中国生物化学与分子生物学报

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中国生物化学与分子生物学报. 2024, 40(4): 0-0.

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糖生物学专栏导读

专栏特约执行主编李静

中国生物化学与分子生物学报. 2024, 40(4): 407-408. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2024.04.0102

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糖作为生命体的重要组成成份,承载着很多生物学功能:保护细胞、细胞的结构成份、能量来源与代谢组分、细胞与细胞的识别以及细胞内的信号转导。最常见的人类ABO血型的分子基础就是由血细胞表面的糖链结构决定的,流感病毒侵入宿主细胞则是由宿主细胞表面的唾液酸糖作为受体。
虽然人们很早就认识到了糖的重要性,但其固有的复杂性造成了很多研究上的技术难题:其一,化学结构上,糖链的链接方式多种多样;其二,糖链的合成没有模板,而是如同“分子乐高”一样由糖基转移酶装配合成。这样的糖类异质性虽然可以承载更多的信息,但是也为研究它的生物学功能造成了不小的挑战。
所以糖生物学从诞生的那一刻起,就注定了是一门多学科多手段多角度的交叉学科。本专刊涵盖多学科(生命、化学以及药学)对于糖生物学功能的综述以及技术上的最新简报,力图报道糖科学研究的新技术新方法,阐释糖在不同生理和病理中的功能,并讨论糖类药物的开发。
本专刊一共收录了9篇糖生物学相关的综述以及1篇技术简报。
(1) “工欲善其事,必先利其器”,我们首先综述了研究糖生物学的技术手段:《基于分子库策略的蛋白质O-糖基化研究》通过化学合成的方法来研究不同Ser/Thr位点进行O-糖基化对蛋白质功能的影响和调控;《酶介导的邻近细胞标记方法探究细胞间相互作用》阐释了化学生物学的研究策略;《基因编辑技术及其在糖生物学研究中的应用》则将糖与基因编辑相结合,对未来进行了展望。
(2) 聚焦N-乙酰葡萄糖胺 (O-linked β- N -acetylglucosamine, O-GlcNAc)。O-GlcNAc为发生在细胞内参与信号转导的单糖修饰。综述《靶向编辑O-GlcNAc糖基化修饰的化学生物学技术》从化学的角度阐释了最新的化学生物学工具;技术简报《CpOGA^D298N与核心链霉亲和素(Stv13)融合表达用于检测蛋白O-GlcNAc修饰》则从去N-乙酰葡萄糖胺修饰的角度研究了新的检测方法;《O-连接-N-乙酰葡糖胺糖基化蛋白质的富集方法》介绍了近年来 O-GlcNAc 糖基化修饰与疾病之间的关系以及相关修饰位点的富集方法;《O-GlcNAcylation在免疫系统中的作用》则侧重其在生物学中的免疫功能。
(3) 阐释糖类分子在不同病理中的功能:《免疫分子的糖基化修饰与重要感染性疾病》集中于免疫系统;《溶酶体半乳糖苷酯酶作用机制及疾病》侧重糖在溶酶体这一独特的细胞器中的功能。以此为基础,《糖药物在疾病治疗中的应用》综述了针对糖类的药学研究。
我们相信通过多学科对于糖生物学的交叉探索与创新实践,糖生物学必将迎来崛起的新时代。

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基于分子库策略的蛋白质O-糖基化研究

巩金媛, 商世瑛, 谭忠平

中国生物化学与分子生物学报. 2024, 40(4): 409-423. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2024.01.1390

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糖以共价键的形式连接到蛋白质氨基酸的侧链上可以形成糖基化。糖基化在许多情况下能够显著增加蛋白质结构、性质和功能的多样性。特定的糖基化模式还能够赋予蛋白质和酶特异的性能,同时异常的糖基化模式也可能导致疾病。因此,全面深入地了解蛋白质糖基化的作用,无论是对于基础研究还是应用研究,都有重要的意义。然而,由于难以获得适于研究的样品,这方面的进展一直异常缓慢。近年来,研究人员逐渐开始探索使用一个基于糖基化异形体分子库(glycoform library)的策略来改变这一现状。这一策略以使用合成的方法制备的具有高纯度且在结构上存在系统差异的一系列分子作为研究对象,通过对它们结构、性质和功能的比较,相对快速而准确地获得蛋白质糖基化的作用和作用机制,进而更好地提高糖基化在改善蛋白质和酶的性能方面的应用水平。本综述旨在通过对分子库策略在O-糖基化研究方向上的进展,以大致按照时间顺序进行的总结、概述和简单讨论,实现对现有不多的实例的研究方法、每个实例取得的研究成果的系统展示,从而能够帮助研究人员更清晰地了解该策略目前的发展状况和不足,帮助他们在今后更好地利用该策略进行蛋白质糖基化的研究和应用,更好地提高该策略的使用深度和广度。

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酶介导的邻近细胞标记方法探究细胞间相互作用

沙昱彤, 李景超, 易文

中国生物化学与分子生物学报. 2024, 40(4): 424-432. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2023.09.1280

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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。

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基因编辑技术及其在糖生物学研究中的应用

章恩华, 邱宏

中国生物化学与分子生物学报. 2024, 40(4): 433-452. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2024.03.1081

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基因功能的解析是现代生物学研究的基本问题,基因的精准、高效和靶向编辑是基因功能研究不可或缺的手段。在过去的30多年,基因编辑实现了从基于同源重组修复技术的基因打靶技术(gene targeting)到基于锌指核酸酶、转录激活样效应因子核酸酶和CRISPR相关核酸酶等可编程核酸酶的可控编辑技术的革命性转变。这些技术的发展极大地促进了基因功能的研究并促生了疾病治疗的颠覆性技术。本文综述了CRISPR-Cas的分类、组成及其在细菌中发挥免疫防御作用的工作原理,重点综述了基于CRISPR-Cas系统的最新基因编辑工具包括基因转录编辑器、表观遗传编辑器、碱基编辑器、先导编辑器以及靶向RNA的RCas编辑系统。随后综述了基因编辑器的细胞和器官靶向递送策略,主要讨论了腺相关病毒、脂质纳米颗粒和细胞外囊泡的优劣。最后,本文综述了基因编辑技术在糖生物学研究中的应用,包括糖类物质功能、生物合成与机制,糖蛋白质组学分析,细胞糖芯片的构建和应用以及蛋白质糖基化工程改造。精确基因编辑技术的发展促进了糖类物质的生物合成机制、结构与功能研究,也正在推进转化糖科学研究。

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靶向编辑O-GlcNAc糖基化修饰的化学生物学技术

潘雅文, 王贞超, 沈大成

中国生物化学与分子生物学报. 2024, 40(4): 453-462. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2024.02.1430

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糖基化修饰是最丰富和最复杂的蛋白质翻译后修饰之一。其中,氧连-N-乙酰氨基葡萄糖基化修饰 (O-GlcNAcylation)作为广泛存在于真核细胞质或线粒体的蛋白质糖修饰,影响了蛋白质性质、细胞功能和疾病状态等方面,因此,在活细胞中的靶蛋白质上进行编辑O-GlcNAc糖基化对于与其相关的功能调控至关重要。这些在细胞靶蛋白质上操控O-GlcNAc糖基化修饰的新技术,将在很大程度上加速O-GlcNAc功能研究的发展。本文简要介绍了近年来靶向编辑O-GlcNAc糖基化修饰化学生物学技术的研究进展,讨论了目前可用的O-GlcNAc编辑策略并进行了分析,展望了相关技术的未来发展前景。这些技术组成了一个强大的化学生物学工具箱,并有望用于与O-GlcNAc 糖基化相关疾病的诊断与治疗。

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O-连接-N-乙酰葡糖胺糖基化蛋白质的富集方法

孟领航, 张威, 王佳佳

中国生物化学与分子生物学报. 2024, 40(4): 463-473. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2024.01.1325

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O-连接-N-乙酰葡糖胺(O-GlcNAc)糖基化修饰是将 N-乙酰葡萄糖胺添加到细胞核和细胞质蛋白质的丝氨酸和苏氨酸残基上的一种丰富的、独特的翻译后修饰,与癌症、神经退行性病变和糖尿病等疾病密切相关。明确 O-GlcNAc 修饰位点是探究其在相关疾病中调控机制的前提,同时也是临床诊断和靶向干预的关键。本文介绍了近年来 O-GlcNAc 糖基化修饰与疾病之间的关系以及相关修饰位点的富集方法,包括抗体和凝集素、化学酶法、亲水作用液相色谱法和非天然糖代谢标记等;此外,“凹凸理论”、“定点活化”等靶向标记特定组织内蛋白质的糖基化修饰策略已成为当前研究热点,同时基于“一石多鸟”的多功能酶法标记,以及“一锅法” 分析多种糖链结构等方法也将极大促进糖蛋白组学的快速发展。总之,开发更加高效、特异的糖蛋白富集策略,将对阐明包括 O-GlcNAc 在内的异常糖基化修饰在相关疾病中的调控机制具有重要的研究意义。

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O-GlcNAc糖基化修饰在免疫系统中的作用

薛俊杰, 孙慧

中国生物化学与分子生物学报. 2024, 40(4): 474-483. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2024.03.1078

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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。

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免疫分子的糖基化修饰与重要感染性疾病

方丹, 章晓联

中国生物化学与分子生物学报. 2024, 40(4): 484-492. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2024.03.1463

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蛋白质糖基化是最常见的蛋白质翻译后修饰(post-translational modification, PTM)之一,其广泛存在于生命体中。真核细胞中,糖基化修饰对蛋白质的折叠、构象、分布、稳定性和活性具有重要的影响。研究表明,糖蛋白的糖链对于维持多细胞生物所有分化细胞间相互作用的秩序至关重要。蛋白质糖基化的功能障碍可能导致疾病的发生和感染性疾病的发展。迄今已有许多蛋白质的N/O-聚糖改变被确定为肿瘤和某些传染性疾病发展的生物标志物。因此,本文针对B细胞受体(B-cell receptor, BCR)、T细胞受体(T-cell receptor, TCR)、细胞因子(cytokines, CK)、补体(complement)和免疫球蛋白(immunoglobulin, Ig)等主要的免疫分子的糖基化修饰,以及相关糖基化修饰与传染性疾病之间的关系进行综述,旨在阐释免疫分子的糖基化与传染性疾病之间的关联,为治疗感染性疾病提供新思路和策略。

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溶酶体半乳糖脑苷酯酶的作用机制及疾病

沈畅, 尹秋媛, 孟明耀, 孙建伟

中国生物化学与分子生物学报. 2024, 40(4): 493-503. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2024.01.1402

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溶酶体贮积症(lysosomal storage diseases, LSD) 是一类遗传性代谢障碍疾病,其发病机制主要源于溶酶体酸性水解酶的基因突变,导致酶的功能缺陷,进而触发生物大分子在溶酶体内的异常积累,继而对细胞、组织及器官功能造成显著损害。β-半乳糖脑苷酯酶 (galactocerebrosidase, GALC)的突变或缺失导致鞘氨醇半乳糖苷(galactosylsphingosine)的累积,造成了进行性的脱髓鞘病变,诱发神经鞘脂贮积症-克拉伯病(Krabbe disease),其在疾病调控中的具体机制尚未完全阐明。目前,越来越多的有关GALC基因的致病突变被报道,结合GALC蛋白的三维结构解析,已逐渐了解GALC蛋白的突变造成克拉伯病的机制,这将为开发相关治疗药物提供有力的证据。此外,GALC在不同的肿瘤进程中扮演着双重角色,一些癌症中充当着抑癌因子的作用,而在另一些癌症中则发挥着致癌因子的作用,然而剖析GALC对癌症的影响仍需进一步深入的研究,这将为GALC作为潜在的肿瘤促进或抑制的靶点提供借鉴。GALC还与多种神经退行性疾病,包括阿尔茨海默病、帕金森氏病以及多发性硬化症有关。由于GALC作用机制的复杂性,目前,针对GALC缺乏所致的克拉伯病的治疗主要通过单一模式疗法(single-modality therapies)及多模式疗法(multi-modality therapies),但要开发出真正有效的治疗方法,仍需深入研究GALC基因缺陷导致的发病机制。本文综述了GALC的结构和功能特性,汇总并讨论了其在神经系统及肿瘤发生发展中的作用及相关研究的最新进展,旨在为未来深入探讨GALC的调控机制及开发治疗相关疾病的创新药物提供理论基础和参考。

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糖药物在疾病治疗中的应用

薛浩宇, 金洪真, 赵炜

中国生物化学与分子生物学报. 2024, 40(4): 504-512. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2024.01.1001

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糖参与了细胞识别、细菌感染、信号转导和免疫应答等许多生命过程,由于其相关的生物学作用,天然存在的糖及其衍生物已被广泛研究。糖也是药物开发的重要先导物,与糖相关的药物在多种疾病如抗感染、抗癌和心血管疾病中表现出很好的治疗性,核糖和脱氧核糖是构成核苷药物的主要支架,小分子核苷类似物能够抑制病毒在受感染细胞中的复制来预防或治疗病毒感染;含糖结构的大环内酯抗生素和氨基糖苷类抗生素,分别作用于细菌核糖体的50S亚基和30S亚基来阻止细菌蛋白质的合成,从而杀死细菌;肝素作为一种高度硫酸化的糖胺聚糖,能够与抗凝血酶Ⅲ结合,增强抗凝血酶Ⅲ与凝血酶的亲和力,使凝血酶失活达到抗凝血效果;拟糖类药物可以和糖苷酶结合来阻止低聚糖水解,从而控制血糖水平;糖疫苗对于癌症的治疗有着不可或缺的作用等,糖药物几乎涉及了所有疾病领域。此外,糖化学的迅速发展,不断提高了科学家们对糖的认识,糖越来越多的被药物化学家们用于新药设计。本文从含糖结构的药物出发,对糖药物在各类疾病中的应用进行简要综述。

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CpOGA^D298N 与核心链霉亲和素Stv13融合表达用于检测蛋白质O-GlcNAc 修饰

黎先感, 杨明, 鲁莹, 李玲, 马骞, 李静, 张连文

中国生物化学与分子生物学报. 2024, 40(4): 513-519. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2024.03.1045

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氧连接的β-N-乙酰葡萄糖胺修饰(O-GlcNAc修饰)是一种发生在蛋白质丝氨酸、苏氨酸羟基上的一种动态、可逆的翻译后修饰。O-GlcNAc修饰在细胞的许多关键过程中发挥重要作用,也是研究阿尔茨海默病和糖尿病等的重要途径,但是常用于O-GlcNAc蛋白检测的抗体特异性或者检测分子量范围仍存在问题且耗时(～36 h)过长,对后续研究造成困扰。在本研究中,我们设计构建了产气荚膜梭菌OGA(O-GlcNAcase)突变体(CpOGA^D298N)与核心链霉亲和素Stv13融合表达质粒pET28a-CpOGA^D298N-Stv13。将质粒pET28a-CpOGA^D298N-Stv13转化到大肠杆菌 BL21(DE3)中进行诱导表达,获得了融合蛋白质CpOGA^D298N-Stv13。通过CpOGA^D298N特异性结合O-GlcNAc的能力及生物素-亲和素特异性亲和作用,设计了Far-Western blot(Far-WB)用于检测蛋白质O-GlcNAc修饰,利用sOGT(short form O-GlcNAc transferase)、去O-GlcNAc修饰sOGT、细胞裂解液样本及人肝细胞核因子1A(hepatocyte fuclear factor 1A,HNF1A)对该方法进行验证。本研究成功构建了一种蛋白质O-GlcNAc修饰检测方法,耗时相对O-GlcNAc特异性抗体缩短至5~7 h,丰富了蛋白质O-GlcNAc修饰的检测方法, 为其后续研究奠定了基础。

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分子生物学中心法则存在两个版本

杨克恭

中国生物化学与分子生物学报. 2024, 40(4): 520-525. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2024.03.1360

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分子生物学中心法则阐述生物体内的遗传信息流动方向,是重要的分子生物学经典理论之一。中心法则存在两个版本。1957年克里克首次提出中心法则,1958年发表,1970年修改。克里克将遗传信息传递方式分为三组:(1)3种普通传递,在细胞中正常发生,包括DNA→DNA、DNA→RNA和RNA→蛋白质;(2)3种特殊传递,指某些病毒中的RNA→RNA和RNA→DNA,以及体外DNA→蛋白质;(3)3种未知传递,即尚未发现或可能不存在的信息传递,包括蛋白质→蛋白质、蛋白质→DNA和蛋白质→RNA。1965年沃森以蛋白质生物合成途径作为中心法则,将遗传信息传递过程分成两步——转录和翻译,通常简化为DNA→RNA→蛋白质,之后又补充了“RNA复制”和“逆转录”。沃森中心法则的局限性受到质疑。

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PRMT1在消化系统肿瘤中的作用

郭大金, 谭圆圆, 金艳花

中国生物化学与分子生物学报. 2024, 40(4): 526-533. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2023.12.1373

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蛋白质精氨酸甲基转移酶1(PRMT1)是蛋白质精氨酸甲基转移酶家族中的一员,通过将甲基从S-腺苷-L-甲硫氨酸转移到末端胍基氮原子以甲基化精氨酸残基,催化精氨酸残基的单甲基化和不对称二甲基化。研究发现,PRMT1位于细胞核和细胞质内,参与哺乳动物转录调节、信号转导和DNA损伤修复等过程,并通过多种方式影响肿瘤的增殖、凋亡、转移及耐药等生物学过程,在恶性肿瘤的发生过程中发挥着十分重要的作用。此外,PRMT1还是多种癌症预后不良的生物标志物,其抑制剂能够抑制部分肿瘤的生长。PRMT1与肿瘤的生物学特性密切相关,影响癌症患者的预后。本文主要就PRMT1在消化系统肿瘤中不同的作用靶点以及参与的信号通路做一综述,并简要概括PRMT1抑制剂联合治疗策略,以期为消化系统肿瘤的临床治疗及预后提供新思路。

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PSME2和STAT3双重抑制通过合成致死效应诱导食管鳞癌细胞死亡

孙魁, 陈攀, 刘永萱, 康永安, 吴晓爽, 程月月, 程浩东, 刘其伟, 高社干, 齐义军

中国生物化学与分子生物学报. 2024, 40(4): 534-543. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2024.02.1465

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蛋白酶体激活物复合物亚基 2(proteasome activator complex subunit 2, PSME2)表达异常与多种肿瘤发生发展密切相关,但在食管鳞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)中功能及临床意义尚不明确。本研究分析了TCGA-ESCC和GSE53625数据库中ESCC转录物组数据,发现PSME2高表达组ESCC患者预后不良,且ESCC组织中PSME2蛋白表达水平高于癌旁组织。沉默KYSE30细胞和NE6-T细胞中PSME2表达,ESCC细胞的增殖、侵袭、迁移和克隆能力均显著下降,同时伴随着LC3-II/LC3-I蛋白表达明显升高、p62蛋白表达降低和自噬激活。GSEA富集分析表明,PSME2低表达组IL-6/STAT3信号通路激活,沉默KYSE30细胞和NE6-T细胞诱导了IL-6分泌和p-STAT3表达增加。上述PSME2沉默诱导的分子变化,能够被LMT28或WP1066逆转。PSME2沉默联合WP1066,使KYSE30与NE6-T细胞培养上清中LDH含量明显升高,Calcein/PI染色表明,死亡细胞率分别为36.69%和32.55%,显著高于PSME2沉默(6.78%和6.74%)或WP1066单独处理组(18.34%和9.70%)。本研究表明,PSME2促进ESCC恶性进展,PSME2沉默通过IL-6/STAT3信号通路代偿性激活ESCC自噬,联合PSME2沉默和STAT3抑制通过合成致死效应诱导食管鳞癌细胞死亡,表明PSME2是ESCC潜在分子治疗靶点,联合抑制PSME2和STAT3是ESCC治疗的新选择。

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丙酮酸激酶同工酶M2介导长非编码RNA RP11-879F14.2发挥抑制心肌细胞肥大作用

李艺, 温艺红, 伍华燕, 姜佳雪, 欧涛, 陈凯茵, 刘宇鹏, 单志新

中国生物化学与分子生物学报. 2024, 40(4): 544-553. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2024.02.1002

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越来越多的证据表明,长非编码RNA(lncRNA)在生物学功能调节中发挥着重要的作用。实时定量PCR(RT-qPCR)检测显示,与健康器官捐献者(n=23)相比,长非编码RNARP11-879F14.2在心力衰竭(heart failure,HF)患者(n=21)心肌中表达水平显著升高,但其在心肌肥厚调节中可能的作用和机制尚不清楚。利用腺病毒介导在乳小鼠心肌细胞(neonatal mouse ventricular cardiomyocytes, NMVCs)和乳大鼠心肌细胞(neonatal rat ventricular cardiomyocytes, NRVCs)中过表达RP11-879F14.2,检测对NMVCs中心肌肥厚相关基因,包括肌球蛋白重链(MYH7)、骨骼肌肌动蛋白(Acta1)以及心钠素(NPPA)表达的影响,结果显示,过表达RP11-879F14.2可显著抑制NMVCs和NRVCs中心肌肥厚相关基因表达。RT-qPCR和Western 印迹结果证实,当过表达RP11-879F14.2时可显著促进NMVCs中丙酮酸激酶同工酶M2(PKM2)表达。并且,过表达PKM2和RP11-879F14.2可一致地抑制NMVCs和NRVCs中心肌肥厚相关基因表达和去氧肾上腺素(phenylephrine, PE)诱导NRVCs的表面积增加,而敲降PKM2可逆转RP11-879F14.2对NMVCs中心肌肥厚相关基因表达的抑制作用。利用Seahorse 96XF细胞能量分析仪检测显示,过表达RP11-879F14.2和PKM2可一致增加NMVCs中葡萄糖代谢水平,而沉默PKM2对RP11-879F14.2上调NMVCs中糖酵解、三羧酸(TCA)循环和线粒体电子传递链(ETC)相关基因的表达有显著的抑制作用。因此,PKM2介导RP11-879F14.2发挥抑制心肌细胞肥大的作用。

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293T细胞生产慢病毒工艺优化

李欣, 高驰, 顾力行, 曾毅, 姚頔, 何红鹏, 张同存

中国生物化学与分子生物学报. 2024, 40(4): 554-564. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2024.02.1441

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随着细胞治疗的快速发展,大规模慢病毒的生产成为工艺环节中的瓶颈,因此,优化293T高滴度和高纯度的CAR慢病毒载体生产工艺显得至关重要。本研究旨在优化包装慢病毒的293T贴壁细胞,节省时间,节约成本,提高慢病毒包装的能力。同时对优化慢病毒载体中出现悬浮细胞结团生长的现象进行探索,检测其影响结团的因素。分别采用快速、慢速驯化方式将293T贴壁细胞驯化为悬浮培养,并比较其细胞形态、细胞密度、细胞活率、慢病毒包装能力和冻存复苏后稳定一致性,筛选出最优的悬浮驯化条件。通过调节Ca^2＋浓度和EDTA添加量来研究比较细胞结团生长状况。结果证明,使用无血清培养基OPM-293 CD05 溶剂(medium)可以将293T贴壁细胞快速驯化为293T悬浮细胞,并能制备出慢病毒滴度且优于贴壁细胞的包装滴度(^*P<0.05)。Ca^2＋浓度会影响细胞结团大小,添加EDTA能有效分离分散非必要的细胞抱团生长。研究结果显示,传统293T贴壁细胞可以使用无血清培养基OPM-293 CD05 溶剂快速驯化成悬浮细胞;在一定范围内,Ca^2＋浓度越高细胞所结团块及粒径越大,EDTA添加量越高细胞所结团块及粒径变小。这为优化慢病毒载体包装工艺和悬浮培养条件,同时为体外规模化细胞培养放大和生产奠定了理论基础,具有一定的实用价值。

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基于复杂网络理论的酵母菌PPI网络中关键蛋白质与核心蛋白质组的识别

万杰, 武子惠, 彭雨萱, 李羚, 李子正, 丁彦蕊

中国生物化学与分子生物学报. 2024, 40(4): 565-572. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2024.02.1406

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识别关键蛋白质对疾病治疗、药物设计等领域有重要作用。本文首先采用5种节点重要性排序算法,对4种酵母菌PPI网络进行关键蛋白质识别,并通过分析不同网络之间共有的关键蛋白质,构建了关键蛋白质子网。再通过杰卡德相似度指标,筛选出子网中拓扑特征相似的关键蛋白质对,发现4种网络中存在Gavin-EPG 1、Gavin-EPG 2、Babu-EPG 1、Babu-EPG 2、LCMS-EPG、MALDI-EPG共6个核心蛋白质组。尽管它们大都是核糖体蛋白质,然而不同的酵母菌PPI网络中核心蛋白质组中蛋白质的组成差异很大。本文所发现的关键蛋白质以及核心蛋白质组对进一步研究核糖体上蛋白质如何相互作用影响肽链的合成以及折叠提供了重要的理论参考。

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深切悼念杜国光教授

中国生物化学与分子生物学报. 2024, 40(4): 553-553.

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北京大学基础医学院生物化学与分子生物学系杜国光教授于美国芝加哥时间2024年3月7号下午1点15分在芝加哥Evanston的Saint Francis 医院平静去世,享年92岁。
杜国光教授,博士生导师,1932年4月出生于浙江绍兴。1955年毕业于浙江医学院(现浙江大学医学院)医疗系,并考取北京医学院生化教研组(现北京大学医学部生物化学与分子生物学系)研究生,后留校任教。1969年至1978年下放浙江义乌。1978年回到生化系,历任讲师、副教授、教授,期间1984年至1986年在美国麻省总医院进修。1996年退休后长期定居美国。
杜国光教授先后担任《生物化学杂志》(后更名为《中国生物化学与分子生物学报》)第一届、第二届编委和第三届副主编,为传播科学、服务科学作出了贡献。
杜国光教授是我国杰出的生物化学教育家,长期从事本科生与研究生的生物化学教学。他知识丰富,讲课条理清楚、生动有趣,深受学生欢迎。杜国光教授主持设立的研究生《高级生化实验技术》课为研究生科研入门提供了有力帮助,学生选课供不应求。
杜国光教授一生君子风骨,严谨治学,桃李满天下。晚年依然笔耕不辍,与爱人顾文霞老师共著《生活方式与健康》,致力于健康科普,影响深远。
在学校,他是一个好老师,在家里,他是一个好丈夫、好父亲、好爷爷、好儿子、好女婿、好兄长。他平凡的一生充满了艰辛和曲折,他有自己不懈的努力和对原则的坚持。现在他息了地上的劳苦,走完了世上坎坷不平的路,愿他在天堂安息！
我们永远缅怀杜国光教授！
北京大学基础医学院暨生物化学与分子生物学系
2024年3月10日

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《中国生物化学与分子生物学报》LOGO评选结果出炉

中国生物化学与分子生物学报. 2024, 40(4): 573-封二.