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核酸条形码技术:扩展蛋白质-蛋白质相互作用检测通量的新方法

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中国生物化学与分子生物学报 2024年第3期40卷 281-294页

作者：李林鑫秦晓红米立志天津大学生命科学学院结构与分子生物学系天津300072

蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)几乎参与了机体内所有重要的生物学过程,在细胞的基本生命过程中扮演了至关重要的角色,开发高通量的PPI检测新方法具有重要的生物学意义。目前,下一代测序技术(next-generation ... 详细信息

蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)几乎参与了机体内所有重要的生物学过程,在细胞的基本生命过程中扮演了至关重要的角色,开发高通量的PPI检测新方法具有重要的生物学意义。目前,下一代测序技术(next-generation sequencing,NGS)发展快速,能在几天内测定超过10亿个模板的DNA序列。由于并行DNA测序技术所特有的敏感性、特异性、高通量和多路复用优势,其已被用作广谱分子计数器,应用于基因组测序和转录物组测序等领域。核酸条形码技术通过将寡核苷酸标签与目标蛋白质连接起来,从而标记编码蛋白质。之后,利用高通量的测序方法检测相互作用的蛋白质,实现了PPI的高通量检测。这一技术推动了PPI检测方法的飞速发展,提升了单次实验检测的通量,为构建PPI网络提供了强有力的技术支持。本文详细阐述了核酸条形码在PPI检测方法中的设计、生成和读取;通过分析核酸条形码技术在PPI研究中的应用范例,探讨了各自的优势和不足,并评估了数据的可靠性,讨论了基于核酸条形码技术的PPI检测方法未来的发展趋势。

关键词：蛋白质-蛋白质相互作用核酸条形码检测技术下一代测序技术

O⁃GlcNAc糖基化修饰在免疫系统中的作用

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中国生物化学与分子生物学报 2024年第4期40卷 474-483页

作者：薛俊杰孙慧武汉大学生命科学学院生物化学与分子生物学系过敏及免疫相关疾病湖北省重点实验室武汉430072

O-GlcNAc糖基化修饰是一种广泛存在于细胞内蛋白质上的翻译后修饰,与一般的蛋白质糖基化修饰不同,催化该修饰的O-GlcNAc糖基转移酶将GlcNAc糖单元添加在蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上后便不再延伸。自被发现以来,已有大量研究表明,O-Glc... 详细信息

O-GlcNAc糖基化修饰是一种广泛存在于细胞内蛋白质上的翻译后修饰,与一般的蛋白质糖基化修饰不同,催化该修饰的O-GlcNAc糖基转移酶将GlcNAc糖单元添加在蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上后便不再延伸。自被发现以来,已有大量研究表明,O-GlcNAc糖基化修饰广泛参与了细胞生长发育、基因转录调控、免疫反应和应激反应等诸多基础性的生理过程。在免疫系统中,O-GlcNAc糖基化修饰通过多种途径调控免疫细胞的活化、分化以及功能发挥。巨噬细胞的分化与表型维持依赖O-GlcNAc糖基化修饰的稳态,葡萄糖代谢水平的改变或OGT的缺失都会导致巨噬细胞极化发生转变。此外,O-GlcNAc糖基化修饰通过改变NF-κB等转录因子的活性调节细胞因子的转录维持巨噬细胞炎性,亦可影响MAVS蛋白泛素化以响应病原体感染。在其他先天性免疫细胞中,O-GlcNAc糖基化修饰水平的降低都会不同程度地影响细胞免疫功能。T细胞和B细胞中的NF-κB、NFAT和c-Myc等转录因子上均受到该修饰的调控,从而影响细胞因子与代谢相关基因的表达,并伴随着较高水平的葡萄糖摄入和O-GlcNAc糖基化修饰,以满足细胞活化与增殖。O-GlcNAc糖基化修饰在免疫系统中的异常变化与慢性炎症、肿瘤等相关疾病的发生发展密切相关,或成为肿瘤免疫逃逸的手段。深入了解O-GlcNAc糖基化修饰在免疫系统中的作用,将有助于揭示免疫调控的分子机制,为新型免疫治疗策略的开发提供理论基础。

关键词： O-GlcNAc糖基化修饰 O-GlcNAc糖基转移酶免疫细胞炎症反应肿瘤逃逸

不产氧光合细菌光合电子传递链和固碳途径的研究进展

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生命科学 2024年

作者：沈洁洁辛吉瑀徐晓玲杭州师范大学基础医学院&生命与环境科学学院生物化学与分子生物学系

光合作用(photosynthesis)是地球上最重要的化学反应，为几乎所有的生命活动提供能量来源。与植物、藻类和蓝细菌等产氧光合生物不同，不产氧光合细菌(anoxygenic phototrophic bacteria， APB)以无机物和有机物作为电子供体进行不产氧... 详细信息

光合作用(photosynthesis)是地球上最重要的化学反应，为几乎所有的生命活动提供能量来源。与植物、藻类和蓝细菌等产氧光合生物不同，不产氧光合细菌(anoxygenic phototrophic bacteria， APB)以无机物和有机物作为电子供体进行不产氧的光合作用并固定CO2，在自然界碳、氮、硫等元素的代谢循环中发挥着重要作用。与产氧光合生物相比，APB具有组成相对简单但多样化的原始光能合成系统，是研究光合作用起源、进化和分子机理的良好模式生物。本文总结了APB光合作用的研究进展，针对光合电子传递链的组成和作用机制、固碳途径的反应机理进行概述，并探讨不产氧光合系统在制备光生物电化学电池和合成高附加值化学品等方面的潜在应用。

关键词：不产氧光合细菌光合电子传递链光合膜蛋白复合物卡尔文循环还原性三羧酸循环 3-羟基丙酸循环

酶介导的邻近细胞标记方法探究细胞间相互作用

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中国生物化学与分子生物学报 2024年第4期40卷 424-432页

作者：沙昱彤李景超易文浙江大学生命科学学院生物化学研究所肿瘤与干细胞生物学实验室杭州310058

细胞-细胞相互作用(cell-cell interactions,CCIs)可以通过细胞表面蛋白质、聚糖、脂质等介导的细胞间突触形成而发生,以维持机体稳态和调控生理功能。这些CCIs是复杂的,涉及许多不同的细胞表面和细胞内分子的参与。随着基础研究和转化... 详细信息

细胞-细胞相互作用(cell-cell interactions,CCIs)可以通过细胞表面蛋白质、聚糖、脂质等介导的细胞间突触形成而发生,以维持机体稳态和调控生理功能。这些CCIs是复杂的,涉及许多不同的细胞表面和细胞内分子的参与。随着基础研究和转化医学的不断发展,如何准确识别细胞间相互作用并对其进行表征和定量,引起了广泛关注。近年来,研究CCIs的技术手段不断推陈出新,而邻近标记是一种十分有前景的研究细胞间相互作用的化学生物学方法。目前,主要有两种类型的标记策略。一种是依赖基因工程操作,在“诱饵”细胞表面表达外源酶,通过其与相邻细胞上的受体底物的直接结合,以便发生细胞间邻近标记。另一种是使用酶或小分子催化剂(例如光催化剂),通过基因工程重组表达或借助化学(化学酶)方法将它们偶联在“诱饵”细胞表面,在适当的刺激或激活后,靶向递送感兴趣的标记分子,实现邻近标记。其中,酶介导的邻近细胞标记方法在检测和表征CCIs上具有重要的应用价值。该综述将标记过程中涉及有酶参与的方法定义为酶介导的邻近细胞标记方法,这种方法的一个明显优势是,由于酶和受体底物之间直接的物理接触或酶催化产生高反应活性标记分子而实现小的标记半径范围。该综述旨在归纳与总结近年来开发的酶介导的邻近细胞标记方法的原理、优缺点及现有应用。

关键词：细胞-细胞相互作用酶介导的邻近细胞标记方法邻近标记方法

ATPR通过促进自噬缓解脂多糖诱导的小鼠急性肝损伤

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安徽医科大学学报 2024年第2期59卷 200-206页

作者：束传林施晓蕊朱如梦周青汪渊王怡朱华庆安徽医科大学生物化学与分子生物学教研室、分子生物学实验室合肥230032 安徽医科大学生命科学学院生物工程系合肥230032

目的研究4-氨基-2-三氟甲基苯基维甲酸酯(ATPR)对脂多糖(LPS)诱导C57BL/6小鼠急性肝损伤的影响及相关机制。方法6周龄的雄性C57BL/6品系小鼠15只随机均分为正常组、模型组和ATPR组。ATPR组小鼠腹腔注射ATPR[15 mg/(kg·d)],正常组和模... 详细信息

目的研究4-氨基-2-三氟甲基苯基维甲酸酯(ATPR)对脂多糖(LPS)诱导C57BL/6小鼠急性肝损伤的影响及相关机制。方法6周龄的雄性C57BL/6品系小鼠15只随机均分为正常组、模型组和ATPR组。ATPR组小鼠腹腔注射ATPR[15 mg/(kg·d)],正常组和模型组给予溶剂,持续给药1周后,模型组和ATPR组腹腔注射LPS(6 mg/kg),6 h后处死所有小鼠。检测小鼠血清中谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)含量;qPCR检测肝脏组织白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的mRNA水平;苏木精-伊红(HE)染色观察小鼠肝脏组织形态学变化;透射电子显微镜(TEM)观察小鼠肝细胞超微结构变化;Western blot检测线粒体损伤相关蛋白FUNDC1、OPA1和自噬相关蛋白LC3B、P62、Beclin1、ATG5的表达水平。结果与正常组相比,模型组小鼠血清中ALT、AST含量上升,肝脏组织IL-6、TNF-α的mRNA水平升高,ATPR组逆转这一变化。HE染色显示正常组小鼠肝小叶结构正常,肝索呈放射状排列,无充血和炎性细胞浸润,肝细胞边界清晰;模型组小鼠肝脏细胞间隙增大,肝索排列发生紊乱,出现炎性细胞浸润;ATPR组肝脏细胞间隙、肝索结构有所恢复,炎性细胞浸润较少。TEM显示与正常组相比,模型组小鼠肝细胞中受损线粒体和脂滴堆积,ATPR组小鼠肝细胞中线粒体形态和数量、脂滴数量趋于正常。Western blot显示与正常组相比,模型组小鼠肝脏组织中FUNDC1蛋白表达增多,OPA1蛋白表达减少,LC3BⅡ和LC3BⅠ的比值(LC3BⅡ/Ⅰ)下降,P62蛋白表达增多,Beclin1和ATG5蛋白表达减少,ATPR组逆转以上变化。结论ATPR通过促进自噬缓解脂多糖引起的小鼠急性肝损伤。

关键词： 4-氨基-2-三氟甲基苯基维甲酸酯自噬脂多糖

自噬相关基因5在人恶性胸膜间皮瘤中的表达及其意义

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中国医科大学学报 2024年

作者：刘如爱王播勇李锦松普元倩余敏熊伟大理大学基础医学院生物化学与分子生物学教研室云南省高校临床生物化学检验重点实验室云南省昆虫生物医药研发重点实验室云南大学生命科学学院生物化学与分子生物学实验室

目的探讨自噬相关基因5 (ATG5)在人恶性胸膜间皮瘤（MPM）细胞和组织中的表达情况，分析ATG5与MPM患者临床病理参数和预后的相关性。方法实时定量PCR (RT-qPCR)和Western blotting检测正常人胸膜间皮细胞和MPM细胞、非MPM胸膜间皮组织... 详细信息

目的探讨自噬相关基因5 (ATG5)在人恶性胸膜间皮瘤（MPM）细胞和组织中的表达情况，分析ATG5与MPM患者临床病理参数和预后的相关性。方法实时定量PCR (RT-qPCR)和Western blotting检测正常人胸膜间皮细胞和MPM细胞、非MPM胸膜间皮组织和MPM组织中ATG5的表达差异。应用TCGA数据库分析ATG5与MPM患者临床病理特征和预后的相关性。构建Cox回归模型，分析影响MPM患者预后的因素。GEPIA数据库评估ATG5与MPM肿瘤标志物和新型血清标志物的相关性。TIMER数据库分析ATG5与MPM免疫细胞浸润和关键免疫调节基因的相关性。结果 ATG5在MPM细胞和组织中显著高表达，且与MPM患者的肿瘤分期呈正相关（P 生物标志物。

关键词：恶性胸膜间皮瘤自噬相关基因5 自噬预后免疫浸润

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生物大分子相分离及其在转录调控中的功能

生物化学与生物物理进展 2024年第4期51卷 743-753页

作者：赵相东王乐马卢杰谢德宝高梦迪孟亚南曾凡力河北农业大学生命科学学院保定071001

相分离(phase separation)是包括蛋白质、核酸在内的生物大分子形成凝聚体或无膜细胞器(membraneless organelles,MLOs)的基本组织原理。已发现生物大分子发生相分离需要一些典型的内在特征条件,如无序区域、模块化结构域、多价相互作... 详细信息

相分离(phase separation)是包括蛋白质、核酸在内的生物大分子形成凝聚体或无膜细胞器(membraneless organelles,MLOs)的基本组织原理。已发现生物大分子发生相分离需要一些典型的内在特征条件,如无序区域、模块化结构域、多价相互作用等。生物大分子相分离在许多重要细胞活动中发挥关键功能,近年来基因转录调控中生物大分子相分离成为研究热点。RNA聚合酶、转录因子(transcription factors,TFs)、超级增强子(super enhancers,SEs)等转录调控元件都通过相分离发挥重要作用。而且转录调控过程中的相分离与癌症发生密切相关。本文就生物大分子相分离形成的内在特征条件和相分离在转录调控中的重要作用进行综述,为理解基本细胞活动和癌症中的基因调控提供参考。

关键词：无膜细胞器相分离转录调控生物大分子癌症

人线粒体单链DNA结合蛋白1在恶性肿瘤发生、发展中的作用及研究进展

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临床与实验病理学杂志 2024年第07期40卷 744-747页

作者：林亚茹王心萌普元倩刘如爱自加吉余敏熊伟大理大学基础医学院生物化学与分子生物学教研室云南省高校临床生物化学检验重点实验室云南大学生命科学学院生物化学与分子生物学实验室云南省昆虫生物医药研发重点实验室

人线粒体单链DNA结合蛋白1(mitochondrial single-strand DNA-binding protein 1, mtSSBP1)是定位于线粒体中的单链DNA结合蛋白，参与线粒体DNA(mtDNA)的复制、转录和修复，在维持线粒体基因组的稳定性和功能等发挥重要作用。mtSSBP1与... 详细信息

人线粒体单链DNA结合蛋白1(mitochondrial single-strand DNA-binding protein 1, mtSSBP1)是定位于线粒体中的单链DNA结合蛋白，参与线粒体DNA(mtDNA)的复制、转录和修复，在维持线粒体基因组的稳定性和功能等发挥重要作用。mtSSBP1与肿瘤细胞增殖、转移和侵袭等恶性生物学行为相关，在多种人类恶性肿瘤中表达上调，其与肿瘤组织浸润加深、分化能力减弱、肿瘤增大和临床分期增加均相关。该文现对mtSSBP1的结构、功能及其在不同类型恶性肿瘤中的作用机制进行阐述，旨在为mtSSBP1与肿瘤的基础研究和临床应用提供参考。

关键词：恶性肿瘤线粒体单链DNA结合蛋白1 生物学标志物预后文献综述

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糖核苷酸的生物合成和应用

生物化学与生物物理进展 2024年第4期51卷 822-838页

作者：郝萌连佳琪张翠璐关婉怡河北师范大学分子细胞生物学教育部重点实验室河北省分子细胞生物学重点实验室河北师范大学生命科学学院石家庄050024

糖基化是生物体中最重要的反应之一,通过糖基化作用可以形成具有多种生物功能的糖缀合物。糖核苷酸作为Leloir型糖基转移酶催化的转糖基反应的糖基供体,在聚糖和糖缀合物的生物合成中必不可少。然而,糖核苷酸的成本较高、可用性有限等... 详细信息

糖基化是生物体中最重要的反应之一,通过糖基化作用可以形成具有多种生物功能的糖缀合物。糖核苷酸作为Leloir型糖基转移酶催化的转糖基反应的糖基供体,在聚糖和糖缀合物的生物合成中必不可少。然而,糖核苷酸的成本较高、可用性有限等因素阻碍了生物催化级联反应在工业中大规模的应用。因此,人们越来越关注糖核苷酸的合成策略,以实现其在多种领域的广泛应用。目前,糖核苷酸及其衍生物的化学合成方法已经建立起来,但合成反应的产量通常很低,而酶法(化学-酶法)和细胞工厂法在合成糖核苷酸过程中具有显著优势。本文主要围绕哺乳动物中常见的9种糖核苷酸,概述了其类型和结构、酶法(化学-酶法)和细胞工厂法两种制备方法。伴随糖核苷酸的高效合成,其多种功能逐渐被发现和应用。本文进一步概述了糖核苷酸在聚糖及糖缀合物合成、糖基转移酶生化性质表征以及生物正交标记策略等方面的应用,对生物化学、糖生物学的研究以及相关医药产品的研发具有十分重要的意义。

关键词：糖核苷酸糖基转移酶激酶焦磷酸化酶