基于深度学习的蛋白质建模与设计 被引量：3

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作者 夏彬彬 王军 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3863-3879,共17页

随着蛋白质序列及结构数据的大量累积,在获得了大量描述性信息之后如何有效利用海量数据,从已有数据中高效提取信息并且应用到下游任务当中就成为了研究者亟待解决的问题。蛋白质的设计可使新蛋白的研发不再受限于实验条件,这对药物靶... 随着蛋白质序列及结构数据的大量累积,在获得了大量描述性信息之后如何有效利用海量数据,从已有数据中高效提取信息并且应用到下游任务当中就成为了研究者亟待解决的问题。蛋白质的设计可使新蛋白的研发不再受限于实验条件,这对药物靶点预测、新药研发和材料设计等领域具有重要意义。深度学习作为一种高效的数据特征提取方法,可以通过它对蛋白质数据进行建模,进而加入先验信息对蛋白质进行设计。故此基于深度学习的蛋白质设计就成为一个具有广阔前景的研究领域。文中主要阐述基于深度学习的蛋白质序列与结构数据的建模和设计方法。详述该方法的策略、原理、适用范围、应用实例。讨论了深度学习方法在本领域的应用前景及局限性,以期为相关研究提供参考。 展开更多

关键词 蛋白质设计 结构预测 蛋白质数据建模 深度学习 结构生物信息学

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N-糖基化修饰对热休克蛋白gp96免疫学功能的影响 被引量：2

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作者 郭鹏 李长菲 +4 位作者 鞠莹 刘二龙 张含 胡俊 孟颂东 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期4036-4046,共11页

文中旨在以N-糖基化位点突变的重组热休克蛋白gp96为对象,研究N-糖基化修饰对其免疫功能的影响。首先利用昆虫表达系统表达野生型和突变型gp96蛋白,并检测其糖基化水平。进一步通过体外和体内实验,利用流式细胞术和酶联免疫吸附试验(Enz... 文中旨在以N-糖基化位点突变的重组热休克蛋白gp96为对象,研究N-糖基化修饰对其免疫功能的影响。首先利用昆虫表达系统表达野生型和突变型gp96蛋白,并检测其糖基化水平。进一步通过体外和体内实验,利用流式细胞术和酶联免疫吸附试验(Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测小鼠CD8^(+)IFN-γ^(+)T细胞亚群和IFN-γ的分泌,查明糖基化对gp96抗原呈递功能的影响,进一步用ATPase试剂盒检测gp96的ATPase活性。最后通过小鼠免疫实验探究糖基化对gp96疫苗佐剂功能和活化流感疫苗特异性T细胞的影响。结果显示,N-糖基化修饰位点突变后,重组gp96蛋白总含糖量下降了27.8%。与野生型重组蛋白相比,突变gp96的抗原呈递能力减弱,同时ATPase活性明显降低。同时与野生型重组gp96相比,突变gp96佐剂活化流感疫苗特异性T细胞水平也明显减少。这些结果表明,N-糖基化修饰参与调节gp96的ATPase活性和抗原呈递功能,进而影响其疫苗佐剂功能,为开发基于gp96的佐剂疫苗提供了依据。 展开更多

关键词 热休克蛋白GP96 N-糖基化修饰 佐剂 ATPASE 抗原呈递

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一株鸭源H11N3亚型禽流感病毒的遗传进化分析及对小鼠的致病性研究

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作者 王辰川 李菁 +7 位作者 文法鑫 陈福再 王露露 张春萍 黄佳承 杨洲 陈吉龙 马树杰 《中国预防兽医学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期115-121,共7页

为了解H11N3亚型禽流感病毒(AIV)的生物学特性,本研究对2020年在福州市某活禽市场鸭中分离的一株H11N3亚型AIV进行了全基因组测序、遗传进化分析和对BALB/c小鼠的致病性试验。测序结果显示,分离株HA裂解位点为PAIASR↓GLF,符合低致病性... 为了解H11N3亚型禽流感病毒(AIV)的生物学特性,本研究对2020年在福州市某活禽市场鸭中分离的一株H11N3亚型AIV进行了全基因组测序、遗传进化分析和对BALB/c小鼠的致病性试验。测序结果显示,分离株HA裂解位点为PAIASR↓GLF,符合低致病性AIV分子特征;HA蛋白226L和228S突变显示病毒具有结合人源受体(SAα-2,6 Gal)的特征性氨基酸。PB1、PA、NP和M1蛋白均出现对哺乳动物致病性增强的特征性氨基酸。遗传进化分析显示,H11N3 AIV的8个基因节段均属于欧亚分支,其HA基因与A/duck/Fujian/SD061/2017(H11N3)株HA基因序列相似性最高,而NA基因与A/EN/Fujian/02754/2016(H3N3)株NA基因序列相似性最高。该病毒内部基因分别与浙江、福建和云南等地鸭和鸡体内分离的H7N9、H7N7、H1N2、H7N2、H7N7和H9N6等亚型AIV相关基因高度同源。小鼠致病性试验结果显示,该病毒未经适应即可在小鼠鼻甲和肺脏中高效复制,表明该病毒株具备感染哺乳动物的能力。上述结果表明该病毒株为新型重组病毒,对小鼠具有一定致病性,本研究为了解H11N3亚型AIV的生物学特性及其感染的防控提供了参考。 展开更多

关键词 禽流感病毒 H11N3亚型 遗传进化 小鼠致病性

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利用合成生物学技术深入挖掘放线菌中活性次级代谢产物 被引量：4

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作者 白超弦 卓英 张立新 《微生物学通报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1885-1895,共11页

放线菌是一类能够产生丰富生物小分子药物的微生物,对人类的健康事业做出了杰出的贡献。但近几十年来,来源于微生物并最终上市的药物越来越少,而病原菌的抗药性问题却越发严重,人们对新药的期待越来越迫切。本文介绍了近十年里发展迅速... 放线菌是一类能够产生丰富生物小分子药物的微生物,对人类的健康事业做出了杰出的贡献。但近几十年来,来源于微生物并最终上市的药物越来越少,而病原菌的抗药性问题却越发严重,人们对新药的期待越来越迫切。本文介绍了近十年里发展迅速的合成生物学对微生物次级代谢产物研发的促进作用。合成生物学以工程化的思想对生命系统进行设计与改造,使传统方法难以获取的放线菌次级代谢产物通过外源宿主得以产生,充分利用了自然界的资源;此外,对次级代谢基因簇的合理设计和对生物元件的应用不仅使人们获得了自然界中原本不存在的新化合物,还能使某些具有广泛应用价值药物的产量得以显著提高;最后,还介绍了合成生物学领域近些年DNA组装的新技术和新方法,为从事次级代谢产物研发的工作者提供便利。 展开更多

关键词 放线菌 次级代谢产物 合成生物学

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调控元件与底盘适配性的研发 被引量：2

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作者 贾晓鹏 高弘 +1 位作者 卓英 张立新 《生物产业技术》 2013年第4期24-29,共6页

合成生物学是21世纪新兴的交叉学科，仅仅十年的发展就取得举世瞩目的成就。然而由于外源元件与底盘适配性研究不够深入，细胞工厂消耗了更多的资源，增加了排放和环境污染，生产效率远远不能满足设计需求。适配性研究的滞后影响了合成... 合成生物学是21世纪新兴的交叉学科，仅仅十年的发展就取得举世瞩目的成就。然而由于外源元件与底盘适配性研究不够深入，细胞工厂消耗了更多的资源，增加了排放和环境污染，生产效率远远不能满足设计需求。适配性研究的滞后影响了合成生物学的深入发展和产业化应用，本文试图从调控元件与底盘适配性的环节探讨突破的可能。 展开更多

关键词 调控元件 适配性 底盘 合成生物学 研发 交叉学科 环境污染 生产效率

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糖基化磁性纳米粒子的制备及其对凝集素的富集分离

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作者 杨刚柱 未金花 +3 位作者 吕迅 程水红 梁静南 李学兵 《中国农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期1-9,共9页

为了构建简单高效的病原微生物分离纯化方法,首先制备了双金属磁性纳米粒子Au-Fe3O4,然后在Au组份的表面修饰了可特异性结合凝集素及病原微生物的的乳糖基(Lac),获得了糖基化磁性纳米粒子Lac-Au-Fe3O4,并进一步研究了Lac-Au-Fe3O4与蓖... 为了构建简单高效的病原微生物分离纯化方法,首先制备了双金属磁性纳米粒子Au-Fe3O4,然后在Au组份的表面修饰了可特异性结合凝集素及病原微生物的的乳糖基(Lac),获得了糖基化磁性纳米粒子Lac-Au-Fe3O4,并进一步研究了Lac-Au-Fe3O4与蓖麻凝集素(RCA120)之间的反应及其对RCA120分离效率的影响,结果表明:1)Au-Fe3O4纳米粒子尺寸均一(8+14nm),呈哑铃状,Au和Fe3O4组份分别位于哑铃的两端;2)Lac-Au-Fe3O4具有良好的水溶性和磁学性质,在30min之内可特异性地与RCA120充分结合;3)在外加磁场作用下,Lac-Au-Fe3O4对水溶液中RCA120的分离效率约为70%,可有效分离微量样品(1nmol/L)。通过本实验,笔者对糖基化磁性纳米粒子的制备及其与凝集素的反应有了较为深入的了解,为进一步发展简单、快速的病原微生物分离方法奠定了基础。 展开更多

关键词 磁性纳米粒子 糖基化 凝集素 病原微生物

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荧光素酶标记的重组A/WSN/33(H1N1)流感病毒的构建

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作者 孙莹 谷冬梅 毕玉海 《中国卫生检验杂志》 CAS 2015年第15期2559-2563,共5页

目的构建表达荧光素酶的A型流感病毒反向遗传操作系统,对研究流感病毒的致病机制、抗病毒药物筛选、中和抗体检测以及病毒在动物体内的实时监测都具有重要意义。方法本文利用融合PCR方法,在A/WSN/33(H1N1)毒株NA基因的N端插入Gaussia荧... 目的构建表达荧光素酶的A型流感病毒反向遗传操作系统,对研究流感病毒的致病机制、抗病毒药物筛选、中和抗体检测以及病毒在动物体内的实时监测都具有重要意义。方法本文利用融合PCR方法,在A/WSN/33(H1N1)毒株NA基因的N端插入Gaussia荧光素酶(GLUC)或Renllia荧光酶(RLUC)报告基因编码序列,分别构建能表达GLUC或RLUC的重组NA质粒。将构建好的重组NA质粒替换A/WSN/33(H1N1)8质粒反向遗传操作系统中的NA基因,进行表达荧光素酶报告基因病毒的拯救。结果经过Western blot和荧光素酶活性检测等方法验证,分别成功获得了表达GLUC或RLUC的2株重组病毒;P0代上清感染MDCK后,仍能通过免疫荧光技术检测到NP蛋白的表达。结论这种表达LUC的流感病毒系统将会成为流感的基础性研究和应用性研究的有利工具,尤其是GLUC作为一种分泌型的荧光素酶,可以通过体外监测重组病毒GLUC的表达来实时监测流感病毒在体内的感染过程。 展开更多

关键词 A型流感病毒 反向遗传学 荧光素酶 2A蛋白酶 神经氨酸酶

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养殖动物及其相关环境耐药组的研究进展 被引量：10

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作者 王亚楠 胡永飞 +2 位作者 朱宝利 焦新安 高福 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1226-1233,共8页

畜牧养殖业中大量抗生素的使用,导致养殖动物及其相关环境中存在大量的耐药基因/耐药细菌。这些耐药基因可以借助基因水平转移等方式在环境中进一步扩散,甚至进入食品动物随食物链传播,对生态环境、食品安全和人类健康造成极大的威胁。... 畜牧养殖业中大量抗生素的使用,导致养殖动物及其相关环境中存在大量的耐药基因/耐药细菌。这些耐药基因可以借助基因水平转移等方式在环境中进一步扩散,甚至进入食品动物随食物链传播,对生态环境、食品安全和人类健康造成极大的威胁。随着基因组学研究手段的不断进步,养殖动物及其相关环境中耐药基因的多样性和生态学分布规律被广泛揭示。文中综述了相关领域耐药基因的研究进展,探讨了其对人体健康的潜在影响,并对未来的研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 养殖动物 养殖环境 细菌耐药 耐药基因组学

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敲除eIF4B基因对小鼠胚胎肝脏细胞凋亡的影响

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作者 王国庆 陈彪 +4 位作者 陈玉海 朱倩文 彭敏 郭桂杰 陈吉龙 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期3489-3500,共12页

真核翻译起始因子4B(eukaryotic translation initiation factor 4B,eIF4B)在mRNA翻译起始、细胞存活和增殖过程中发挥着关键作用,然而其在生物体内的生物学功能仍存在许多疑问。本研究利用eIF4B基因敲除小鼠模型,结合苏木精和伊红(hema... 真核翻译起始因子4B(eukaryotic translation initiation factor 4B,eIF4B)在mRNA翻译起始、细胞存活和增殖过程中发挥着关键作用,然而其在生物体内的生物学功能仍存在许多疑问。本研究利用eIF4B基因敲除小鼠模型,结合苏木精和伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色、流式细胞术、Western blotting和免疫组化等一系列实验技术手段,探究了eIF4B在胚胎发育过程中的功能及作用机理。结果显示,eIF4B敲除小鼠胚胎的肝脏呈现严重病理损伤,主要表现为胚肝细胞的凋亡和坏死,而小鼠胚胎的肺脏、脑、胃和胰腺则发育正常。进一步研究发现,在eIF4B敲除小鼠的胚胎肝脏中活化型caspase 3(cleaved-caspase 3)的表达水平显著升高。此外,eIF4B敲除小鼠的胚胎成纤维细胞和胚胎肝脏中mTOR通路下游信号分子p70S6K的表达和磷酸化水平以及4EBP1的磷酸化水平显著升高。综上所述,eIF4B敲除导致cleaved-caspase 3表达增加和mTOR信号通路过度活化,促进胚肝细胞的凋亡,致使小鼠胚肝发育异常,最终引发小鼠胚胎死亡。本研究揭示了eIF4B在胚胎发育过程中的重要作用,为深入了解eIF4B在生物体内的生物学功能提供了新的科学依据。 展开更多

关键词 真核翻译起始因子4B 胚胎肝脏 活化型caspase 3 MTOR

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长链非编码RNA在白血病发生发展中的调控机制研究进展

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作者 李婷婷 洪锦旋 +5 位作者 马云 杨彬偲 王国庆 王松 陈吉龙 池晓娟 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3933-3944,共12页

长链非编码RNA(Long noncoding RNA,lnc RNA)是一类长度大于200 nt且不具备蛋白编码能力或仅编码微肽的RNA分子。Lnc RNA参与调控细胞增殖、分化和凋亡等生物学过程,与多种恶性血液病的发生、复发及转移密切相关。文章结合最新研究报道,... 长链非编码RNA(Long noncoding RNA,lnc RNA)是一类长度大于200 nt且不具备蛋白编码能力或仅编码微肽的RNA分子。Lnc RNA参与调控细胞增殖、分化和凋亡等生物学过程,与多种恶性血液病的发生、复发及转移密切相关。文章结合最新研究报道,对lnc RNA在白血病发生过程中异常表达的功能、调控机制和潜在临床应用方面进行综述。概括了lnc RNA可以通过表观遗传修饰、核糖体RNA转录、竞争性结合mi RNA,以及参与糖代谢途径、活化肿瘤相关信号通路等多种方式调控白血病的发生发展及化疗中产生的多药耐药性。这些机制研究为深入了解白血病的发病机理、发现新的预后标志物和潜在的治疗靶标,为解决临床上治疗白血病所面临的患者耐药性的产生和治疗后复发等难题提供了新的参考依据。 展开更多

关键词 长链非编码RNA 白血病 调控机制 诊断与预后 生物标志物

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ZAP蛋白在抗病毒天然免疫应答过程中的功能研究

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作者 陈纳 张宝戈 +4 位作者 洪艳 许李锋 谢正露 陈吉龙 马燕梅 《畜牧与兽医》 北大核心 2020年第12期140-146,共7页

ZAP蛋白于筛选限制逆转录Moloney鼠白血病病毒(M-MLV)增殖的宿主因子时被首次发现,随后证实ZAP蛋白在抗病毒天然免疫应答中发挥重要作用。该蛋白主要通过抑制病毒RNA合成、降解病毒mRNA或抑制病毒mRNA翻译、介导病毒靶蛋白泛素化降解等... ZAP蛋白于筛选限制逆转录Moloney鼠白血病病毒(M-MLV)增殖的宿主因子时被首次发现,随后证实ZAP蛋白在抗病毒天然免疫应答中发挥重要作用。该蛋白主要通过抑制病毒RNA合成、降解病毒mRNA或抑制病毒mRNA翻译、介导病毒靶蛋白泛素化降解等多种途径直接抑制某些RNA病毒和DNA病毒的复制。另外,它可作为免疫调节因子,通过增强RIG-I介导的I型干扰素反应起到重要的抗病毒作用。同时许多病毒也已进化出包括抑制ZAP基因mRNA合成、降解ZAP基因mRNA、降解ZAP蛋白和抑制ZAP蛋白与靶病毒的mRNA或目标蛋白结合在内等多种机制,拮抗ZAP蛋白介导的抗病毒天然免疫应答。本文针对宿主ZAP蛋白与不同病毒互作机制进行综述,为宿主抗病毒天然免疫与病毒拮抗宿主天然免疫之间的关系研究,以及后续ZAP蛋白的机制研究提供科学参考。 展开更多

关键词 ZAP蛋白 抗病毒 天然免疫

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