2015, 42(2):101-114.
摘要:高分辨率质谱技术的快速发展使得“自顶向下”的蛋白质组学(top-down proteomics)研究逐渐成熟起来.在完整蛋白质水平上研究蛋白质组可以提供更精准、更丰富的生物学信息,特别是对于蛋白质上发生了多种关联性的翻译后修饰的情况.另外,由于基因突变、RNA可变剪接和大量蛋白质翻译后修饰的存在,同一个基因往往最终会产生多个 “蛋白质变体”(proteoform),而要准确地鉴定这些蛋白质变体,也离不开“自顶向下”的蛋白质组学.在蛋白质水平上的分离技术、质谱技术与生物信息学技术是完整蛋白质鉴定最关键的三项技术.高效的分离技术是实现规模化蛋白质变体鉴定的前提,有效的质谱碎裂是提供可靠鉴定的核心,而快速准确的质谱鉴定算法则是数据分析效率的保障.本文对这三项技术进行了详细总结,重点集中在生物信息学相关技术上,包括对完整蛋白质的质谱数据预处理、数据库搜索鉴定以及翻译后修饰定位等几个计算问题的讨论.
2015, 42(2):115-122.
摘要:疾病相似性研究对于复杂疾病发病机制的理解、诊断、预测和药物研发具有重要意义.最近,研究人员通过集成多种疾病术语库,构建了描述疾病关系的疾病本体(disease ontology,DO),这为从DO角度研究疾病相似性打下了基础.本文综述了基于DO及其注释信息的疾病相似性计算方法,探讨了疾病相似性计算存在的问题和挑战,为疾病相似性进一步的研究提供有益参考.
2015, 42(2):123-131.
摘要:在工业生物催化过程和生物细胞工厂构建方面,蛋白质定向进化被广泛地应用于酶的分子改造.蛋白质定向进化不仅可以针对某一目的蛋白进行改造,还可以改善代谢途径、优化代谢网络、获得期望表型细胞.为了获得更高效的突变效率,快捷、高通量的筛选方法,提高蛋白质定向进化的效果,研究者不断开发蛋白质体内、体外进化方法,取得了新的进展和应用.本文介绍了最近发展的蛋白质定向进化技术的原理、方法及特点,总结了突变文库的筛选方法和蛋白质定向进化的最新应用,最后讨论了蛋白质定向进化存在的挑战和未来发展方向.
2015, 42(2):132-139.
摘要:糖代谢是生物体赖以生存的基本生化过程之一.哺乳动物体内不同细胞对葡萄糖的利用方式不同.摄氧充足时,细胞通过氧化磷酸化在线粒体中进行有氧呼吸;缺氧的细胞则选择抑制氧化磷酸化,通过糖酵解产生乳酸.但有些细胞在有氧条件下也能进行糖酵解,从而产生大量的乳酸,这种糖酵解途径称为瓦氏效应.以前认为瓦氏效应主要存在于肿瘤细胞中, 但近来发现在哺乳动物的生殖过程中也存在瓦氏效应.本文综述了哺乳动物生殖发育过程的瓦氏效应及其与一些生殖疾病的关系.
2015, 42(2):140-146.
摘要:RNA的加工和降解是调控基因时空表达的重要步骤,在调节生物体的生长和发育过程中起着至关重要的作用.几乎所有的RNA都是从一条长的前体加工处理而来,形成成熟的RNA发挥功能,之后进行降解.RNA的降解需要5′-3′ 核酸外切酶、3′-5′ 核酸外切酶及核酸内切酶的参与.在真核细胞中,部分 3′-5′ 核酸外切酶所进行的RNA降解依赖于一种称为核酸外切体(exosome)的复合物.该复合物由9个核心蛋白亚基组成,已有的证据表明,其广泛参与了动物、酵母及植物体中多种RNA的加工和降解过程.本文综述了真核生物中核酸外切体的研究进展,讨论了该复合体在RNA加工降解过程中的作用机制.
2015, 42(2):147-153.
摘要:P53脉冲是指细胞内p53蛋白水平周期性或重复性的涨落.该脉冲产生的途径是调节p53的各种正负反馈环,其核心的两个负反馈环是p53-Mdm2环和Wip1-ATM-p53环.这些负反馈环能产生极限环振荡,在极限环振荡区,P53水平成脉冲型变化.随着P53脉冲的增多,不同形式的p53蛋白和促凋亡蛋白逐渐积累并到达一定阈值水平,可打开凋亡“开关”,引发不可逆的细胞命运.除了P53脉冲的数目,其频率、振幅、波形等物理学参数也与细胞命运存在密切关系.这一研究进展对阐明诸多疾病发生机理和防治研究有重要意义.
2015, 42(2):154-160.
摘要:双环结构GroEL及其辅分子伴侣GroES是目前研究得最深入的分子伴侣.然而,GroEL/GroES帮助蛋白质折叠的一些关键理化机制,尤其是水解ATP,GroEL发生构象改变,能否主动调节蛋白质错误折叠中间体的构象,以促进错误折叠中间体的复性,仍然存在争议.结合本研究组近年的工作,作者着力介绍GroEL促进蛋白质折叠的主动解折叠机制.
2015, 42(2):161-168.
摘要:E1A激活基因阻遏子(CREG)是一种广泛表达的小分子糖蛋白,但其生物学功能仍不完全清楚.为了探索病理性血管重塑的病理生理机制以及CREG在其中发挥的调控作用,采用颈动脉导丝损伤模型构建小鼠病理性血管重塑模型,应用小动物超声、Masson染色、免疫组织化学染色、RT-PCR、Western-blot等方法检测小鼠颈动脉内膜-中膜厚度、胶原含量、Ⅰ型胶原和CREG表达变化.结果表明,小鼠颈动脉损伤后3 d血管壁CREG mRNA和蛋白质水平迅速下降,损伤后7 d CREG表达回升,至损伤后14 d和28 d基本恢复到正常对照组水平.血管损伤后3 d血管壁中Ⅰ型胶原mRNA水平开始升高,损伤后7 d血管壁开始增厚,管壁中Ⅰ型胶原表达水平继续增高,损伤后14 d和28 d新生内膜形成,管腔严重狭窄,Ⅰ型胶原在管壁和新生内膜内大量表达.血管损伤早期CREG表达水平的变化与病理性血管重塑程度呈负相关关系,CREG的表达为先迅速降低,再逐渐回升,而胶原表达和血管重塑程度则表现为持续加重.上述研究结果提示,CREG基因表达参与血管损伤导致的病理性血管重塑过程,并可能决定了血管重塑的进程和结局.
2015, 42(2):169-181.
摘要:研究了伊立替康(CPT-11)联合去甲斑蝥素(NCTD)对人胃癌细胞BGC-823增殖的影响及协同作用机制.分别利用CPT-11 30、60、90、120、150 μmol/L,NCTD 30、60、90、120、150 μmol/L和两药按上述浓度1∶1联用,以及两药上述浓度完全交叉组合作用BGC-823细胞24、48和72 h,并且以不同序贯方式作用BGC-823细胞24 h.MTT法检测BGC-823细胞的增殖,采用中效原理评价两药联合作用;流式细胞术测定CPT-11 60 μmol/L、NCTD 60 μmol/L和联合用药(60∶60) μmol/L,以及不同序贯方式作用BGC-823细胞24 h后细胞周期及凋亡的情况;Western blot法检测CPT-11 30、 60 μmol/L,NCTD 30,60 μmol/L和联合用药(30∶30,60∶60) μmol/L作用BGC-823细胞24 h后Pdcd4和p53蛋白表达水平.结果显示:CPT-11及NCTD联合用药比单独用药对细胞增殖的抑制作用增强,IC50明显减小(P < 0.05),单独使用CPT-11或NCTD作用24、48和72 h时的IC50分别是联合使用时的2.83、3.15、2.19倍以及2.66、3.11、2.45倍,并且两药联合用药具有协同作用效应;两药合用24 h时先给CPT-11方案抑制作用优于先给NCTD方案,且优于同时给药方案(P < 0.05);CPT-11 60 μmol/L作用24 h引起BGC-823细胞S和G2-M期阻滞(P < 0.01),NCTD 60 μmol/L作用24 h引起细胞G2-M期阻滞(P < 0.05),并诱导细胞凋亡(P < 0.05),联合用药(60∶60) μmol/L作用24 h,主要引起细胞G2-M期阻滞(P < 0.01),与先给NCTD 6h方案及同时给药相比,先给CPT-11 6h方案主要引起细胞S期阻滞增加(P < 0.05)以及细胞凋亡增加;CPT-11 30、60 μmol/L作用12 h后Pdcd4上调表达,p53下调表达(P < 0.05),NCTD 30、60 μmol/L作用12 h后Pdcd4下调表达,p53上调表达(P < 0.05),联合用药(30∶30,60∶60) μmol/L作用24 h后Pdcd4及p53蛋白表达均上调(P < 0.05).上述结果表明:CPT-11联合NCTD对人胃癌BGC-823细胞有协同抑制作用,其机制主要是诱导细胞G2-M期阻滞,并与抑癌基因蛋白Pdcd4及p53上调表达有关;两种药物联用时序贯次序对联合作用有影响,先给CPT-11方案要优于先给NCTD方案及同时给药方案,其机制主要是引起S期阻滞增加以及细胞凋亡增加;抑癌基因蛋白Pdcd4与p53之间可能存在负调控关系.
2015, 42(2):182-188.
摘要:以家猫为动物模型,采用细胞外记录的方法,测试了82个初级视皮层细胞的方位和方向调谐以及感受野大小.基于细胞的面积整合特性,区分出52个外周抑制型细胞和30个外周无抑制型细胞.所有被测细胞均存在强的方位选择性,而外周无抑制型细胞比抑制型细胞有更强的方位选择性.两类细胞的方向选择性没有显著性差异.外周抑制型细胞比外周无抑制型细胞有着更大的动作电位发放率.采用两种不同方法测量两类细胞的感受野范围,却产生了不同的结果:用最小反应区测量发现抑制型细胞的经典感受野更大,而用面积整合曲线测量时外周无抑制型细胞的感受野更大.
2015, 42(2):189-194.
摘要:为了分析全心缺血早期阶段对心脏电生理活动的影响,以及探讨诱发的室性心律失常机制,本研究考虑了缺血情况下高钾、酸液过多、局部缺氧的情况,结合详细的人类心室细胞生物物理上的动力学特征,开发了一个人体心室细胞和组织全心缺血模型.实验结果表明,全心缺血缩短了动作电位时程(action potential duration,APD),且减缓了兴奋的传导速率(conduction velocity,CV).同时,由于全心缺血降低了动作电位时程曲线(action potential duration restitution,APDR)斜率,且增大了有效不应期(effective refractory period,ERP),因此有利于维持折返波的稳定传导,使得室速不易转化为室颤.另一方面,尽管全心缺血导致了组织易感性的增加,但是由于其需要更长的异位刺激长度来保证折返波的形成,因此也在一定程度上降低了心律失常的发生概率.
2015, 42(2):195-196.
摘要:上皮性卵巢癌发病率居女性生殖系统恶性肿瘤第三位,致死率居妇科肿瘤首位,其标准的治疗模式是肿瘤细胞减灭术联合铂类药物为主的化疗方案。70%左右的晚期患者经标准治疗后可达临床缓解。但是,一定比例获临床缓解的患者会合并出现肿瘤的复发、转移以及耐药。本次研究关注的是RAC1活化介导SKOV3细胞发生EMT过程,以及该过程与细胞顺铂敏感性、细胞侵袭转移能力的关系。
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