蛋白质的动态功能调控并决定着细胞的生理和病理过程。其不仅受到蛋白质本身生物化学特性的影响，还受到生物体内复杂的生物力学微环境的动态调控。这些生物力因素主要通过耦联生物化学特性来改变蛋白质的动态相互作用、构象变化以及后续的信号传导。近些年来，单分子力谱检测技术突破了传统生物化学技术的限制，在单分子水平有效地研究生物力学——化学耦联调控下的蛋白质动态功能。本文详细介绍了4种代表性的单分子力谱检测技术（原子力显微镜、光镊、生物膜力学探针以及磁镊），着重介绍这些技术在蛋白质动态功能研究方面的典型应用，主要包括蛋白质动态相互作用，蛋白质动态构象变化以及信号传导等。同时，本文还介绍了几种常用的基于上述单分子检测技术的单分子力谱检测方法，主要用于定量检测蛋白质相互作用、构象变化等生物化学过程的分子动力学参数。最后，本文还简要讨论了单分子力谱检测技术的未来发展方向，特别是如何与其他研究手段的有机整合，更全面地研究蛋白质的动态功能。我们希望该综述能够给更多的生物化学家带来新的概念和工具，帮助更全面地研究蛋白质的动态特性。
RON是MET原癌基因家族的一员，与特异性配体MSP结合后，能通过激活下游RAS/ERK、PI3K/AKT等信号通路调节细胞的增殖、分化和侵袭等。RON是跨膜蛋白，结构上可分为胞外、跨膜和胞内 3个片段，各片段具有其特异性的功能区。近年研究发现，由于前体mRNA选择性剪接，蛋白酶解和选择性转录等产生了多种RON异构体及转录本。由于缺失、插入或突变的结构不同，产生的RON异构体的功能也不尽相同。在研究RON的亚结构功能时，具有不同甚至拮抗功能的异构体，能提供大量有益的帮助。但同时，这些异构体影响了对RON表达的定量分析以及其特异性治疗效果。更加深入了解不同RON异构体的结构及其亚单位的功能，也能为基于RON的靶向治疗提供更多有利的参考。
胰岛素抵抗（insulin resistance，IR）是指机体胰岛素促进葡萄糖摄取和利用的效率下降的病理性反应。肥胖引起的IR是2型糖尿病发生和发展的关键环节，其发病机制一直是糖尿病预防和治疗研究的焦点。大量证据表明：肥胖过程中，脂肪组织发生系列病理性改变，包括血管生成不足、缺氧、炎性反应和纤维化。其中，脂肪组织纤维化是脂肪组织细胞外基质重塑的表现，目前属于糖尿病及相关代谢异常基础研究的前沿。为促进相关研究的深入开展，增强临床和公共卫生领域工作人员对这一新兴课题的认识，本文围绕脂肪组织细胞外基质主要蛋白质成分以及基质蛋白修饰成分，就脂肪组织细胞外基质重塑、胰岛素抵抗以及2型糖尿病的发生发展的相关研究成果做出分析。
组蛋白去乙酰化酶4（histone deacetylase 4，HDAC4）是一类依赖锌的去乙酰化酶，属于Ⅱ类组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylases，HDACs），主要具有去乙酰化酶的活性。HDAC4由去乙酰化酶结构域发挥去乙酰化酶的作用，还具有核定位序列和核输出序列，通过转录后与翻译后水平的修饰可在细胞核和细胞质之间穿梭，进而参与多种调节过程。近年来的研究发现，HDAC4可参与基因的转录调控、细胞凋亡、代谢等诸多生物进程，在多种疾病的发生发展中发挥重要作用。本文主要从HDAC4的结构、去乙酰作用、自身的修饰及其在核浆中的穿梭作用对其进行概述，同时对其在骨关节炎、心血管疾病、肌萎缩性侧索硬化症等不同疾病中的作用、相关的分子机制及组蛋白抑制剂在肿瘤中的应用等方面的研究进展进行综述。
真核生物染色质修饰是基因表达调控中的一个重要部分，组蛋白乙酰化修饰是基因转录调控的关键机制，与基因表达的活跃与沉默密切相关。组蛋白乙酰化修饰已成为表观遗传学的重要组成部分，受到研究者的普遍重视。本文从植物组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase，HDACs)的分类开始，综述植物中HDACs家族成员的结构特点、组织表达的多样性与复杂性，重点阐述其对发育的调控、逆境胁迫的响应。对了解基因的调控机制，丰富表观遗传学内容，并最终应用于植物育种及农业生产具有重要意义。
非酒精性脂肪性肝病（non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）是以肝细胞内甘油三酯和胆固醇等脂毒性脂肪过度沉积为主要特征的一种临床获得性代谢综合征。最新研究表明，NAFLD向非酒精性脂肪肝炎(NASH)进展时，肝内胆固醇积累可能较甘油三酯更具有细胞毒性风险。固醇调节元件结合蛋白2（sterol regulatory element-binding protein 2，SREBP2）是脂质代谢重要的核转录因子之一，主要调控胆固醇的生物合成和体内平衡。SREBP2及其靶基因调控的胆固醇异常是引起非酒精性脂肪肝病发生发展的重要因素之一。因此，认识SREBP2信号通路中，上下游各因素的表达调控作用与NAFLD发病机制之间关系，就显得非常重要。本文总结了受SREBP2调控表达的靶基因的特点，着重介绍SREBP2调控胆固醇体内合成与平衡的信号通路与NAFLD发病机制之间关系，为研究和指导治疗NAFLD及其代谢性疾病提供新的思路。
Musashi 家族是一类进化保守的RNA结合蛋白，Musashi2(MSI2)属于其中一员。MSI2能维持多种组织干细胞功能状态，发挥重要生理作用。新近研究证实，MSI2不仅参与多种恶性肿瘤的发生，其表达水平还能预测肿瘤患者的预后。因而，MSI2在肿瘤中扮演着癌基因的角色，是一些相关肿瘤的潜在治疗靶点。本文就MSI2在肿瘤中的最新研究进行综述。
氨酰-tRNA合成酶 (aminoacyl-tRNA synthetase, aaRS) 是蛋白质生物合成中的关键酶，能够催化特定的氨基酸和相应tRNA结合。为了研究八肋游仆虫氨酰tRNA合成酶(Euplotes octocarinatus aminoacyl-tRNA synthetase, EoaaRS)基因的种类、数目、结构及起源，本研究利用生物信息学方法，对八肋游仆虫大核基因组编码的aaRS进行了系统分析。结果表明，八肋游仆虫大核基因组共包含45个aaRS基因，可编码20种不同的aaRS蛋白。其中，EoGlnRS和EoAlaRS仅由1个基因编码，其余EoaaRS均由多个基因编码。亚细胞定位分析显示，仅8个EoaaRS具有线粒体导肽，对应于6种EoaaRS。此外，基于核酸序列分析显示，多个EoaaRS在翻译过程中需要发生编程性核糖体移码，才能形成结构完整的蛋白质产物。结构域分析表明，部分EoaaRS存在特殊结构域，暗示其可能具有氨酰化以外的新功能。进化分析揭示，2个EoGlyRS起源于古菌，而2个EoLysRS起源于细菌。本研究为后续探讨低等真核生物aaRS的结构与功能奠定了基础。
硫化氢（hydrogen sulfide，H2S）是一种新型气体信号分子，钙离子（calcium，Ca 2+）为重要的第二信使，两者在调控植物生长发育及多种逆境胁迫中分别起着重要作用。然而，H2S和 Ca 2+信号在调控植物耐冷性中的作用关系并不十分清楚。本研究针对以上问题以‘津优35号’黄瓜为试材进行研究，结果表明，低温胁迫可诱导H2S信号的产生，且这种信号可被外源Ca 2+增强；低温胁迫可诱导Ca 2+信号转导相关基因CaM、CIPK5的mRNA表达，且外源H2S能够上调低温下CaM、CIPK5的表达量；进一步研究发现，外源H2S和Ca2+可显著增强植株的抗氧化能力，减少活性氧积累，从而降低低温胁迫对黄瓜幼苗的损伤，且加入Ca 2+螯合剂乙二醇二乙醚二胺四乙酸（ethylene glycol tetraacetic acid，EGTA）或钙调素拮抗剂氯丙嗪（chlorpromazine，CPZ）后，H2S对黄瓜幼苗抗氧化能力的促进效应明显减弱，同样的，H2S清除剂次牛磺酸（hypotaurine，HT）也会降低Ca 2+的作用。以上结果表明H2S与Ca 2+信号间存在着复杂的联系，而且他们可以通过相互作用调控黄瓜幼苗的抗氧化系统，从而增强植株耐冷性。
miR-33a参与许多肿瘤发展的调控。然而，其对肝癌的作用还未完全清楚。本研究探讨了miR-33a在肝癌细胞中的表达及其功能。实时荧光定量PCR显示，与永生化的正常肝细胞系LO2相比，miR-33a在SMMC-7721、Bel-7405、Hep3B细胞中表达量较高，在SK-Hep-1、HepG2、Huh7细胞中表达量较低。其中，在SMMC-7721中表达量最高，在Huh7中表达量最低。分别用miR-33a模拟物和抑制物转染表达量最高和最低的细胞系SMMC-7721和Huh7，实时荧光定量PCR显示，模拟物转染细胞后，36 h转染效率最高；cy3染色法显示，抑制物转染细胞后，各时间点被标记的细胞均大于60%；CCK-8法和Transwell法显示，miR-33a抑制SMMC-7721和Huh7细胞增殖、迁移和侵袭；Western印迹显示，miR-33a抑制SMMC-7721、Huh7细胞claudin-1表达，促进E-钙粘蛋白表达；balb/c裸鼠成瘤实验表明，皮下注射miR-33a拮抗剂能促进肿瘤生长。上述结果证明，miR-33a在不同的肝癌细胞系中表达水平高低不一，在SMMC-7721中最高，Huh7中最低；miR-33a可以抑制肝癌细胞增殖，并可能通过抑制claudin-1及促进E钙粘蛋白表达，抑制上皮间质转化进程抑制肝癌细胞侵袭和迁移。
运动员在高原训练中，低氧与运动双重应激中常出现的腹泻、腹痛、食欲不振及其他消化系统紊乱，可能与小肠微观形态受损和伴随发生的细菌增殖异位及炎症有关。本研究构建SD大鼠高原训练模型，观察模拟高原训练对大鼠携氧用氧能力、小肠黏膜屏障完整性、小肠细菌量及小肠NF-κB等炎症因子表达的影响。血液细胞分析结果显示，低氧暴露和低氧训练导致大鼠红细胞数和红细胞压积显著上升。苏木精-伊红染色组织切片证实，低氧暴露导致大鼠小肠机械屏障轻微损伤，低氧训练导致大鼠小肠机械屏障严重受损。荧光原位杂交结果显示，低氧暴露导致大鼠小肠出现细菌增殖发生菌群异位，低氧训练导致增殖和异位现象加剧。蛋白质免疫印迹结果显示，NF-κB仅在低氧暴露和低氧训练组出现高表达，运动组与大鼠对照组无显著差异。逆转录聚合酶链式反应结果显示，TNF-α和IL-6作为NF-κB的下游因子，出现相似的变化趋势。以上结果表明，本研究建立的动物模型可以达到模拟高原训练的目的，高原训练导致大鼠小肠机械屏障被破坏，发生细菌增殖、细菌异位，进而引发小肠炎症因子水平上升。初步揭示了高原训练中运动员出现消化系统不适、腹泻的原因。对于通过补充有益菌的方式平衡菌群，缓解小肠损伤及炎症，解决高原训练中运动员消化系统不适的问题有待继续研究。
有害的中波紫外线（ultraviolet B，UV-B；280～320 nm）辐射影响植物的生长与发育。但也有研究证明，UV-B辐射可诱导生物碱合成。然而，UV-B辐射能否提高颠茄(Atropa belladonna L.)中托品烷类生物碱（tropane alkaloids，TAs）的含量尚未见报道。本研究以颠茄实生苗为材料，研究UV-B不同照射度强、时间（d数）对颠茄的氮代谢、生物碱含量及TAs代谢途径中的几个关键酶基因表达量的影响。结果表明，随着辐射天数的增加（5～30 d），低强度（LU，5 μW/cm2）UV-B处理与对照（无辐射）比较，硝态氮、莨菪碱、东莨菪碱含量无显著差异。然而，中等强度（MU，10 μW/cm2）和高强度（HU，15 μW/cm2）UV-B辐射，明显增加硝态氮含量，谷氨酰胺合成酶（glutamine synthetase，GS）、谷氨酸脱氢酶（glutamine dehydrogenase，GDH）活性明显高于对照。重要的是，中、高强度UV-B辐射显著降低了颠茄的叶片与茎中莨菪碱和东莨菪碱含量。荧光定量PCR揭示，莨菪碱合成的关键酶腐胺N甲基转移酶（putrescine Nmethyltransferase,PMT）编码基因、莨菪碱-6-β-羟化酶（hyoscyamine-6-β-hydroxylase,H6H）基因表达呈高度组织特异性，主要是在根部表达。与对照比较，低强度照射25 d引起pmt在根部的表达量显著上调，而中、高强度照射导致其下调；h6h在根部的相对表达量随着处理强度的增加逐渐降低；托品酮还原酶Ⅰ（tropinone reductaseⅠ, TRⅠ）编码基因在叶片中的表达量较高，随照射强度的增加而升高。上述结果表明，低强度UV-B辐射促进氮代谢，有利于莨菪碱合成；而长期中、高强度UV-B辐射，尽管促进了谷氨酸代谢，但却使pmt和h6h表达降低，不利于莨菪碱和东莨菪碱的积累。总之，本研究结果显示，不同UV-B辐射强度和时间，对颠茄合成TAs的影响不同，可为大田试验生产莨菪碱提供有益的参考。
外泌体可由多种细胞分泌，是具有多种生物学功能的细胞外囊泡，但其在气道重塑中的作用尚不明确。为探讨经寒冷刺激的人支气管上皮细胞（BEAS-2B）分泌的外泌体对人胚肺成纤维细胞(HLF1)气道重塑相关因子表达的影响,收集BEAS-2B细胞株培养液提取外泌体，利用透射电镜及Western印迹对外泌体进行其大小、形态及标志性蛋白的检测；提取的外泌体与HLF1共同培育，分别设置空白对照组、正常对照组（加入未作干预的BEAS2B细胞所产的外泌体）及寒冷刺激组（加入经寒冷刺激后的BEAS-2B细胞所产的外泌体）。运用Real-time-PCR及Western印迹技术，分别检测各组HLF1表达FGF-2、TNF-α、MMP-9的mRNA及蛋白情况。结果显示，提取BEAS-2B细胞分泌的外泌体为直径小于100 nm的圆形或椭圆形结构，并表达外泌体标志性蛋白CD9、TSG101、ALIX；寒冷刺激组24 h后，其FGF-2、TNF-α、MMP-9的mRNA及蛋白表达均显著高于空白对照组及正常对照组（均P<0.05）。本研究结果表明，BEAS-2B细胞能够释放外泌体；经寒冷刺激后的BEAS2B细胞所释放的外泌体可以携带并传递生物信号，诱导HLF1表达气道重塑相关因子。
基因改造的1型单纯疱疹病毒（HSV-1）载体在肿瘤溶瘤病毒治疗及基因转导中具有广泛的应用前景。本研究报道一种基于CRISPR-Cas9系统的高效快速的重组HSV-1载体构建方法。首先，双顺反表达靶点gDNA和Cas9核酸酶的基因编辑质粒与同源重组模板质粒共转染Vero细胞后，用亲本株感染细胞；然后，Cas9对胞内病毒基因组定点切割，诱导外源基因同源重组，修复至病毒基因组指定位点。通过PCR、Western印迹、免疫荧光等方法证明，相比于传统自发同源重组的构建方法，该方法能显著提升病毒重组率(4.1% vs 1.1%)。同时，本研究建立了一种新的单克隆病毒纯化方案，简化了阳性病毒筛选步骤。本研究结果提供了一种高效快速的重组HSV1构建方法，这对于HSV-1相关基因治疗及其病理机制研究将具有重要意义。
