛋白质工程包括蛋白质的分离纯化，蛋白质结构和功能的分析、设计和预测，通过基因重组或其它手段改造或创造蛋白质。从广义上来说，蛋白质工程是通过物理、化学、生物和基因重组等技术改造蛋白质或设计合成具有特定功能的新蛋白质。 1概念 按人们意志改变蛋白质的结构和功能或创造新的蛋白质的过程。包括在体外改造已有的蛋白质，化学合成新的蛋白质，通过基因工程手段改造已有的或创建新的编码蛋白质的基因去合成蛋白质等。为获得的新蛋白具备有意义的新性质或新功
蛋白质工程的主要研究方法和进展 李 强 施碧红* 罗晓蕾 左祖祯 邢佩佩 刘 璐 (福建师范大学生命科学学院,福建福州 350108) 摘 要:蛋白质工程是用分子生物学手段对蛋白质进行分子改造的技术。介绍了蛋白质工程的几种常用方法及其基本原理和研究进展。 关键词:蛋白质工程;定点诱变;定向进化 中图分类号 Q816 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2009)05-47-02 Advances in The Techni q ues of P rotein Engineering L i Q iang et al (Co llege o f L ife Sc iences,Fu jian N or m a lU n i versity,Fuzhou350108,Chi na) Ab strac t:P ro tein eng ineer i ng is a techn i que used to i m prove prote i n m o l ecular In th i s paper,seve ra l m ethods and t he ir pr i nci p les and their advantag es f o r m olecu lar m odifica ti on have been rev ie w ed K ey words:P rote i n eng i neer i ng;site-d i rected m utag enesis;d irected evoluti on 20世纪70年代以来,对蛋白质的分子改造渐渐进入研究领域,通过对蛋白质分子进行突变,得到具有新的表型和功能或者得到比原始蛋白相对活力更高的突变体,对蛋白质的分子改造技术逐渐纯熟。蛋白质工程的主要技术分为理性进化和非理性进化,已经在农业、工业、医药等领域取得了较大的进展。 1 理性进化 理性进化主要是利用定点诱变技术,通过在已知D NA序列中取代、插入或缺失一定长度的核苷酸片段达到定点突变氨基酸残基的目的。运用该技术已有不少成功改造蛋白质的例子。M arkus Rot h通过同源性比对和定点突变技术,对E c o R DNA甲基化酶进行改造,使其对胞嘧啶的亲和性增加了22倍[1]。定点突变还主要应用于蛋白质结构和功能的研究方面。酰基载体蛋白(ACP)的主要作用是在单不饱和脂肪酸的特定位置引入双键,Cahoo 通过定点突变研究,发现将五个氨基酸残基置换之后的酶,由 6-16:0-ACP脱氢酶变成 9-18:0-ACP脱氢酶[2]。Van den Burg利用蛋白同源建模和定点突变技术结合的方法将从Bacill us stear other m oph il us分离出来的嗜热菌蛋白酶突变,得到的突变体稳定性提高了8倍,100在变性剂存在的情况下还能发挥作用[3],但是大部分单个氨基酸的改变对于整个蛋白的影响比较小,很难在高级结构上改变蛋白质的三级结构,从而造成很大的影响[4],所以在定点突变的基础上又出现了许多新的技术,用于改造蛋白质分子。 2 非理性进化 非理性蛋白质进化,又称定向进化或者体外分子进化,在实验室中模拟自然进化过程,利用分子生物学手段在分子水平增加分子多样性,结合高通量筛选技术,使在自然界中需要千百万年才能完成的进化过程大大缩短,在短期内得到理想的变异。这种方法不用事先了解蛋白质结构、催化位点等性质,而是人为地制造进化条件,在体外对酶的编码基因进行改造,定向筛选,获得具有预期特征的改良酶,在一定程度上弥补了定点诱变技术的不足,具有很大的实际应用价值。一个比较成功应用定向进化的例子是对红色荧光蛋白的改造。绿色荧光蛋白由于本身独特的发光性质,被应用到细胞生物学当中,作为体内原位跟踪蛋白质的一个极其有效的工具。D i sc oso m a红色荧光蛋白(Ds R ed)在荧光共振能量转移技术(fl uoresce nce resonance e ner gy tr ansfer)中可以和绿色荧光蛋白一起作用,作为研究两种蛋白质相互作用的有效工具,但是野生型的D s Red由于显色速率较慢,而且稳定性较差,B r oo ke B evi s建立随机突变文库,在103-105个转化子中筛选到了大大提高显色效率的突变体,使显色效率提高了10-15倍[5-6]。 易错PCR是利用DNA聚合酶不具有3!-5!校对功能的性质,在PCR扩增待进化酶基因的反应中,使用低保真度的聚合酶,改变四种d NTP的比例,加入锰离子并增加镁离子的浓度,使DNA聚合酶以较低的比率向目的基因中随机引入突变,并构建突变库。M oor e等对鼠伤寒沙门菌Sal m onella t yph m i uri u m产生的门冬氨酰二肽酶(asp art yld i pepti dase)进行改良,经两次易错PCR引入随机突变,并结合D NA改组和正向选择筛选,得到的pepEm3074突变株,其酶活力比野生菌提高47倍[7]。 D NA改组(DNA shuffli ng)技术克服了随机突变的随机性较大的限制,能够直接将多条基因的有利突变直接重组到一起,它的原理是使用D N ase?酶切或超声波断裂多条具有一定同源关系的蛋白编码基因,这些小片段随机出现部分片段的重叠,产生的片段在不加引物的情况下进行几轮PCR,通过随机的自身引导或在组装PCR过程中重 47 安徽农学通报,Anhu iAgri Sci Bu ll 2009,15(5) 作者简介:李强(1983-),男,辽宁抚顺人,硕士研究生,研究方向:分子遗传育种。*通讯作者 收稿日期:2009-01-15
胶原蛋白的研究进展及其应用 林祥明 厦门大学生命科学学院，福建厦门（361005） E-mail：lxmwxr@https://www.doczj.com/doc/145639679.html, 摘要：胶原蛋白来源广泛，有许多优良性质且用途广泛。本文概述了胶原蛋白的结构、特性、研究现状及其制备方法，阐述了胶原蛋白及其水解产物在化妆品、医药、功能保健食品等相关领域的应用。 关键词：胶原蛋白制备进展应用 1. 引言 胶原蛋白为人体主要的细胞外间质成分之一，是人体蛋白质的一大家族。胶原蛋白分子的异常合成与沉积是纤维化反应的基础。在胚胎发育、组织重建、损伤修复等过程中，生长因子及分化因子对胶原蛋白基因的表达具有重要的调控作用[1]。近年来人们进行了这些因子等对胶原基因转动调控作用的研究，这将有助于阐明胶原蛋白基因表达的调控机制。胶原蛋白基因的表达是其本身的顺式作用、反式作用因子以及诸多调控因子相互作用的结果[2]。 到目前为止，已报道的胶原类型大约有19种，对天然胶原的研究有助于进一步理解靶药物和胶原之间结构功能关系。有人用人成纤维II型胶原的三维结构模型来进行合成胶原组织、胶原的结构和功能的研究，利用这一系统进一步研究侧链基团的立体化学和特定分子的相互作用，继而评价胶原相关疾病的临床治疗效应。此外，连接分子末端非螺旋末端肽是胶原分子抗原性的主要来源，而且用胃蛋白酶除去末端肽的缺失胶原是很有应用前景的药物载体，特别是用于基因递送[3，4]。 胶原蛋白是构成动物机体的重要功能物质，它具有其他合成高分子材料无法比拟的生物相容性和生物可降解性。胶原蛋白质结构和功能特点的多样性和复杂性，决定了其在许多领域的重要地位，以及良好的应用前景。目前胶原已广泛地应用于食品、化妆品、营养保健品、生物肥料以及医用材料等领域。 2. 胶原蛋白的概况 胶原蛋白是一种白色、不透明、无支链的纤维蛋白质，是由动物细胞合成的一种生物性高分子，广泛存在于动物的骨、腱、肌鞘、韧带、肌膜、软骨和皮肤中，是结缔组织中极其重要的一种蛋白质，占哺乳动物体内蛋白质总量的25%~30%，相当于体重的6%[5]，是人体重要的细胞外基质成份。胶原还可作为组织的支持物，起着支撑器官、保护机体的功能，对细胞、组织乃至器官行使正常功能并对外伤修复有重大影响。 胶原蛋白的种类很多，一般皮肤和骨骼中的是Ⅰ型胶原蛋白，软骨中的是Ⅱ型胶原蛋白，胚胎皮肤中的是Ⅲ型胶原蛋白，细胞基底膜中的是Ⅳ型胶原蛋白。通常胶原蛋白由三条多肽链构成三股螺旋结构，氨基酸的主要组成为脯氨酸（Pro）、甘氨酸（Gly）和丙氨酸（Ala）。胶原特有的左旋α链相互缠绕构成胶原的右手复合螺旋结构，这一区段称为螺旋区段，其最
《蛋白质结构解析研究进展》 一、蛋白质结构分类 人类对于进化的认识及蛋白质结构相似性比较的研究使蛋白质结构分类成为可能，而且近年来取得的研究进展表明，大部分蛋白质可以成功的分入到适当数目的家族中。目前国际上流行的蛋白质结构分类数据库基本上采取两种不同的思路，一种是数据库中储存所有结构两两比较的结果；第二种思路是致力于构建非常正式的分类体系。由于所有分类方法反映了各研究小组在探究这个重要领域的不同角度，所以这些方法是同等有效的。目前，被广泛应用的四种分类标准是：手工构造的层次分类数据库SCOP，全自动分类的MMDB和FSSP，和半手工半自动的CATH。 蛋白质结构自动分类问题可以被纳入机器学习的范畴，通过提取分析蛋白质结构的关键特征，构造算法来学习蕴含于大量已知结构和分类的数据中的专家经验知识，来实现对未知蛋白质结构的分类预测。目前，对蛋白质结构的不同层次分类，结果比较好的机器学习方法是：神经网络多层感知器、支持向量机和隐马尔可夫模型。支持向量机应用于分类问题最终归结于求解一个最优化问题。上世纪90 年代中期，隐马尔可夫模型与其他机器学习技术结合，高效地用于多重比对、数据挖掘和分类、结构分析和模式发现。多层感知器即误差反向传播神经网络，它是在各种人工神经网络模型中，在机器学习中应用最多且最成功的采用BP学习算法的分类器。 二、蛋白质结构的确定 蛋白质三维空间结构测定方法主要包括X射线晶体学分析、核磁共振波谱学技术和三维电镜重构，这三种方法都可以完整独立地在原子分辨水平上测定出蛋白质的三维空间结构。蛋白质数据库PDB中80%的蛋白质结构是由X射线衍射分析得到的，约15%的蛋白质结构是由核磁共振波谱学这种新的结构测定方法得到。 1、X射线晶体学
胶原蛋白研究进展 *：通讯作者.23465145378@https://www.doczj.com/doc/145639679.html, 摘要: 胶原蛋白以其独特的生物特性而具有广阔的应用前景．对近年来国内外学者与生产厂家对胶原蛋白的制备、生物学功能作用及应用方面的研究进展进行了综述，以期充分有效地利用该生物资源． 关键词: 胶原蛋白; 制备; 功能; 应用 引言: 胶原蛋白( collagen) 是细胞外基质的主要成分，约占胶原纤维固体物的85%，占动物体内蛋白质总量的25% ～30%，它广泛存在于动物的结缔组织( 骨、软骨、皮肤、腱、韧等) 中，对机体和脏器起着支持、保护、结合，以及形成界隔等作用［1］．目前，已发现的胶原蛋白有20 多种，它们在动物体内有着不同生理功能，其中，科研人员研究较多较深入的是Ⅰ型胶原蛋白．Ⅰ型胶原蛋白( 以下所述胶原蛋白均指Ⅰ型胶原蛋白) 分子长度约为300 nm，直径约为115nm，呈棒状，由3 条多肽链构成3 股螺旋结构，即: 2条αⅠ链，1条αⅡ链，αⅠ链和αⅡ链只是在氨基酸顺序上有微小差异．胶原蛋白特有的左旋α链相互缠绕构成胶原蛋白的右手复合螺旋结构，在螺旋区段，氨基酸呈现( Gly-X-Y) n 周期性排列．胶原蛋白中，甘氨酸( Gly) 含量较大，约占30%，脯氨酸( Pro)和羟脯氨酸( Hyp) 共占约25%，而一般动物蛋白质中羟脯氨酸含量极微少．可以说，羟脯氨酸是胶原蛋白特有的氨基酸，其含量多少与胶原蛋白的稳定性、变性温度成正性相关［2］．同时，胶原蛋白具有很强的生物活性及生物功能，能参与细胞的迁移、分化和增殖，使动物的骨、腱、软骨和皮肤保持一定的机械强度．此外，胶原蛋白因其弱的抗原性和良好的生物相容性，在烧伤、创伤、眼角膜疾病、美容、矫形、硬组织修复、创面止血等医药卫生领域用途广泛．目前,国内外关于胶原蛋白的研究极为活跃，本文拟对胶原蛋白的制备、生物学功能及应用进行综述，以期充分有效利用该生物资源． 1.胶原蛋白的制备 目前，对胶原蛋白的提取主要有3 种方法，即酸法、酶法与碱法．因此，根据提取方法的不同，胶原蛋白也可以分为酸溶性胶原蛋白、酶溶性胶原蛋白以及碱溶性胶原蛋白，这3 种胶原蛋白的结构、理化性质与用途都不同．此外，随
MCPIP 1蛋白质结构、功能的研究进展 摘要 ZC3H12A是免疫系统中的一个重要基因，其编码的蛋白质ZC3H12A/MCPIP 1在免疫相关疾病，尤其是自身免疫病和炎症反应中发挥重要的抑制效应。ZC3H12A的表达能够被多种炎症相关细胞因子所诱导。近来的研究报道，MCPIP 1具有转录因子、RNA酶、去泛素化酶等作用，其在调控基因转录、mRNA降解、多聚泛素链的去除、细胞凋亡、细胞自噬、炎症抑制、细胞分化、血管生成等方面都有重要作用。基因敲除小鼠患有严重的高免疫球蛋白血症、淋巴结肿大、浆细胞和记忆细胞的积聚及自身抗体的大量产生等免疫功能紊乱疾病。 本文较为系统地阐述了ZC3H12A基因的克隆、MCPIP 1蛋白的结构及功能，从时间的维度观其主要研究历程，以及对免疫系统的重要影响。大体上浅析了MCPIP 1从其发现至今的探索情况。 【关键词】ZC3H12A Zc3h12a MCPIP 1 RNA酶凋亡去泛素化酶
1 简介 ZC3H12A/MCPIP是一种锌指蛋白。它的全名是具有CCCH锌指结构域的蛋白质12A（Zinc finger CCCH domain-containing protein 12A），简称ZC3H12A[1]，又称MCP-1诱导蛋白（MCP1-induced protein，MCPIP 1）[2]。MPCIP的编码基因是ZC3H12A，它属于ZC3H12基因家族，该家族中共有4个成员，分别编号为ZC3H12A、ZC3H12B、ZC3H12C、ZC3H12D[1]。此家族保守性很强，在很多物种（包括果蝇、秀丽线虫、小鼠和大鼠等）中都有发现其同源序列[1]。MCPIP 1最初被发现于经MCP-1处理的人外周血单核细胞中[2]，而后又在经IL-1β刺激的人单核细胞来源的巨噬细胞中被发现[3]。在TNF、MCP-1、IL-1β或LPS等细胞因子的作用下，该基因的转录水平被显著激活[1, 2, 3, 4, 5, 6]。同时，具有CCCH锌指结构的蛋白质在巨噬细胞相关的器官（如胸腺、脾脏、肺、小肠和脂肪组织等）中表达水平很高[6]。对于Zc3h12a基因敲除小鼠的表型分析表明[4, 7]，该基因的缺陷与自身免疫疾病的发生相关，在炎症相关的生理和病理过程中具有重要意义。 克隆发现 该基因的发现 单核细胞趋化蛋白质1（monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1)，它能够招募并激活单核/巨噬细胞，是使单核/巨噬细胞迁移的主要趋化因子。MCP-1与靶细胞膜上的CCR2结合，启动了一系列的信号通路，导致单核/巨噬细胞向MCP1高浓度处趋化性迁移[8，9]。用MCP-1刺激人外周血单核细胞后，提取细胞内的总mRNA。将测序结果与基因注释数据库中的数据进行序列比对后发现了一些未被注释的基因。其中表达差异最显著的一个基因是目前未知功能的基因，在EST数据库中查找到了与之相对应的序列，同时在GeneBank 数据库中查找到了对应的人cDNA克隆。（GeneBank序列号AW206332）研究者将它命名为人MCP1诱导蛋白（MCP-induced protein，MCPIP 1）[2]。 对蛋白质序列分析发现，MCPIP 1有599个氨基酸，分子质量约为65.8kD，有两个脯氨酸富集区，一个核定位序列，和一个CCCH锌指结构域[2]。而后发现其序列中还存在一个PIN结构域[4]和一个泛素结合结构域[7]。由于该蛋白质具有CCCH锌指结构域，因而被命名为具有CCCH锌指结构域的蛋白质12a（ZC3H12A）[1]。序列比对发现，人MCPIP 1与小鼠中的同源蛋白质的氨基酸组成有82%的相似度，cDNA的核苷酸序列组成有80%的相似度[2]。 该基因家族的发现
蛋白质工程的基本原理蛋白质工程的研究与进展 蛋白质工程的研究与进展摘要: 蛋白质是生命的体现者，离开了蛋白质，生命将不复存在。蛋白质工程开创了按照人类意愿改造、创造符合人类需要的蛋白质的新时期。它所取得的进展向人们展示出诱人的前景。 关键词:蛋白质工程；研究；进展；蛋白质工程汇集了当代分子生物学等学科的一些前沿领域的最新成就，它把核酸与蛋白质结合、蛋白质空间结构与生物功能结合起来研究。蛋白质工程将蛋白质与酶的研究推进到崭新的时代，为蛋白质和酶在工业、农业和医药方面的应用开拓了诱人的前景。 1、蛋白质工程 1.1蛋白质工程的定义所谓蛋白质工程，就是利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。 1.2蛋白质工程的由来蛋白质工程是在基因工程冲击下应运而生的。基因工程的研究与开发是以遗传基因，即脱氧核糖核酸为内容的。这种生物大分子的研究与开发诱发了另一个生物大分子蛋白质的研究与开发。这就是蛋白质工程的由来。它是以蛋白质的结构及其功能为基础，通过基因修饰和基因合成对现存蛋白质加以改造，组建成新型蛋白质的现代生物技术。这种新型蛋白质必须是更符合
人类的需要。因此，有学者称，蛋白质工程是第二代基因工程。其基本实施目标是运用基因工程的ＤＮＡ重组技术，将克隆后的基因编码加以改造，或者人工组装成新的基因，再将上述基因通过载体引入挑选的宿主系统内进行表达，从而产生符合人类设计需要的“突变型”蛋白质分子。这种蛋白质分子只有表达了人类需要的性状，才算是实现了蛋白质工程的目标。 1.3蛋白质工程的原理由于基因工程的发展，人们已经可以运用基因重组等理论和方法去设计并制造出预想的各种性能的蛋白质。这种改变蛋白质的操作可以在蛋白质水平上，也可以在基因水平上。如基因水平的改变，是在功能基因开发的基础上，对编码蛋白质的基因进行改造，小到可改变一个核苷酸，大到可以加入或消除某一结构的编码序列。蛋白质水平的改变则主要是对制造出的蛋白质进行加工、修饰，如磷酸化、糖基化等。蛋白质的化学修饰条件剧烈，无专一性，而基因操作则比较方便，在实施基因操作时，必须预先知道是哪个氨基酸或哪几个氨基酸影响着蛋白质的性状。就现代生物技术发展水平看，大量新蛋白质通过检测，来确定改变的蛋白质是否具有预期的性状，技术上已是可行的。 1.4蛋白质工程的基本途径目前，在蛋白质工程中最常采用的技术是定点诱变技术，即在特定的位点改变基因上核苷酸的种类，从而达到改变蛋白质性状的目的。蛋白质工程发展至当代，利用专一改
https://www.doczj.com/doc/145639679.html, 肉类研究 MEAT RESEARCH 2010.1 收稿日期：2009-11-04 作者简介:王丽娜,1986-,女，硕士研究生，研究方向：兽医公共卫生学.Email：wannnglina@https://www.doczj.com/doc/145639679.html, 通讯作者：黄素珍 山西农业大学动物科技学院 邮政编码：030801 胶原蛋白的研究进展 王丽娜，黄素珍 （山西农业大学 动物科技学院，山西 太谷 030801） 摘 要：本文对胶原蛋白的性质、提取方法以及它的功能和发展前景等研究进行了简单的综述。主要对胶原蛋白的来源做了详细的介绍。关键词：胶原蛋白；来源；功能；研究进展 Research Progress About Collagen WANG Lina ，HUANG Suzhen (Veterinary Medicine and Animal Science, Shanxi Agriculture University, Taigu Shanxi 030801)Abstract: This paper is mainly introduce the development ,the characterize and the distill method of collagen. We make a detail introduction to the source of collagen.Key words: collagen; source; founction; research process 中图分类号：TS201.1 文献标识码：A 文章编号：1001-8123(2010)01-0016-07 0 前言 胶原蛋白是哺乳动物体内含量最丰富、分布最广泛的蛋白质，占人体内蛋白质总25％，相当于体重的6％。它存在于动物皮肤与骨胳中，如猪皮、牛筋、禽的皮肤及骨骼中含有大量的胶原蛋白。 胶原蛋白的营养十分丰富。胶原蛋白富含除色氨酸和半胱氨酸外的18种氨基酸，其中维持人体生长所必需的氨基酸有7种，胶原蛋白中的甘氨酸占30％，脯氨酸和羟脯氨酸共占25％，是各种蛋白质中含量最高的，丙氨酸、谷氨酸的含量也比较高，同时还含有在一般蛋白中少见的羟脯氨酸和焦谷氨酸。 胶原蛋白是细胞外基质的结构蛋白质，分子量为300kD，其分子在细胞外基质中聚集为超分子结构。胶原蛋白最普遍的结构特征是三螺旋结构，由3条a链多肽组成，每一条胶原链都是左手螺旋构型，它们交叉相互缠绕成右手螺旋结构，即超螺旋结构，胶原蛋白独特的三重螺旋结构，使其分子结构非常稳定，并 且具有低免疫原性和良好的生物相容性等。结构决定性质，性质决定用途，胶原蛋白的结构的多样性和复杂性决定其在许多领域的重要地位。胶原蛋白产品具有良好的应用前景。 1 胶原蛋白的特性 1.1 低免疫原性 林炜[1]等认为胶原具有三种类型的抗原因子：第一类是由胶原肽链非螺旋的端肽引起的；第二类是由胶原三螺旋的构象引起的；第三类是由α链螺旋区的氨基酸顺序引起的。第二类抗原因子仅存在于天然胶原分子中，第三类只出现在变性胶原中，而第一类抗原因子在天然和变性胶原中均存在。 1.2 生物相容性 胶原的生物相容性是指胶原蛋白与宿主细胞及组织之间良好的相互作用。胶原本身是构成细胞外基质的骨架，其三股螺旋结构及交联所形成的纤维或网络构成了细胞重要组成成分，对细胞起到锚定和支持作
食品蛋白质功能研究进展 摘要：食品蛋白质功能是指在食品加工，保藏，制备和消费期间影响蛋白质在食品体系中的性能的那些蛋白质的物理和化学性质。对国内外关于食品蛋白质功能研究进行了综述，为未来研究食品蛋白质功能性质的应用提供参考。 关键词：食品蛋白质功能，物理性质，化学性质，研究进展 前言： 食品的感官品质是由各种食品原料复杂的相互作用产生的。例如蛋糕的风味、质地、颜色和形态等性质，是由原料的热胶凝性，起泡、吸水作用、乳化作用、粘弹性和褐变等多种功能性组合的结果。因此，一种蛋白质作为蛋糕或其他类似产品的配料使用时，必须具有多种功能特性。动物蛋白，例如乳（酪蛋白）、蛋和肉蛋白等，是几种蛋白质的混合物，它们有着较宽范围的物理和化学性质，及多种功能特性，例如蛋清具有持水性、胶凝性、粘合性、乳化性、起泡性和热凝结等作用，现已广泛地用作许多食品的配料，蛋清的这些功能来自复杂的蛋白质组成及它们之间的相互作用，这些蛋白质成分包括卵清蛋白、伴清蛋白、卵粘蛋白、溶菌酶和其他清蛋白。然而植物蛋白（例如大豆和其他豆类及油料种子蛋白等）；和乳清蛋白等其他蛋白质，虽然它们也是由多种类型的蛋白质组成，但是它们的功能特性不如动物蛋白，目前只是在有限量的普通食品中使用，因为并没有完全了解，哪些蛋白质的分子决定了蛋白质在食品中所具有的各种期望的功能性质，往往通过特定的方法来提高其功能特性，使其应用领域更广阔。 1、蛋白质的功能性质 蛋白质的功能性质，通常是指蛋白质的水化性、戳着性、胶凝作用、乳化性、发性等。 (1)蛋白质的水化性蛋白质的水化取决子蛋白质与水的相互作用，包括水的吸收 与保留、湿润性、溶胀、戳着性、分散性、溶解度和强度等。 蛋白质的水化是通过蛋白质的败键和氨基酸侧链与水分子间的相互作用而实现的，见 图（1） 大多数的食品是蛋白质水化的固态体系，蛋白质中水的存在及存在方式直接影响着食骏的质构和口感。干燥的蛋白质原料并不能直接加工，须先将其水化。干燥蛋白质遇