通过自组装蛋白质二聚体的方法制备DNA离子通道传感器

<正>近些年来人工纳米孔材料的设计和开发越来越受到人们的广泛关注并且有希望应用到DNA检测中.我们报道了一个新技术利用锥形纳米孔来测定小片段的DNA.本方法利用目标DNA和与链霉亲和素结合的DNA探针自组装形成蛋白质二聚体,通过电阻脉冲法实现对二聚体的特异性检测本方法还可以通过改变自组装的对象     

DNA纳米技术在凝血酶适配体分子设计中的应用进展

DNA纳米技术是纳米生物技术的一个重要研究领域,近年来发展迅猛.通过合理的设计,利用DNA或其他核酸的分子性质构建出可操控的新型纳米尺度的结构或机器,在生物医学应用领域中有广泛应用.本文介绍了利用DNA纳米技术对凝血酶适配体结构合理设计的相关进展.     

基于多功能纳米磁珠的DNA制备与基因分型

为了构建DNA样品制备芯片, 研发了一种以羧基修饰的磁性纳米粒子作为固相载体, 从全血、唾液和细菌培养基中快速提取基因组DNA并扩增靶基因的通用方法. 这种羧基修饰磁性纳米粒子不但可以从样品中富集靶细胞和从细胞裂解液中吸附DNA, 而且吸附在纳米磁珠表面的DNA可以不用洗脱而直接作为目标基因PCR扩增的模板, 从而通过功能集成简化了从靶细胞富集到靶基因扩增的全过程. 利用该方法实现了微量唾液样品中HLA基因的快速制备与扩增, 扩增产物与固定于寡核苷酸基因芯片上的16条探针杂交进行HLA基因分型, 取得了良好的效果. 由于该方法快速简便, 不使用有毒试剂和离心操作, 便于用以构建快速高通量的核酸制备微芯片.     

核酸酶S1介导的缺失基因探针的富集

基因组DNA的递减杂交(genomic subtaction)是根据变性的DNA双链,在一定的条件下可以复性(再结合)的特性设计的,是分离缺失或扩增DNA片段的简单而有效的方法.Lamar等率先用来克隆了人Y染色体特异的基因探针.Kunkel等和Nussbaum等分别用该方法克隆了DMD(Duchenne muscular dystrophy)和脉络膜缺损(choroidermia)座位的探针.二者都是利用了X染色体上这两种疾病座位的大片段缺失,但对于一些小范围的缺失,如小于100kb,单纯的递减杂交就难以有效地富集这种缺失的DNA.     

聚集诱导发光分子在生物检测领域的应用

聚集诱导发光(AIE)是指一类荧光生色团在溶液状态下微弱发光甚至不发光,而在固态或聚集状态下荧光显著增强的一种光物理现象.具有AIE特性的分子作为荧光探针在生物检测领域有着传统荧光探针分子不能比拟的优点.一方面可以使更多的AIE探针分子结合到生物大分子上获得高亮度的荧光,而不必担心像传统的荧光分子那样发生聚集导致的荧光猝灭,这为荧光检测提供了便利.另一方面,在聚集后发生的荧光急剧变亮的特性可以作为荧光放大检测的定量依据.本文展示一些有代表性的具有AIE特性的分子,重点介绍其在蛋白质、DNA、G4、手性有机胺等生物分子检测中的应用,阐明AIE荧光探针的工作原理和特点,并对AIE荧光探针的设计与应用给予展望.     

人肝组织中新的C_2H_2型锌指蛋白编码序列的批量分离与克隆

为了探讨人肝组织中C2 H2 型锌指蛋白基因的分布数目以及克隆新的锌指蛋白基因 ,设计了简并PCR引物 ,扩增基因组DNA ,以其中的 2个扩增片段为探针筛选人肝cDNA文库 ,获得了近百个阳性克隆 .对其中的 2 0个cDNA片段进行了末端测序和同源检索 ,证明 1 5个为新的锌指基因片段 .对其中的 4个cDNA片段进行了组织表达谱分析 ,Northern杂交显示 :L5 5为肝、胰脏高度表达 ;其余为广谱表达 .利用FISH将其中的 2个片段L2_9和L5_5分别定位于 1 9q1 3.3和 1 8q1 2 .1 .     

用于SARS冠状病毒检测的60 mer寡核苷酸基因芯片的设计及应用

设计并应用60 mer寡核苷酸基因芯片实现对SARS冠状病毒的检测. 根据寡核苷酸基因芯片的原则设计出30条60 mer的寡核苷酸片段, 覆盖SARS冠状病毒(以最先提交全序列的TOR2株作为参考, GenBank登录号: AY274119)全基因组, 点样制备成12×12的寡核苷酸基因芯片, 从临床诊断SARS患者痰液标本抽提病毒RNA, 采用限制性显示技术进行标记, 将标记好的样品与芯片杂交, 洗脱, 扫描. 初步探索寡核苷酸芯片诊断SARS冠状病毒的可行性. 杂交结果表明, 来自SARS患者样品与芯片上的多个SARS探针杂交, 出现了明显的荧光信号; 阴性和空白对照探针上没有杂交信号, 而对照样品仅与3个SARS探针有杂交. 由此可知, 采用60 mer寡核苷酸基因芯片可以从基因水平实现对SARS冠状病毒多段序列的平行检测, 对于提高检出率有一定意义, 此外, 尚可用于监测在发病过程的各个阶段中病毒基因的活动状况.     

分子信标用于核酸连接过程的实时监测

建立了一种新的核酸连接实时监测方法, 利用分子信标作为核酸连接反应的DNA模板和检测分子, 在核酸分子连接的同时检测荧光信号. 实时、准确地获取核酸连接过程信息, 为核酸连接酶分析、核酸连接动力学过程研究提供全新、有效的手段, 也为深入研究核酸连接酶与核酸分子间的相互作用提供了新的思路与技术. 在此基础上建立了T4 DNA连接酶分析方法, 其线性响应范围为2.3×10^-4 ~ 0.23 U/mL, 检测下限为2.3×10^-4U/mL.     

用对-重氮苯砜乙基纤维素纸(DBSE纸)共价固定核酸的分子杂交方法

核酸分子杂交是分子遗传学和基因工程的重要研究手段。在电泳分离的核酸片段中检测特定序列的杂交方法,简便快速,效果较好,是普遍应用的杂交方法。目前,这类方法主要有硝酸纤维素膜法和DBM纸法两种。核酸可能是通过碱基非共价地结合在硝酸纤维素膜上。DBM纸对核酸的固定则是共价的,是由于纸上的重氮基与碱基偶联为偶氮化合物所致。     

以多巴胺为功能单体的生物大分子印迹聚合物

分子印迹聚合物(molecularly imprinted polymer, MIP)是指功能单体与模板分子组装后发生聚合,通过移除模板分子得到的聚合物.与天然抗体相比, MIP具有制备简单、成本低廉、稳定性好、可重复使用等优点,因此被广泛地用于分离富集、化学传感、药物运输及生物催化等领域.近年来,分子印迹技术的发展促进了以生物大分子特别是蛋白质为模板的印迹材料的设计、制备和应用研究.由于生物相容性好,聚合反应条件温和且容易调控,多巴胺被用作功能单体在固体基质表面通过自聚合反应印迹生物大分子.本文综述这类分子印迹聚合物的设计和制备方法,并介绍印迹材料的性能表征和应用;重点论述以蛋白质为模板的印迹聚合物,同时兼顾以其他生物大分子如多肽、低聚糖以及病毒、酵母细胞等直接作为模板的印迹聚合物的合成和表征;最后讨论该领域的未来发展趋势和存在的挑战.     

Na~ /H~ 逆向转运蛋白NhaH短的C末端亲水域介导盐抗性和pH感应

Na /H 逆向转运蛋白在维持细胞质低的Na 浓度和pH稳态等生命活动过程中扮演重要角色,然而,到目前为止,对原核微生物Na /H 逆向转运蛋白的C末端亲水域的结构和功能还知之甚少.我们曾从达坂喜盐芽孢杆菌(Halobacillus dabanensis)D-8菌株中克隆得到第一个中度嗜盐菌来源的Na /H 逆向转运蛋白基因nhaH.疏水性分析表明,NhaH的C末端亲水域只包含9个氨基酸残基(395PLIKKLGMI403),大大短于与之高度同源的SynNhaP1和ApNhaP的C末端亲水域.本研究采用PCR方法,构建NhaH蛋白的C末端亲水域缺失突变体nhaH-C.耐盐性实验表明,C末端亲水域的缺失显著地抑制大肠杆菌缺陷株KNabc的互补能力.基于荧光强度的翻转膜活性测定结果显示,NhaH?C的Na /H 和Li /H 逆向转运蛋白活性显著低于NhaH,而且前者的Na /H 逆向转运蛋白活性向酸端偏移,表明Na /H 逆向转运蛋白NhaH短的C末端亲水域在阳离子结合、转运和pH感应上起重要作用.     

重组蓝细菌PsbF亚基形成β:β同源二聚体细胞色素b-559

所有进行放氧光合作用的生物都具有两个光系统-- 光系统Ⅰ和光系统Ⅱ. 目前所分离到的最小的有光化学活性的光系统Ⅱ含3个亚基: D1, D2和细胞色素b-559. 细胞色素b-559在光系统Ⅱ中的作用至今不明. 利用基因重组方法, 将Synechococcus sp PCC7002的psbF基因以融合基因形式在大肠杆菌中高效表达, 获得有氧化还原活性的细胞色素b-559. 用凝血酶处理除去N末端谷胱甘肽氧化还原酶后获得的PsbF亚基仍有氧化还原活性, 说明PsbF可在大肠杆菌中形成二聚体. 不论是融合蛋白还是PsbF二聚体, 其氧化态吸收光谱、还原态吸收光谱和二者的差示光谱同分离到的高等植物细胞色素b-559光谱相同. 氧化还原滴定显示,二者的氧化还原电位在50 mV左右. 上述结果对确定细胞色素b-559的亚基组成和蛋白在膜上的定位有很大帮助.     

大鼠膈肌β-银环蛇毒素结合蛋白的部分纯化及其鉴定

β-银环蛇神经毒素(β-bungarotoxin;β-BuTX)是从银环蛇毒分离得到的一种由两个亚基构成的碱性蛋白.与其它β-神经毒素一样,它作用于神经肌肉接头,选择地抑制神经递质乙酰胆碱的释放.在中枢神经系统,这种毒素表现出既作用于胆碱能也作用于GABA能等神经元的细胞毒性.电生理研究资料表明,β-BuTX可能结合并阻断突触前的A型K~+通道,因此我们利用这种毒素作为探针,进行毒素结合蛋白的分离纯化工作,将可能有益于对突触前的离子通道结构与功能的探索,以增进有关突触递质释放机制的知识.文献报道,从小鸡     

弥合蛋白质和DNA之间的缝隙

能制造自身拷贝的一类相对简单的分子,可暗示早期地球上分子前体物质的生命行为.困惑生命起源问题的最大的一个谜,就是核酸和蛋白质如何同时出现的问题.现在的酶蛋白完成制造和复制核酸的化学任务;但是,酶和其他所有蛋白质的制造.决不会离开携带着遗传信息的核酸.这样一来,究竟谁先谁后呢?耶鲁大学的悉尼·奥尔特曼(Sideny Altman)和科罗拉多大学的托马斯·切赫(Thomas Cech),因发现了     

重组蓝细菌PsbF亚基形成 β∶β 同源二聚体细胞色素b-559

所有进行放氧光合作用的生物都具有两个光系统—— 光系统Ⅰ和光系统Ⅱ. 目前所分离到的最小的有光化学活性的光系统Ⅱ含3个亚基: D1, D2和细胞色素b-559. 细胞色素b-559在光系统Ⅱ中的作用至今不明. 利用基因重组方法, 将Synechococcus sp PCC7002的psbF基因以融合基因形式在大肠杆菌中高效表达, 获得有氧化还原活性的细胞色素b-559. 用凝血酶处理除去N末端谷胱甘肽氧化还原酶后获得的PsbF亚基仍有氧化还原活性, 说明PsbF可在大肠杆菌中形成二聚体. 不论是融合蛋白还是PsbF二聚体, 其氧化态吸收光谱、还原态吸收光谱和二者的差示光谱同分离到的高等植物细胞色素b-559光谱相同. 氧化还原滴定显示, 二者的氧化还原电位在50 mV左右. 上述结果对确定细胞色素b-559的亚基组成和蛋白在膜上的定位有很大帮助.     

白芷细胞外ECBP21全长cDNA克隆

ECBP21是从白芷悬浮培养细胞外检测并纯化的一种依赖钙的钙调素结合蛋白。利用RT－PCR和5‘-RACE方法，获得其cDNA全长。ECBP21 cDNA全长947bp，编码216个氨基酸，其中N端1－25氨基酸为信号肽，26－216氨基酸为成熟蛋白肽段，而且26－45氨基酸序列与纯化ECBP21N末端测序结果完全一致。将此cDNA成熟蛋白编码区核苷酸片段导入pET-28b( )表达载体中，并在大肠杆菌表达系统中诱导表达，经CaM-Gel overlay检测证实表达蛋白具有Ca^2 依赖的钙调素结合特征，从而进一步证实了cDNA克隆的正确性。这为进一步用分子生物学方法研究植物细胞外多肽ECBP21的生物学功能奠定了基础。     

人肝组织中新的C2H2型锌指蛋白编码序列的批量分离与克隆

为了探讨人肝组织中Ｃ２Ｈ２型锌脂蛋白基因的分布数目以及克隆新的锌指蛋白基因,设计了简并ＰＣＲ引物,扩增基因组ＤＮＡ,以其中的２个扩增片段为探针筛选人肝ｃＤＮＡ文库,获得了近百个阳性克隆,对其中的２０个ｃＤＮＡ片段进行了末端测序和同源检索,证明了１５个为新的锌指基因片段。对其中的４个ｃＤＮＡ片段进行了组织表达谱分析,Ｎｏｒｔｈｅｒｎ杂交显示：Ｌ５－５为肝,胰脏高度表达;其余为广谱表达。     

新型核酸相减杂交用载体及其杂交效率

核酸分子杂交广泛用于特定序列的核酸的检验、纯化,尤其用于基因或其表达产物的分离、纯化和在基因组上的定位等方面.从各种组织和细胞系中选择群特异的(分化表达的)核酸种类的杂交,即相减杂交,它在肿瘤分子生物学和抗癌基因的研究中是一种非常重要的研究工具.目前使用的相减杂交技术都是在液相进行两群DNA,或一群DNA与另一群RNA(其中含待分离的群特异DNA的称为靶[target],而用于除去同源序列的DNA和RNA称为推动剂[driver])的杂交,使具同源序列的核酸形成杂合双链.然后用不同方法除去双链核酸,在溶液中留下未杂交的单链核酸.这些方法包括:(1)羟基磷灰石柱层析,(2)用生物素标记的推动剂去与靶杂交,再向反应液中加入链霉菌生物素结合蛋白,然后用酚抽提.然而,这两种方法存在的缺点妨碍了它们的使用,或者效率不高(如(1)),或者试剂价格较昂贵,步骤较多(如(2)).对-β-硫酸酯乙砜基苯胺(SESA)是活性染料合成的中间体,国内已大量生产.我们曾经用它制备过对-重氮苯砜乙基纤维素纸(DBSE纸)共价固定核酸进行固相杂交,取得了满意的结果.因此我们考虑用SESA作偶联剂,把推动剂共价固定在易于分离的高分子载体上,再与靶杂交.我们制备了对-氨基苯砜乙基葡聚糖凝胶(ABSE-Sephadex,固相载体)和对-氨基苯砜乙基糖原(ABS     

与光系统Ⅱ颗粒结合的蛋白酶的初步分析

叶绿体是植物进行光合作用的细胞器,光合作用中光能的吸收、传递和转化、水的裂解及光合磷酸化等功能均是在具有一定分子排列和空间构象并镶嵌于类囊体膜上的叶绿素蛋白复合体中进行的。叶绿体类囊体膜蛋白的周转需要多种蛋白酶的水解作用。在蛋白质合成后加工成熟中,已证实光系统Ⅱ(PS Ⅱ)反应中心D1蛋白(Q_B结合蛋白)的C-末端加工需要一个类囊体膜结合的蛋白酶,质体菁N-末端加工也需要一个类囊体结合的蛋白酶,与PSⅡ水裂解相关联的三种外在性水溶性蛋白如同Cyt.b-f在整合到膜上时需要类囊体膜结合     

G四链体互作蛋白及其研究方法进展

G四链体是一种非经典的核酸二级结构,并且已经被证实大量存在于多种生物基因组及转录组中的关键调节位点.由于其特殊的四链结构, G四链体能够与多种功能的蛋白发生相互作用,从而参与生物体多种生理及病理过程的调控.因此, G四链体互作蛋白的结构及功能研究将有利于进一步揭示G四链体的生命活动调节机制,促进开发G四链体及其互作蛋白作为疾病治疗靶点的新型治疗方法.近年来,得益于核酸-蛋白互作研究方法的进步及G四链体互作蛋白研究新技术的开发,科学家已经发现了多种功能各异的G四链体互作蛋白.本文简要介绍了已知G四链体互作蛋白的种类和功能,综合评述近年来G四链体互作蛋白研究方法的发展,并对未来的发展方向进行展望.