靶向膜型1基质金属蛋白酶反义肽的虚拟筛选与分子模拟

膜型1基质金属蛋白酶(Membrane type-1 matrix metalloproteinase,MT1-MMP,MMP14)在肿瘤的发生发展及转移中起着重要作用,是肿瘤潜在理想的药物靶标。为了获得MT1-MMP结合肽,我们首先采用生物信息学方法分析MMPs序列,获得MT1-MMP差异大且特异的序列。以此为正义肽靶标,设计反义肽库,然后通过分子对接、分子动力学模拟以及体外细胞实验等多种方法,进行靶向MT1-MMP反义肽的筛选与活性研究。多序列比对确定了位于MT1-MMP环区的特异序列AYIREGHE(简称MT1-loop),并构建1 536条反义肽。经两轮虚拟筛选,选取打分位于前五的反义肽用于后续研究。该五条反义肽与MT1-MMP存在较强的相互作用且能很好地对接于正义肽区域。进一步分析其与MMPs其他家族成员(MMP1-3,MMP7-13,MMP14HPX,MMP16)的亲和力,发现反义肽FVTFPYIR对MT1-MMP具有更强的特异性。分子动力学模拟表明,反义肽FVTFPYIR可能是通过影响受体MT1-MMP的构象稳定性,进而影响其功能活性。体外细胞实验初步确定反义肽FVTFPYIR可选择性地抑制表达MT1-MMP的人成骨肉瘤细胞MG63和乳腺癌MDA-MB-231细胞的增殖。本研究为抗肿瘤反义肽先导药物的研发提供了一种新的思路与途径。     

双靶向MMP-14和金属离子的结合肽筛选与分子模拟

以基质金属蛋白酶-14(MMP-14)催化结构域为靶标,通过噬菌体随机十二肽库 筛选和分子模拟、细胞免疫荧光、金属离子亲和层析以及体外细胞作用测定等技 术,进行了双靶向MMP-14和金属离子小分子结合多肽的筛选与研究.经4轮筛选, 噬菌体得到有效富集并获得13条不同的多肽序列.序列分析显示,可能的一致序列 有：AHQLH、HHXH、EI/LPLL/I.分子模拟与对接进一步确认一致序列AHQLH、HHTH 、LPLL与MMP-14催化结构域的氨基酸120~125区域良好分子对接并具有一定的专 一性,多条MMP-14结合肽不仅靶向MMP-14,同时结合金属离子.细胞生物学研究确 认,所测定的结合肽噬菌体对MMP-14诱导表达的MG63细胞具有良好的结合作用,揭 示结合肽对MMP-14的靶向结合特性,并且合成的AHQLH、LPLL一致序列多肽对MG63 细胞活力具有一定的抑制能力.这些新的和具有一定MMP-14专一性的一致序列可望 用于靶向MMP-14抗肿瘤药物的研发和利用.     

分子动力学模拟HPV(16, 18)E6蛋白

目的:对人乳头瘤病毒HPV16,18中E6蛋白结构进行分子模拟和分析,寻找可以作为蛋白-配体相互作用的关键结构区域。方法:以HPV16 E6蛋白为模板,对HPV18 E6蛋白进行同源建模,对构建的HPV18 E6模型以及晶体结构模型HPV16 E6进行分子动力学模拟,通过微观上的loop环分析和宏观上的整体运动分析研究了HPV18 E6与HPV16 E6在溶剂环境下结构变化的异同。结果:发现靠近N端loop环在蛋白-配体结合过程中能介导控制配体、水、离子进出的"门控"的作用,解释了两个蛋白在水溶剂中的运动构象的变化。结论:本研究解释了HPV16 E6与HPV18 E6两个蛋白在溶剂中的运动机制,并发现了loop环在其中扮演"门控"的作用,解释了两个蛋白在水溶剂中的运动构象的变化,该发现能够为基于两个蛋白为靶点的药物设计提供理论依据。     

微生物展示技术在重金属污染生物修复中的研究进展

自然界对环境金属污染物的迁移和转化具有微妙而复杂的选择控制机理,生物修复技术以其投资少、效率高、可以原位处理低浓度有害污染物的特性而在环境治理中具有极大潜力。考虑传统的生物修复技术常常不能满足重金属治理的要求,基于重金属离子高效结合肽的微生物展示技术,有望在重金属生物修复中发挥重要作用。     

一种天然植物抗菌液对HEPG-2细胞的杀伤及作用机制研究

目的:采用多种方法探究天然植物抗菌液(PAMs)对人肝癌细胞HEPG-2的杀伤及初步分子作用机理。方法:运用形态学观察、MTT法测定PAMs对HEPG-2的抑制作用,AO/EB细胞双染、Annexin V-FITC/PI流式细胞术检测PAMs作用于HEPG-2细胞后细胞的凋亡情况,再通过qRT-PCR与western blot检测HEPG-2中相关基因在m RNA水平和蛋白水平的表达量变化。最后利用划痕实验和transwell小室检测PAMs对HEPG-2细胞迁移能力的抑制。结果:PAMs可以抑制和杀伤HEPG-2细胞,作用效果呈浓度和时间依赖性,且与细胞的凋亡途径密切相关。PAMs可下调HEPG-2细胞中foxm1、survivin、bcl-2的m RNA表达水平,同时在蛋白水平下调foxm1的表达量,上调p53的表达量。除此之外,PAMs还能够有效地抑制HEPG-2细胞的体外迁移。结论:PAMs杀伤HEPG-2细胞的途径之一是通过下调foxm1、上调p53基因的表达量,从而抑制或减少其下游靶基因survivin和bcl-2的转录表达,促进细胞凋亡。本研究为基于PAMs抗癌创新民族医药的研发提供了重要的前期工作基础。     

发光细菌lux报告基因系统的评价及应用

细菌生物发光基因（ｌｕｘ）的成功分离和表达极大地促进了其在应用和基础研究上的进展,几乎所有的发光细菌可归于３个属（发光杆菌属（Ｐｈｏｔｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）;弧菌属（Ｖｉｂｒｉｏ）;异短杆菌属（Ｘｅｎｏｒｈａｂｄｕｓ））,ｌｕｘ基因是编码和调控发光细菌生物发光的操纵子,与其他报告基因相比,具有快速、简便、灵敏和对细胞无伤害的优点,在分子生物学、临床微生物、以及生化检测中呈现潜在应用价值。本文就ｌｕｘ报告基因系统的优缺点及其与常用的几个报告基因系统进行比较和评价,并就ｌｕｘ报告基因系统在基因表达、…     

蛋白骨架在随机肽库构建及靶分子筛选中的应用*

自然界有着丰富的蛋白骨架来源。选择适宜的蛋白骨架和展示、筛选方法,可构建基于合理蛋白骨架结构的优化限制性随机肽库。与非限制性随机肽库相比,可望获得针对靶分子具有新功能的蛋白结构或更高亲和力的配体分子。目前,骨架蛋白限制的随机肽库已在高效靶分子筛选、基础研究、临床诊断和医学治疗等方面显示出巨大的潜在应用价值。以S-S限制性骨架、抗体分子、锌指蛋白、Z结构域、FN3结构域等为主要代表,综合介绍了蛋白骨架的结构基础、分类、基于蛋白骨架的限制性随机肽库构建及近年来在靶分子筛选等方面的应用最新进展。     

重金属结合肽（蛋白）的结构分析

金属离子与金属结合肽（蛋白）的相互作用与应用研究,一直是生物无机化学的重点和热点,也是分子间相互作用研究领域的难点。本研究利用ClustalX、BLAST等生物信息技术与方法对大量已知的重金属结合肽进行分析与数据挖掘。确定筛选获得的重金属结合肽常富含His,无Cys,无金属结合肽模式序列,进化不保守;部分氨基酸序列结构（如六肽）可在蛋白数据库中找到相似序列。序列特征主要为Zn^2＋相关的转录因子。本研究为重金属结合蛋白-重金属离子的相互作用分析简化为重金属结合肽-重金属离子的结构模拟与分析提供了重要的理论基础和研究手段。     

p53直接调控microRNA及其靶基因的高通量筛选

通过对676条人microRNA进行筛选,共得到了53条新的具有p53-DNA结合位点且调控p53上游转录因子和下游靶基因的microRNA．结合已有蛋白质互作关系与microRNA调控信息,构建了p53-microRNA相互作用网络图,其中FAS受多条microRNA调控,FAS是介导细胞凋亡的关键因子,因此,FAS-microRNA的相互作用可能在细胞凋亡途径中起着关键的作用．随后,提出了microRNA参与p53调控的假设机制,认为p53调控靶基因与microRNA的同时也受上游转录因子与microRNA的调控,从而形成了以p53为中心的一种平衡,当这种调控平衡一旦被打破则会引起信号通路的紊乱,从而可能引发相应的疾病．对这53条microRNA进行靶基因预测,共得到15 500个靶基因,对这些基因的出现频率进行聚类分析共得到27个簇,将出现频率大于10的基因进行功能注释分析,发现多数基因功能属于近来发现的p53靶基因新的功能分类——细胞粘连和细胞运动,目前研究认为,p53通过与这些具有细胞粘连和运动功能的靶基因结合来抑制肿瘤的迁移．通过对15 500个基因进行功能注释分析,得到了30条感兴趣的参与细胞周期调控、细胞凋亡和细胞增殖的microRNA,其中有9条microRNA于3种生物学进程均有参与,这9条microRNA分别是: hsa-mir-181a-1、hsa-mir-181b-1、hsa-mir-181c、hsa-mir-181d、hsa-mir-195、hsa-mir-497、hsa-mir-495、hsa-mir-543和hsa-mir-548c．这暗示着这9条microRNA在p53信号通路的调节中可能起着关键的作用,它们互相作用共同调节着多个p53信号环路．最后在36个物种的基因组中对这30条microRNA进行了同源性搜索与保守性分析,结果发现有10条高度保守的且为目前数据库所未收录的microRNA．这10条microRNA分别是：hsa-mir-497、hsa-mir-495、hsa-mir-543、hsa-mir-19a、hsa-mir-19b-1、hsa-mir-200b、hsa-mir-448、 hsa-mir-28、hsa-mir-455和hsa-mir-590．     

鲜猴头菌口服液益智保健功效初步研究

初步评估了鲜猴头菌口服液的益智保健功效以及对糖尿病及其相关症状的改善作用。在研究中,首先采用急性毒性实验检测鲜猴头菌口服液饮用的安全性;然后,采取小鼠跳台和避暗实验以及迟发型变态反应初步分析了鲜猴头菌口服液对正常小鼠的学习和记忆能力以及对由Cy诱导的免疫抑制小鼠的细胞免疫应答能力的影响;同时,又以STZ诱导的糖尿病大鼠作为模型,测定了鲜猴头菌口服液对糖尿病典型症状的改善作用。结果显示,鲜猴头菌口服液的LD50＞27.2mL/kg;在跳台和避暗2个实验中,与空白对照组相比较,猴头低、中、高3个剂量组小鼠的潜伏期明显缩短,且5min错误次数明显减少;在迟发型变态反应中,与阴性对照组相比较,猴头组小鼠的左后足趾肿胀度极显著增强;此外,鲜猴头菌口服液还对由STZ诱导的糖尿病大鼠的精神状态和体重均有改善作用,而与正常组相比较,口服液对糖尿病大鼠的血常规指标影响不明显。这表明,鲜猴头菌口服液为安全物质,它能显著的提高小鼠的记忆和学习能力,能极显著的提高免疫抑制小鼠的细胞免疫应答水平,还能对由糖尿病引起的体重下降有改善作用,同时不会引起副作用。