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一种基于病毒三维重建进行分子模拟研究的基本思路
本文提出基于病毒的电镜三维重建图像展开分子模拟研究.在已经重建好的三维病毒结构密度图中,结合已知的分子序列的相应结构,预测病毒的结构和行为,尤其是病毒活性中心的结构分析,可为疾病的防治和药物的开发奠定基础.
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生物大分子电子断层三维重建与分子模拟技术
本文提出了生物大分子电子断层三维重建与分子模拟技术,阐述了该技术的立论依据和需要研究的内容.对该技术的深入研究有利于预测蛋白质的空间结构,为蛋白质三维形态分析提供新的技术方法.
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光谱法结合分子模拟表征脱氧土大黄苷与血清白蛋白的分子作用机制
目的:研究中药活性成分脱氧土大黄苷(desoxyrhaponticin,DES)与人血清白蛋白(human serum albumin,HSA)的分子作用机制.方法:模拟生理条件下,计算机模拟技术结合荧光光谱法和紫外光谱研究药物与蛋白质的结合机制.结果:分子模拟建立DES与HSA的结合模型,表明维持药物与蛋白质的相互作用力主要是疏水作用力,兼有氢键作用.光谱实验表明DES与HSA的相互作用表现为动态结合过程,结合强度较强,DES与HSA分子的结合距离r值较小,说明发生了能量转移现象.DES对HSA的结构域微区构象产生影响,使结合位域的疏水性发生改变.荧光相图技术解析出DES与HSA反应构象型态的变迁为“二态”模型.HSA与DES互作的热力学参数表明DES与HSA之间是以疏水作用为主的分子间作用.荧光偏振定量证明了HSA与DES相互作用过程中生成了非共价复合物.结论:光谱实验与计算机模拟结果一致,可为研究DES与HSA相互作用本质提供一定参考.
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光谱法和分子对接研究哈巴俄苷与牛血清白蛋白的相互作用机制
综合利用二维和三维荧光光谱、同步荧光光谱、紫外光谱以及分子模拟等方法,研究了哈巴俄苷(harpagoside,HAR)与牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)的相互作用机制.结果表明,HAR有规律的使BSA内源荧光猝灭,猝灭机制属于静态猝灭;两者结合常数KA均大于1×105 L·mol-1,结合位点数n接近于1.由HAR与BSA相互作用的热力学参数△G,△H和△S均小于0可知,两者结合过程是自发进行的,结合的主要作用力是氢键和范德华力.根据F(o)rster非辐射转移理论,计算了不同条件下HAR与BSA的结合距离r为2.80 nm,说明两者结合过程发生了非辐射能量转移.同步荧光光谱和三维荧光光谱表明,HAR使BSA的色氨酸和酪氨酸残基所处的微环境极性增强、疏水性减弱,并导致BSA二级结构发生了改变.分子模拟结果显示,HAR更倾向于于BSA和HSA的亚结构域ⅡA(Site Ⅰ位点)结合.
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雷公藤治疗类风湿关节炎细胞和分子生物学机制的研究与进展
雷公藤治疗类风湿关节炎(RA)至今已40余年, 其对RA具有显著疗效[1].现认为[2]RA是易感机体由不明病因激活免疫系统后, 在综合因素作用下, 产生一种以破坏关节为主要特征的自身免疫性疾病, 即便病因不复存在, 但因分子模拟机制作用于自身抗原而发生的自身免疫反应性.
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针对大量噬菌体展示短肽序列的生物信息学分析策略的构建
目的 建立一种生物信息学分析预测方法,针对通过噬菌体展示技术获得的大量短肽信息,从中筛选出所需的目的 功能蛋白. 方法 对应用噬菌体展示技术筛选脂多糖刺激的人外周血单核巨噬细胞株(THP-1)细胞获得的1263个七肽序列进行去冗余分析,结合混洗算法和随机排列检验(RPT),统计非冗余七肽序列中特定三肽的丰度及其显著性.利用Clustal W软件对包含丰度具有显著性的三肽的七肽序列进行多序列比对分析,并根据氨基酸的性质,寻找特征性短肽,通过在线BLAST软件与SWISS-PROT蛋白序列数据库进行同源性分析,获得包含这些特征性短肽的已知蛋白,进一步应用SignalP和TMHMM软件预测其中的分泌蛋白和膜蛋白,并终获得候选蛋白. 结果 得到TNF-α、toll样受体6(TLR-6)等炎性反应相关的细胞因子和膜蛋白及其表位模拟肽,为脓毒症等炎性反应相关疾病的研究和治疗提供依据. 结论 建立了一种生物信息学分析预测方法,该策略的建立为通过噬菌体展示技术筛选得到的短肽序列的分析提供一个全新的平台.
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用噬菌体模拟抗原检测白念珠菌菌丝蛋白抗体的研究
目的用噬菌体展示文库技术制备白念珠菌菌丝蛋白模拟抗原,建立测定白念珠菌抗体的酶联免疫吸附测定法(ELISA).方法用抗白念珠菌菌丝蛋白P47的单克隆抗体从噬菌体随机12肽库中筛选能与之免疫学结合的肽,即模拟抗原表位.将该模拟抗原包被微孔板,用于酶联免疫吸附测定法测定病人血清白念珠菌菌丝蛋白抗体.结果用噬菌体模拟抗原建立ELISA,其敏感性、特异性及重复性良好,测定了10份确诊白念珠菌侵袭性感染的病人血清,全部阳性,与用纯化的菌丝蛋白抗原P47测定结果一致;服用免疫抑制剂患者血清阳性率33%,健康人群阳性率为2%.结论用抗白念珠菌菌丝蛋白单克隆抗体从噬菌体展示随机肽库筛到的噬菌体模拟抗原可代替白念珠菌P47抗原进行抗体测定.
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自身免疫性胰腺炎的研究进展
自身免疫性胰腺炎(autoimmune pancreatitis,AIP)是一种慢性胰腺炎症,以慢性阻塞性黄疸、淋巴浆细胞组织浸润、纤维化以及对类固醇激素治疗应答为特征.AIP分2个亚型,1型为淋巴浆细胞硬化性胰腺炎(lymphoplasmacytic sclerosing pancreatitis,LPSP),2型为特发性导管中心性胰腺炎(idiopathic duct centric pancreatitis,IDCP).AIP的发病机制可能涉及遗传易感性、自身抗体、分子模拟、T细胞免疫调节失衡以及基因突变等.本文系统地阐述了AIP患者的临床、影像及组织病理学的典型及非典型特征.此外,本文还重点阐述了AIP的诊断和治疗进展.
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自身免疫性肝炎的研究进展
自身免疫性肝炎(autoimmune hepatitis,AIH)是免疫介导的肝脏慢性炎症性疾病,以血清高球蛋白血症、自身抗体阳性、组织学示界面性肝炎以及对免疫抑制剂治疗应答为特征.本文系统阐述了遗传易感性、诱发因素、分子模拟、肝细胞损伤及免疫调节失衡在AIH发病机制中的作用.此外,本文还详尽阐述了AIH的临床特征、血清学特征、组织学特征、诊断以及治疗领域的新研究进展.
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自身免疫性胰腺炎的国际统一诊断标准
自身免疫性胰腺炎(autoimmune pancreatitis,AIP)是由自身免疫介导,以梗阻性黄疸、胰腺肿大、胰管不规则狭窄、淋巴浆细胞浸润并纤维化为特征,激素治疗敏感的一种特殊类型慢性胰腺炎,可伴有胰外器官受累表现.A(l)P是一种少见疾病,多见于中老年人,发病率占慢性胰腺炎的2％～11％[1-4],由此推测国内AIP患者至少应有数千人,这意味着绝大多数A(l)P可能被误诊或漏诊.发病机制还不是很明确,有研究认为幽门螺杆菌可能通过分子模拟的机制在AIP的发病中起作用[5].
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扩张型心肌病的自身免疫发病机理
扩张型心肌病与病毒感染和自身免疫反应有关,病毒感染、抗心肌抗体、淋巴细胞和细胞因子均参与心肌免疫反应,而体液免疫反应在扩张型心肌病中占主导地位.分子模拟和感染后免疫、心肌损伤后自身免疫、炎症因子介导细胞凋亡是扩张型心肌病心肌损伤的主要机制.
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肠道菌群与帕金森病的相关性
帕金森病(PD)是第二大神经变性疾病.临床症状和神经病理学证据均提示帕金森病可能起源于肠道,同时肠道内有大量定植菌存在,这些菌群的改变可能与PD的发生发展有着密切关系.为了更好地了解肠道菌群与帕金森病的关系,本文对近10年肠道菌群与PD相关性研究的文献进行汇总,深入剖析其间可能存在的关系.通过归纳总结,发现PD患者的肠道菌群特征性改变尚未明确,而肠道菌群失调在帕金森病中的作用机制可能包括影响炎症反应及氧化应激、破坏屏障功能、α-突触核蛋白(α-syn)等多种方式,这些作用方式本身并非独立,其间存在着复杂的相互协同的作用,而分子模拟机制可能在这些作用中起着关键作用.肠道菌群与帕金森病存在着一定关系,但具体机制尚不明确,仍需深入研究,为PD的早诊早治提供更多方向.
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病毒分子模拟介导多发性硬化发病机制的初步分析
目的 研究多发性硬化(MS)患者所具有的与人类疱疹病毒6型(HHV-6)病毒/人类疱疹病毒4型病毒(EBV)和髓鞘碱性蛋白(MBP)发生交叉反应的CD4+/CD8+T细胞,以及MS患者血清和脑脊液中MBP和抗病毒抗体表达状况,探讨MS发病与HHV-6/EBV感染的关系.方法 通过氚标记胸腺嘧啶核苷(3HTdR)掺人实验分析HHV-6/EBV病毒肽和MBP肽段诱导的MS患者CD4+和CD8+T细胞的应答反应,以高灵敏ELISA试剂盒检测MS患者脑脊液和血清中抗HHV-6/EBV抗体水平,并以引物序列特异的PCR(SSPPCR)技术分析MS患者HLA-II类分子DRBl的表达格局.结果 (1)MS患者HLA-Ⅱ类分子DRBl 04基因(41.7%)与健康对照组(18.7%)相比具有较高的检出率,但差异无统计学意义(P>0.05).(2)MS患者血清中存在高水平抗HHV-6抗体,同时亦可检测出抗EBV壳蛋白抗原(VCA)IgG抗体和EBV核抗原-1(EBNA-1)的IgG抗体.(3)3H-TdR掺入实验结果表明,MS患者的CD4+T细胞或CD8+T细胞对自身MBP肽段及合成的HHV-6/EBV肽段的诱导作用均存在交叉反应.结论 HHV-6/EBV与MS患者MBP自身抗原存在结构上的同源性.该同源性可诱发MS患者自身反应性CD4+/CD8+T细胞活化而导致MS患者免疫损伤,可能是MS的发病机制之一.
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基于分子模拟原理的胶质瘤疫苗在C6/SD大鼠模型中的研究
目的 探讨分子模拟疫苗对C6/SD大鼠胶质瘤模型治疗的效果与机制.方法 混合同种异基因型的9L胶质瘤细胞及其裂解物与同基因型的C6胶质瘤细胞裂解物配制分子模拟疫苗.以C6胶质瘤细胞植入SD大鼠颅内建立动物模型.39只大鼠按随机数字表法随机分为10万治疗组、20万治疗组、对照组(每组13只).造模后8d皮下接种疫苗,观察生存时间.造模后7、14、21、28、35、70 d行MRI检查并计算肿瘤体积.造模后20 d,每组随机选取3只大鼠行HE染色和免疫组织化学染色检测,分析Fascin、HS1、MMP-2、Podoplanin、CD4、CD8的表达.结果 10万治疗组和20万治疗组的生存时间(分别为29.0 d、47.5d)较对照组延长(18.5 d),差异有统计学意义(P＜0.05),而2个治疗组的生存时间差异无统计学意义(P＞0.05);2个治疗组的肿瘤体积呈先增大,再逐渐缩小.在造模后的14 d和21 d,2个治疗组肿瘤的平均体积[14 d为(220.68 ± 45.92) mm3、(164.98 ±45.36)mm3;21 d为(426.48±39.69) mm3、(376.23±43.89) mm3]均小于对照组[14 d为(265.30±40.57) mm3、21 d为(515.64±15.28)mm3],差异均有统计学意义(均P ＜0.05);2个治疗组的肿瘤体积均数之间差异无统计学意义(P＞0.05);造模后20d,治疗组胶质瘤细胞密度低于对照组;治疗组Fascin、HS1、MMP-2、Podoplanin的表达低于对照组;治疗组CD4、CD8的表达高于对照组.结论 分子模拟疫苗能诱导荷瘤大鼠产生针对颅内胶质瘤的免疫反应,从而减小肿瘤体积,降低肿瘤侵袭力,延长大鼠的生存时间.
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分子模拟研究活性炭表面官能团对丙酮吸附的影响
目的 从分子层面解释不同含量和种类的表面官能团对丙酮在活性炭中吸附的影响,从而了解不同浓度丙酮吸附应选择活性炭的种类.方法 利用蒙特卡洛法模拟氧含量为3 wt％,5wt％,10 wt％,20wt％,加入官能团分别为羟基、羧基、羰基的活性炭,在303 K下对丙酮的吸附.结果 在1.0 nm孔中,当丙酮浓度为10 ppmv时,除加入羧基使氧含量为20 wt％外,加入各种含量和种类的官能团对丙酮的吸附都是有利的.当丙酮浓度为1000 ppmv时,除加入羰基使氧含量为10 wt％外,加入官能团对丙酮的吸附都是不利的.结论 当丙酮浓度低于10 ppmv时,选用1.0 nm氧含量为5 wt％官能团为羟基的活性炭吸附效果好.对于浓度大于1000 ppmv的丙酮,选用孔径为1.5 nm氧含量为10 wt％官能团为羧基的活性炭吸附效果好.
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不完全相合造血干细胞移植中GVHD的预测研究:模拟HLA抗原结构的比较与应用
采用通用的微量淋巴细胞毒实验和序列测定方法对拟进行造血干细胞移植的患者及供体进行HLA分型;用计算机分子模拟手段,从HLA分子三维结构方面探讨预测移植物抗宿主病(GVHD)发生程度,以预测移植后GVHD的发生情况.结果发现,8例供受体中,3例为半匹配移植,其中2例发生了Ⅳ度GVHD,1例发生了Ⅱ度GVHD;3例为两个抗原不相合移植,其中1例发生了Ⅱ度GVHD,2例发生了Ⅱ度GVHD;2例患者为一个抗原不相合移植,分别发生了Ⅰ度、Ⅱ度GVHD;GVHD的发生程度与HLA不相合抗原RMSD差异的大小呈正相关.提示异基因造血干细胞移植时,GVHD发生程度与HLA分子三维结构的差异有密切关系,三维结构分子模拟进行GVHD预测可以为临床医生提供较好的预后指标.
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胃癌MG7-Ag模拟表位与HSP70融合基因疫苗的构建及其诱导小鼠免疫反应的研究
目的以热休克蛋白70(HSP70)为载体,构建胃癌MG7-Ag模拟表位与HSP70融合基因的DNA疫苗,并观察该疫苗诱导C57BL/6小鼠产生MG7-Ag特异性免疫反应的作用.方法将胃癌MG7-Ag模拟表位(九肽)的编码序列设计在HSP70下游引物的5′末端,通过PCR方法获得HSP70与模拟表位的融合基因片段.将PCR产物克隆入真核表达载体pcDNA3.1(+),构建融合基因疫苗.将该融合基因疫苗接种C57BL/6小鼠股四头肌,每隔3周加强免疫一次,共接种3次.分别在每次接种后3周收集免疫血清,用细胞ELISA法检测小鼠血清中抗MG7-Ag抗体的水平.末次免疫后3周,收集脾细胞,用51Cr释放法检测MG7-Ag特异性CTL的杀伤活性. 结果 PCR扩增得到大小约2.0kb的片段,与预期大小一致.将该片段克隆入pcDNA3.1(+),DNA序列测定证实MG7-Ag模拟表位的编码序列已成功融合于HSP70 cDNA的3′末端.基因疫苗免疫后,融合基因免疫组小鼠于第9周出现抗MG7-Ag抗体,而对照组小鼠无MG7-Ag抗体产生(P＜0.05).51Cr释放实验结果表明,融合基因免疫组小鼠脾细胞对靶细胞的杀伤率与对照组相比无显著差异(P>0.05).结论 MG7-Ag模拟表位与HSP70融合基因疫苗构建成功;该融合基因疫苗能够诱导MG7-Ag特异性的体液免疫反应.
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一种仿生修饰分子rFN/CAD的设计、制备及初步应用
目的 制备一种具有黏附和成骨双重功能的仿生分子,为种子细胞在支架材料界面的高效黏附和靶向分化提供新途径.方法 筛选纤维连接蛋白和钙黏附蛋白前体分子,通过分子模拟、基因克隆、蛋白表达纯化等技术设计并进行制备.通过离心促黏附实验和成骨诱导分化实验检测其体外活性.结果 成功获得长1954bp的FNⅢ7-10/CAD11 EC1-2重组基因和由641个氨基酸组成的融合蛋白.体外功能研究发现聚苯乙烯表面的融合蛋白涂层可显著提高人骨髓间质干细胞的黏附和成骨分化能力.结论 rFN/CAD具有促黏附和促成骨的双重生物活性,可作为一种理想的仿生修饰分子用于生物界面的构建.
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多发性硬化的免疫抑制治疗
多发性硬化是发生在中枢神经系统的一种自身免疫性疾病,复发率高,致残率高.其主要病理变化是免疫活性细胞浸润,分泌炎性细胞因子,导致神经纤维的髓鞘脱失,轴索变性,胶质增生,瘢痕形成.多发性硬化的确切病因不明,研究认为遗传和环境因素参与致病.在环境因素中,外来入侵微生物如病毒分子模拟学说受学者关注.该学说的主要内容是某些病毒的分子构成模拟髓鞘分子组成 序列,引起机体自身免疫反应发病.随着诊疗手段的增多和对该病认识的普及,国内多发性硬化的病例数在增加.
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文多灵碱键合人血清白蛋白位点的表征
本文利用荧光增敏光谱法及紫外吸收光谱法结合计算机模拟技术研究了模拟生理条件下文多灵碱的光谱特征及它与人血清白蛋白(human serum albumin,HSA)的键合作用.同步荧光及紫外光谱图的信息表明文多灵碱对蛋白微环境有影响.荧光光谱表明文多灵碱对HSA有较强的荧光增敏作用,根据荧光滴定的数据求得不同温度下(303、310和317 K)药物与蛋白相互作用的结合常数及结合位点数.分子模拟的结果显示了文多灵碱与HSA的键合模式和键合机制,表明药物与蛋白有较强的键合作用,维持药物与蛋白的相互作用力主要是疏水作用,兼有4个氢键(位于氨基酸残基Arg218、Lys195、Arg222和Ala291位).位点竞争实验显示文多灵碱键合在HSA的site Ⅱ区.通过计算得到的热力学参数(依据范德霍夫公式计算得△H~0与△S~0的值分别为-10.30kJ·mol~(-1)和79.98 J·mol~(-1)·K~(-1))确定了药物与蛋白的相互作用力类型主要为疏水兼静电作用.
