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    综述
  • 陈粤瑛,宋晓楠,杨树龙
    中国生物化学与分子生物学报. 2019, 35(7): 693-699. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2019.07.01
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    血管性痴呆(vascular dementia,VD)是指由各种脑血管病,包括缺血性脑血管病、出血性脑血管病及急性与慢性缺氧性脑血管病引起的脑功能障碍,进而产生认知功能障碍的临床综合征。血管性痴呆是一种慢性进行性疾病,被认为是仅次于阿尔兹海默症,导致痴呆的第2位原因。目前,血管性痴呆的发病机制尚不明确,有可能与炎症、神经元损伤、胆碱能系统功能障碍、脑白质病变及氧化应激等有关。其中,炎症反应在急性与慢性脑缺血继发性脑损伤中起主要作用。抑制炎症能改善血管性痴呆动物模型的症状,显示炎症可能在血管性痴呆发病机制中发挥重要作用。参与炎症反应的相关因子,如细胞因子等可对中枢神经系统造成损伤。同时,炎症相关因子会触发炎症级联反应,加重脑损伤。本文总结了有关炎症相关因子参与导致血管性痴呆的各种病理损害和促进其发生发展的分子机制的最新研究进展,这些都有助于了解炎症相关因子在血管性痴呆发病机制中的作用。

  • 刘爽,孙琛,刘畅
    中国生物化学与分子生物学报. 2019, 35(7): 700-707. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2019.07.02
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    细胞自噬是一种真核生物中高度保守的代谢过程,包括巨自噬、微自噬以及分子伴侣介导的自噬等。自噬过程可以清除受损的细胞器,降解糖原、脂类和蛋白质等生物大分子物质,供细胞重新利用,维持细胞内代谢平衡。自噬障碍与多种疾病的病理发生过程息息相关,包括肿瘤、2型糖尿病、肥胖、骨骼肌病以及神经退行性疾病等。脂肪组织是人体脂质储存的重要场所,广泛分布于全身各处,如内脏和皮下等。脂肪组织通过储存冗余脂肪并分泌脂肪因子,防止脂肪的异位堆积和脂毒性的发生,维持机体的脂质稳态。近期的许多研究表明,自噬进程深度参与脂肪细胞的细胞分化与能量代谢。因此,深入探究脂肪组织自噬过程与机体脂质稳态的调控关系,有利于揭示机体脂质平衡的内在机制,为新型药物靶点的开发提供扎实的理论依据和数据支持。本文就近年来关于自噬影响脂肪组织脂质代谢的最新研究进展作一综述。

  • 吴仕勇,易平,刘剑峰
    中国生物化学与分子生物学报. 2019, 35(7): 708-715. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2019.07.03
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    内质网应激是细胞内广泛存在的一种应激反应。研究表明,内质网应激与肿瘤的发生发展密切相关。针对内质网应激及其相应信号通路进行肿瘤的预防或治疗受到了广泛关注。IRE1(inositol-requiring enzyme 1)通路是内质网应激诱发的最保守的信号通路。研究证实,IRE1及其主要的下游效应分子剪切型X盒结合蛋白1与肿瘤进展密切相关。本文对IRE1通路与肿瘤发生发展、血管新生、肿瘤转移、肿瘤耐药性和恶性程度的相关性进行了阐述,同时分析了IRE1在不同肿瘤样本中的突变率、突变类型与病人存活状态的关系。作为肿瘤治疗的有效靶点,针对IRE1通路的调控能够有效延缓肿瘤的发生发展。

  • 罗方云,朱萱
    中国生物化学与分子生物学报. 2019, 35(7): 716-721. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2019.07.04
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    肝特殊的解剖结构及生理特征使其成为暴露肠源性抗原的主要器官。由于肝具有独特的固有免疫系统,在正常情况下,肝分布多种致耐受的抗原提呈细胞,对持续性表达或递呈于肝的肠源性抗原物质,诱发针对该抗原的系统性免疫耐受,避免肝受到不必要的免疫损伤。当炎症发生及肝脏固有免疫系统活化时,则通过免疫效应细胞及免疫效应因子对肠源性病原体发挥强烈地免疫应答以控制感染。该过程形成机制的研究对肝功能的理解及肝性疾病的预防与治疗至关重要。本文就肝固有免疫系统对肠源性感染的免疫应答与免疫耐受形成机制作一综述。

  • 张檬,罗棉兴,陈国
    中国生物化学与分子生物学报. 2019, 35(7): 722-729. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2019.07.05
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    链霉亲和素/生物素(Streptavidin/Biotin)体系作为目前已知的最高亲和力作用体系,已在生物学研究中获得广泛应用。本文针对Streptavidin/Biotin和Strep-Tactin/Strep-tag两个相关系统的演化,分别从链霉亲和素蛋白的结构改造、亲和肽标签优化等方面进行了较为详细的归纳。通过对链霉亲和素蛋白各种突变体的优缺点的比较,有助于实际应用中选择合适的Streptavidin突变体。本文通过对链霉亲和素蛋白质进化的综述,可帮助更准确地理解市场上各种链霉亲和素蛋白的功能和用途,并为深入研究链霉亲和素蛋白的进化提供参考。

  • 研究论文
  • 巫朦朦,蔡蓉凤,田亚平,周楠迪
    中国生物化学与分子生物学报. 2019, 35(7): 730-738. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2019.07.06
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    肠球菌(Enterococcus)是内源性和外源性医院感染的第二大病原菌,检出率仅次于大肠杆菌,从分子水平上发展靶标的高亲和力分子探针对肠球菌的识别和检测具有非常重要的意义。本研究以粪肠球菌为靶标,运用全细菌指数富集的配体系统进化技术(whole-bacteria systematic evolution of ligands by exponential enrichment, whole-bacteria SELEX),从全长为79个核苷酸包含35个随机碱基序列的单链DNA文库中筛选与靶标高亲和力、高特异性结合的适配体,利用荧光分析法监控筛选过程中不同轮次所得次级文库与粪肠球菌的结合力,经12轮筛选和克隆测序,获得了39条适配体序列。进一步对筛选得到的适配体进行序列比对、二级结构分析、流式细胞分析、解离常数(Kd)测定及特异性验证,最终获得一条与粪肠球菌能特异性结合的适配体Apt 21,其Kd值为549.2 ± 147.4 nmol/L。该适配体可作为粪肠球菌检测的识别元件,为建立基于适配体的新型粪肠球菌检测方法奠定了基础。

  • 王慧,史婉婷, 杨杰杰,王彬, 侯琳,李宁
    中国生物化学与分子生物学报. 2019, 35(7): 739-748. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2019.07.07
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    黏病毒抗性蛋白A(myxovirus resistance protein A,MxA)是由干扰素诱导的具有重要抗乙肝病毒(hepatitis B virus,HBV)功能的蛋白质,我们前期工作发现,MxA主要依赖其中心互作结构域(central interactive domain,CID)与病毒直接相互作用发挥功能,但其具体的抗病毒功能区以及功能区是否具有独立的抗病毒活性仍不清楚。本研究拟鉴定MxA蛋白上的抗乙肝病毒活性肽。首先从全长MxA构建缺失突变体ΔCID和截短体CID,以HepG2-2-15细胞为病毒模型,分别转染空载质粒、MxA、ΔCID和CID,免疫荧光法检测转染效率,Western印迹法检测质粒表达,酶联免疫法测定细胞培养液中HBsAg、HBeAg的量及荧光定量PCR法测定乙肝病毒 DNA的量,评估CID段的抗乙肝病毒活性。根据CID段的晶体结构,缩短肽段长度,构建α1、α2、α3等9段肽段质粒,鉴定各段的抗乙肝病毒活性和细胞毒性(MTT法)。运用计算生物学手段——分子对接法预测MxA蛋白与病毒相互作用的模式和位点。结果显示,ΔCID、CID和9段肽段质粒的序列及表达正确,9段肽段的表达量未见显著性差异,无显著的细胞毒性。CID组和黏病毒抗性蛋白A组较对照组乙肝病毒的复制水平显著降低,CID组细胞上清中HBsAg、HBeAg及乙肝病毒 DNA的量分别减少了55.57%±8.48%、68.37%±6.24%、66.67%±6.40%,P<0.01;MxA组的3个指标分别减少了61.63%±3.11%、70.77%±7.25%、73.73%±6.18%,P<0.01;ΔCID组较对照组无明显变化。9段肽段中α1组较对照组HBsAg、HBeAg及乙肝病毒 DNA的量有显著下降,分别减少了48.33%±1.70%、70.67%±3.30%、68.95%±2.55%,P<0.001,表明α1对乙肝病毒具有强抑制活性。分子对接的结果显示,384 ~ 408位氨基酸是MxA蛋白与病毒互作的关键位点,该区域落在α1肽段上,验证了α1是MxA蛋白抗乙肝病毒及与乙肝病毒相互作用中的关键区段。本研究筛选并鉴定出人干扰素诱导蛋白MxA上最有效的抗乙肝病毒活性肽α1,研究结果为抗乙肝病毒多肽类新药的研发奠定了基础。

  • 刘立会,聂宇,王金金,廉虹
    中国生物化学与分子生物学报. 2019, 35(7): 749-756. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2019.07.08
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    荧光蛋白质是重要且常用的标签蛋白质,但是在没有强启动子的情况下表达量低,会影响检测的灵敏度。DWORF(dwarf open reading frame)是由NONMMUG026737 编码的长度为34个氨基酸的短肽,其mRNA 5′端能够启动下游基因表达。Kozak序列是现今唯一一个位于成熟mRNA 5′端的增强子,能够提高基因在蛋白质水平的表达,但对某些基因在蛋白质水平的表达增强效果不理想。为了检测DWORF mRNA 5′端(命名为DW)是否能够通过提高荧光蛋白质基因在蛋白质水平的表达,从而增强荧光强度,我们设计了如下实验:将DWORF mRNA 5′端与绿色荧光蛋白 (green fluorescent protein, GFP)构建到表达载体中(命名为DW-GFP),转染细胞后检测荧光强度,发现与对照组相比,转染DW-GFP质粒的细胞荧光强度显著提高(56.82 ± 1.77 vs. 45.97 ± 0.44, P<0.05)。为了便于后续应用,将DW截短到18个碱基(命名为DW18),仍能显著提高GFP的荧光强度(33.57 ± 1.11 vs.25.34 ± 0.98, P<0.05),且比Kozak序列提高6.80%。同时,我们发现DW18与Kozak序列同时存在能够进一步提高GFP的荧光强度,比Kozak序列单独存在时提高13.58%。本研究证明DWORF序列及其截短形式(DW18)能够有效提高表达效率,为研究低丰度蛋白质的生物学功能提供了可能的方法和工具。

  • 陈燕, 黄亚洲,陈慧,王丹, 李伟, 金丽琴
    中国生物化学与分子生物学报. 2019, 35(7): 757-764. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2019.07.09
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    长非编码RNAs(long noncoding RNAs,lncRNAs)是一类长度大于200 nt、不能编码蛋白质的RNA分子,可通过AMPK、胰岛素受体等多种信号通路,调节细胞糖脂代谢。本研究发现,HepG2细胞中一条未报道的长链非编码RNA,命名为lnc-RLM(lnc-regulate lipid metabolism)。通过敲低HepG2细胞中lncRLM,检测细胞中甘油三脂含量及脂质代谢相关调节因子表达量。结果显示,实验组较对照组甘油三酯含量显著升高(P<0.05);AMPK磷酸化水平显著下调,脂质合成相关因子SREBP 1c和FAS表达量上调;同时,细胞中乙酰辅酶A羧化酶(ACC)活性较对照组显著上调(P<0.05)。在lncRLM敲低的HepG2细胞中,利用AMPK激动剂(A-769662)作用细胞24 h,结果显示,降低的AMPK磷酸化水平并不会因AMPK激动剂的作用而显著升高。本研究结果说明,HepG2细胞中敲低lnc-RLM表达量,可通过影响AMPK磷酸化水平,调节HepG2细胞中脂质沉积。这为今后研究AMPK活性调节提供新的可能,也为代谢性疾病的治疗提供了新思路。

  • 李岩, 蒋婕, 孙丽雅, 青颖, 杨旭涵, 徐创业, 张娟, 谭立文, 万春玲
    中国生物化学与分子生物学报. 2019, 35(7): 765-772. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2019.07.10
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    精神分裂症是一种重度的精神疾病,伴发严重的能量代谢失衡。其中,脂代谢的异常近年来受到越来越多的关注。多项研究表明,线粒体在精神分裂症患者代谢异常的过程中发挥重要的作用。线粒体DNA拷贝数是线粒体含量及完整性的重要指标,直接参与线粒体的多项重要功能。本研究旨在通过考察首发精神分裂症患者线粒体DNA拷贝数的变化特征及其与相关代谢指标之间的相关性,为阐明精神分裂症代谢异常的机制提供支持。本研究共计纳入82例首发且未服用抗精神病药物的精神分裂症患者和77例健康对照,采用荧光定量PCR技术进行线粒体DNA拷贝数的检测,并进行了临床信息和血脂指标的采集。结果表明,精神分裂症患者组的线粒体DNA拷贝数显著低于健康对照组(P=0.000572,FC=-1.22)。血脂指标中,患者组的HDL-c显著低于健康对照组(P=0.001, FC=-1.12),LDL-c(P=0.009, FC=1.09)、CHOL/HDL-c(P=0.000019, FC=1.17)、TG/HDL-c(P=0.000656, FC=1.31)和LDL-c/HDL-c(P=0.000004, FC=1.30)均显著高于健康对照组。相关性分析表示,在健康对照组中,mtDNA拷贝数与TG显著负相关(r=-0.232, P=0.0499),与TG/HDL-c(r=-0.235, P=0.052)呈负相关,但不显著;在精神分裂症患者组,mtDNA拷贝数与各血脂指标的关系都不显著。本研究为精神分裂症患者的线粒体功能障碍、脂代谢异常提供了证据,提示了线粒体在精神分裂症患者并发心血管代谢疾病高风险中可能的重要作用。

  • 李方,曹建民,王传军,胡戈,董丽,吉喆
    中国生物化学与分子生物学报. 2019, 35(7): 773-779. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2019.07.11
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    白藜芦醇是天然存在的沉默信息调节因子2相关酶1(sirtuin1,SIRT1)小分子激动剂,其肾的保护作用已在多种肾疾病动物模型中得到了验证。然而,白藜芦醇是否能够改善力竭训练导致的大鼠肾损伤,以及是否通过SIRT1/NFκB信号通路调节运动性肾损伤大鼠肾炎症反应,尚缺乏系统研究。本研究将32只SD大鼠随机分为安静对照组(Con组),白藜芦醇组(Rsv组),力竭运动组(Ex组),力竭运动+白藜芦醇组(Ex+Rsv组)。Rsv和Ex+Rsv组每天灌胃50 mg/kg体重剂量的白藜芦醇, Ex和Ex+Rsv组进行4周力竭训练,最后1次训练后24 h取材。本研究结果显示,与Con组相比,Ex组大鼠Scr(175.66 ± 16.08 vs.153.34 ± 8.67,P < 0.01)、BUN(6.67 ± 0.53 vs.5.37 ± 019,P < 0.01)和尿NGAL(9.01 ± 0.18 vs.7.48 ± 0.31,P < 0.01)水平均显著升高,Ex组大鼠肾组织NFκB P65在蛋白质水平表达显著升高(0.77 ± 010 vs. 0.27 ± 0.03,P < 0.01);各组大鼠肾组织SIRT1在蛋白质水平表达上,Rsv组显著高于Con组(0.90 ± 0.14 vs. 0.43 ± 0.15,P < 0.05),Ex+Rsv组显著高于Ex组(1.0 ± 0.28 vs. 0.38 ± 0.12,P< 001);与Ex组相比,Ex+Rsv组大鼠肾组织NF-κB P65(0.57 ± 0.13 vs. 0.77 ± 0.10,P < 0.05)和Ac-NF-κB P65(0.52 ± 0.13 vs. 0.78 ± 0.11,P < 0.05)在蛋白质水平表达显著降低。以上结果表明,4周大强度力竭运动导致大鼠出现运动性肾损伤,并激活大鼠肾NF-κB的表达。白藜芦醇可显著提高大鼠肾组织SIRT1在蛋白质水平的表达,并增加脱乙酰化作用,降低NF-κB P65蛋白质乙酰化修饰水平,进一步降低NF-κB的表达。白藜芦醇减轻力竭训练致大鼠肾的炎症反应的机制可能与SIRT1/NF-κB通路有关。

  • 陈伟泉,杨洪,黄海燕,温清泉,谭广谋,刘轲,崔捷
    中国生物化学与分子生物学报. 2019, 35(7): 780-785. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2019.07.12
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     转移是包含头颈部鳞状细胞癌(head-and-neck squamous cell carcinoma, HNSC)在内的多种肿瘤复发和患者死亡的主要原因。目前,关于HNSC转移的网络调控机制仍有待进一步完善,以期降低HNSC死亡率。首先,通过在线数据库GEPIA统计后发现,脑内皮细胞粘附分子(cerebral endothelial cell adhesion molecule, CERCAM)在519例头颈部肿瘤中的相对表达量为4.98,是其在44例正常组织中(相对表达量为2.47)表达量的2.02倍。并且发现CERCAM表达量与头颈部肿瘤患者较差的预后正相关(P=0.015)。其次,在舌癌细胞SCC-9、喉癌细胞HEP2和鼻咽癌细胞CNE2敲低CERCAM的表达,发现上述3种细胞的侵袭能力均较对照组分别下降93.60%、37.18%和40.63%。最后,生物信息学预测结合Western印迹的结果证实,敲低CERCAM后,上调E-钙黏蛋白(E-cadherin),同时下调锌指E盒结合蛋白(zinc-finger E-box-binding homeobox1, ZEB1)、波形蛋白(vimentin)和Twist相关蛋白1(Twist-related protein 1, TWIST1)。结果证实,CERCAM可能通过调控头颈部肿瘤细胞的上皮间充质转化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)标志物来促进该类细胞发生侵袭。

  • 任小利,孟江平, 崔莉莎,杨兵, 李洪林, 朱丽丽, 易莎
    中国生物化学与分子生物学报. 2019, 35(7): 786-793. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2019.07.13
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    人二氢乳清酸脱氢酶(human dihydroorotate dehydrogenase, hDHODH)是催化嘧啶从头合成途径的一个关键酶。近年来,多种研究表明,抑制该酶可缓解类风湿性关节炎的症状。但该酶的抑制剂甚少,寻找该酶的高效抑制剂具有重要意义。本研究利用PCR技术扩增hDHODH基因,构建重组质粒pET-19b-hDHODH,并在大肠杆菌(Escherichia coli, E.coli ) BL21(DE3)中表达,获得可溶性蛋白质。用Ni2+-NTA亲和层析柱对蛋白质进行纯化,获得较高(90%)纯度的hDHODH蛋白,将蛋白质与抑制剂3-(5-乙硫基)-1H-1, 2, 4-三氮唑-3-)苯甲酸和底物DHO混合孵育。用Hampton试剂盒初筛晶体并用棋盘法进行优化,获得晶形完美、衍射能力很强的hDHODH蛋白复合物单晶。用X射线衍射晶体,用CCP4、Coot软件解析结构,获得hDHODH蛋白复合物晶体结构。从解析的结构中可以看出,抑制剂与蛋白质的吻合度非常高,且抑制剂通过亲水的羧基端与蛋白质356位和147位的酪氨酸形成氢键网络。抑制剂的5元环与蛋白质359位的亮氨酸和360位的苏氨酸相互作用,使抑制剂与蛋白质牢固结合。该复合物晶体结构的顺利解析,将为开发新型特异性抗类风湿性关节炎药物提供重要基础。

  • 李孟心, 张枫惠, 韩高链, 郑腾飞, 郭丽荣, 张世强, 秦健, 杜荣
    中国生物化学与分子生物学报. 2019, 35(7): 794-802. https://doi.org/10.13865/j.cnki.cjbmb.2019.07.14
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    氧化应激是诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cell, iPSC)在培养和应用中遇到的一个关键问题,探讨其作用机制具有重要的理论和实践意义。目前有关iPSC氧化应激的研究相对较少,Nrf2/HO-1信号通路在其中的作用尚不明了。因此,本研究以不同浓度的H2O2(100、200、300、400 μmol/L)处理人iPSC(hiPSC),分别在4 h和24 h于倒置显微镜下观察hiPSC及其饲养层细胞SNL氧化损伤的程度,通过碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, AP)试剂盒和超氧化物阴离子荧光探针,分别检测hiPSC多能性和细胞活性氧(reactive oxygen species, ROS)水平,并通过qRT-PCR检测H2O2处理4 h后早期应激状态下Nrf2和HO1 mRNA的表达水平,免疫细胞化学和Western印迹检测p-Nrf2和HO-1蛋白质的表达量。结果表明:hiPSC和SNL细胞的ROS水平呈H2O2剂量依赖性升高。除了100 μmol/L H2O2组hiPSC的细胞形态和多能性保持较好外,其余浓度H2O2均导致hiPSC出现不同程度损伤和死亡。但与SNL细胞相比,hiPSC中ROS水平相对较低,细胞状态也相对较好。SNL细胞中Nrf2和HO-1-mRNA表达的变化幅度与H2O2浓度呈线性相关,而hiPSC中Nrf2和HO-1表达的变化幅度与H2O2浓度之间并未呈现线性相关,其中Nrf2在100 μmol/L H2O2组表达量最高,而HO-1在200 μmol/L H2O2组表达量最高,意味着hiPSC氧化应激调控机制的复杂性。综上结果表明,hiPSC具有较好的抗氧化能力,其相关机制与Nrf2/HO-1信号通路有关,同时也可能涉及到其它相关通路的交互作用。