绑定机构
扫描成功 请在APP上操作
打开万方数据APP,点击右上角"扫一扫",扫描二维码即可将您登录的个人账号与机构账号绑定,绑定后您可在APP上享有机构权限,如需更换机构账号,可到个人中心解绑。
欢迎的朋友
导航
万方知识发现服务平台
获取范围
  • 1 / 14
  (已选择0条) 清除 结果分析
找到 265 条结果
[博士论文] 彭俊辉
计算生物学 中国科学技术大学 2017(学位年度)
摘要:生物大分子通常参与行使细胞的许多生物功能及活动,它们的功能与其三维结构及构象变化息息相关。结构生物学家通常通过解析生物大分子在各种构象状态时的三维结构以更好地了解生物大分子及其复合物的结构与功能之间的关联。目前,多种生物物理学实验技术可以获得生物大分子的结构信息,其中包括:具有原子分辨率的实验技术如X射线晶体衍射和核磁共振(Nuclearmagnetic resonance,NMR)等;一些低分辨率的实验技术如小角X射线散射(Small-angle X-ray scattering,SAXS)、化学交联质谱(chemical crosslinking coupled mass spectrometry,CXMS)和单分子荧光共振能量转移(Single-molecule fluorescence resonance energy transfer, SmFRET)等。对于很多较大的生物大分子体系,冷冻电镜(Cryo-electron microscopy,Cryo-EM)实验技术通常被用于获取它们较低分辨率的结构信息,而近年来随着冷冻电镜硬件及软件技术的飞速发展,越来越多生物大分子体系的近原子分辨率结构通过冷冻电镜得以解析。
  然而,有时仅仅依靠其中任何一种单一的方法难以获得生物大分子的原子结构信息,这时候,我们便需要整合各种分辨率的实验技术以阐释生物大分子的构象信息。近年来,随着实验技术和计算机技术的发展,“整合结构生物学(Integrative structural biology)”概念应运而生。“整合结构生物学”的关键在于通过计算机模拟整合已有的高分辨率及其它补充实验信息,也即“整合结构模拟(Integrative structural modeling)”。“整合结构模拟”的主要内容包括:打分函数、构象空间采样以及交叉验证。其中构象空间采样在过去几十年尽管取得了一系列重要的进展。但是由于生物大分子的高复杂度,如何高效快速地进行构象空间采样一直是一个难题。构象空间采样主要基于分子动力学模拟。由于生物大分子势能表面较为复杂,在有限的计算机资源条件下,常规的全原子分子动力学模拟难以对其构象空间进行充分采样,如何高效地对生物大分子构象空间采样一直是计算生物学的难点之一。对于空间尺度较大的生物大分子,其功能相关运动所需要的时间尺度可能也越大,为了充分采样,我们可以利用增强采样分子动力学模拟或者多尺度分子动力学模拟。
  在“整合结构模拟”的框架内,我们发展了以下空间采样及结构建模工具:基于主成分分析(PCA)的增强采样分子动力学模拟方法、基于贝叶斯理论的将多尺度粗粒化结构模型还原成全原子结构模型的方法、基于并联级联分子动力学模拟构象空间采样方法的通用结构建模工具。与此同时,我们尝试运用多尺度分子动力学模拟、结合SAXS等实验数据研究含有组蛋白变体H2A.B的核小体的动力学性质。
[硕士论文] 张文康
生物学 哈尔滨工业大学 2016(学位年度)
摘要:MARVELD1定位于人类染色体10q24.2,该基因mRNA全长3238bp,编码蛋白的分子量为18.9kDa,具有抑制肿瘤增殖,使细胞周期发生阻滞等作用。前期研究发现,MARVELD1的氨基酸序列在人和鼠中具有高度的同源性(约88%)。利用小鼠胚胎切片原位杂交方法检测分析MARVELD1的表达情况,结果提示,在E12.5~E15.5天的胚胎中MARVELD1主要在脑以及内胚层发育器官,如小肠中有较集中的表达。由此推测,MARVELD1在小鼠发育中可能具有一定调控作用。
  为深入探究MARVELD1的生物学功能,尤其是探讨对于内胚层来源的器官发育过程中的生物学作用,课题组利用Cre/loxp重组系统获得了MARVELD1敲除鼠。考虑到小肠作为内胚层发育而来的器官,具有持续的自我更新能力,并且小肠是研究上皮细胞内稳态的重要模型,故本研究选择MARVELD1敲除鼠小肠作为主要研究对象,利用免疫荧光、免疫组化以及多种化学染色方法对出生后野生型小鼠和MARVELD1敲除鼠的基本体征、小肠的组织学结构、小肠各类型细胞的特征进行了比较分析。
  实验结果表明,野生型小鼠和敲除型小鼠在基本体征上,如饮食、饮水和毛色特征未见显著差异。体重方面,统计结果表明,相对于野生型小鼠,MARVELD1敲除鼠在发育至31天后有体重变轻的趋势,并在41天时二者差异最大,t检验结果p=0.06。基于基本体征观察结果,统计两种基因型小鼠出生后小肠的长度无显著性差异。但值得关注的是,敲除鼠小肠的纹状缘不连续,基层易分离,小肠吸收型细胞villin蛋白表达显著降低,杯状细胞和潘氏细胞的数量显著减少。
  综上所述,与野生型小鼠相比,MARVELD1敲除鼠出生后小肠的组织学结构,及部分细胞类型存在异常改变。
[硕士论文] 袁也
微生物学 华中农业大学 2016(学位年度)
摘要:荧光蛋白是现代生物学研究中的重要标记工具之一。科学家们基于已有发色团结构及荧光蛋白发光机理,已经获得了许多光学性质优良的荧光蛋白。就深层组织成像而言,所使用的荧光蛋白需要具有良好的单体性质,较高量子产率、较快的成熟时间,其荧光光谱应该更加靠近650 nm至1100nm的“近红外光学窗口”。然而,目前尚无同时满足这些要求的近红外荧光蛋白。
  为了能够更加理性的进化出性能优良的近红外荧光蛋白,我们仍需要聚焦荧光蛋白的发色团结构及其微环境。拉曼光谱是分子振动、转动状态的“指纹图谱”,生物大分子的拉曼光谱可以反应诸多分子结构信息。为此,本文深入研究了EGFP系列荧光蛋白(EGFP、ECFP、EYFP)和mNeptune及其突变体的拉曼光谱,创新性地将荧光蛋白的特征拉曼谱峰、发色团结构特征及其光学性质之间建立了关联,提出了影响荧光蛋白发射波长发生位移的可能性机制,具体如下:
  1.获得EGFP系列荧光蛋白的拉曼光谱,观察到C=N1谱峰变化,这是因为EGFP和ECFP的N1与H2O形成氢键,并且N1通过该氢键从H2O吸电子,相比于不存在该氢键作用的EYFP,这种吸电子效应造成C=N1谱峰红移。而EGFP中该氢键作用比ECFP更强,其具有更强的吸电子效应,因此,EGFP的C=N1谱峰相比于ECFP更加红移。
  2.EGFP系列荧光蛋白的拉曼光谱中,发现C5=C6谱峰位置与其最大吸收波长之间存在良好的直线关系,表明C5=C6的拉曼位移与荧光蛋白激发能之间存在激发能越小,C5=C6拉曼谱峰红移的现象。同样的,在mNeptune系列红色荧光蛋白中也发现类似现象,该现象产生的原因还需要进一步进行科学合理地解释。
  3.获得mNeptune系列红色荧光蛋白的拉曼光谱,发现mNeptune684的66Tyr苯酚环相关的拉曼谱峰变化的现象,相比于mNeptune,1170、1400蓝移到1176、1416 cm-1,1156 cm-1由于蓝移被1176 cm-1覆盖。这是因为在mNeptune684中,158N和143N形成协同的氢键作用,通过该作用对C12-O14及66Tyr的苯环产生吸电子效应,降低了66Tyr苯酚环的电子密度,造成其相关的拉曼谱峰同时发生蓝移。这是158N和143N协同的氢键作用对mNeptune系列荧光蛋白拉曼光谱产生改变的最直接的证据之一。基于此,预计在未来的近红外荧光蛋白往光谱更加红移的方向进化时,采用类似的方法产生更多协同的氢键作用,进一步拓展发色团的共轭平面。
  本研究不仅为荧光蛋白发色机理、波长红移等光学性质的阐释提供了重要理论依据,同时为荧光蛋白的体外进化提供了指导性的结构信息。此外,本研究进一步拓展了拉曼光谱在生物大分子结构研究中的应用。
[硕士论文] 马源穗
生物物理 江西农业大学 2016(学位年度)
摘要:在生物界,许多的生命过程均涉及生物大分子的迁移,比如DNA及RNA穿越核小孔的行为,蛋白质穿越脂质双分子薄膜,病毒感染宿主细胞等。因为生物大分子在生命活动中有着非常重要的作用,所以大分子的穿孔行为引起了众多科学家的研究兴趣。通过研究半柔性大分子链穿越微孔的行为,有助于我们更深入认识生物大分子在生命体内的输运过程。
  本文第二章中分别介绍了模拟方法中量子力学方法、分子力学方法、蒙特卡罗方法和分子动力学方法。结合本文主要阐述了蒙特卡罗模拟方法在高分子科学中的应用和其基本理论、模型、抽样方法及算法。
  本文第三章中采用动态蒙特卡罗模拟方法,模拟半柔性大分子链在电场作用下穿越纳米孔道进入球腔的输运过程。主要研究电场强度及半柔性大分子链的刚性强度对穿孔过程的影响.研究结果表明E和b对大分子链的穿孔有非常大的影响。半柔性大分子链的平均穿孔时间τ都是随电场强度增大而减小,但刚性强的大分子的τ始终大于刚性弱的大分子的τ。此外,不同的外场力作用下半柔性大分子链的平均穿孔时间τ与链长N有着标度关系,即τ~Nα。电场强度和弯曲能对大分子的标度行为有很明显的影响。当弯曲能b较小时,标度系数α随着电场强度E的增大而增大;当b比较大时,α随着E的增大先减小后增大;当b很大时,α随着E的增大而减小。研究结果表明当电场强度为中等大小时刚性弱和刚性强的大分子的穿孔过程是完全不同的。通过研究半柔性大分子链穿越微孔的行为,有助于我们更深入认识生物大分子在生命体内的输运过程。
[博士论文] 魏乐义
计算机科学与技术 厦门大学 2016(学位年度)
摘要:随着测序技术的发展,生物大分子序列数量快速积累,迫切需要了解序列所蕴含的重要生命信息。近年来,生物大分子序列的结构与功能研究已经成为生物信息学领域研究的热点问题。目前,基于生物大分子序列和机器学习模型的方法是生物信息学领域中预测序列结构和功能的重要研究手段。本文从如何构建有效的序列向量化方法、分类算法、以及高质量数据集角度出发,对生物大分子序列预测的几个具体问题进行了深入研究,包括蛋白质结构类预测、蛋白质折叠模式类预测、细胞因子与受体相互作用预测、细胞穿透肽预测、以及microRNA前体预测。本文的研究内容包括以下几个方面:
  第一,针对蛋白质结构类预测问题,目前现有预测方法普遍存在的问题是特征中包含信息单一导致特征的表达能力较低。为了克服这一问题,本文提出了基于序列与结构特征的蛋白质结构类预测方法RF_ PSCP。在该方法中,首先利用了基于多信息融合的特征提取方法,将蛋白质的初级序列信息、二级结构信息和序列结构信息融合到特征向量中,从不同角度更加全面刻画不同结构类间蛋白质序列的差异性;然后,将特征向量输入随机森林进行结构类预测。在10折交叉验证中,本文提出的方法RF PSCP在多个基准数据集上的预测准确率上均显著优于现有的方法,表明了方法的有效性。此外,在多个更新数据集上稳定的预测效果表明了方法良好的鲁棒性。
  第二,在蛋白质折叠模式类预测领域中,目前基于机器学习的预测方法实际的预测效果并不理想。为了进一步提高方法的预测性能,本文提出了基于集成学习的蛋白质折叠模式类预测方法PFPA,从序列向量化方法与分类算法两个方面做了相应改进,从而提升了预测效果。在序列向量化方面,利用了两种新的向量化方法:基于PSI-BLAST和基于PSI-PRED的特征算法,使得特征向量充分包含初级序列信息、进化信息、以及局部和全局二级结构信息。在分类算法方面,本文采用了平均概率的集成策略将五种不同的基分类器结合,从而形成集成分类器对蛋白质序列进行折叠模式类预测。与现有方法在基准数据集上的比较,表明了本文提出的方法的优越性。
  第三,针对细胞因子与受体相互作用预测问题,本文从蛋白质相互作用具有局部性特点出发,提出了基于局部进化特征的细胞因子与受体相互作用预测方法CRI-Pred。在该方法中,首次引入了蛋白质序列局部信息的概念。为了提取局部信息,利用平均分割的方法将位置特异性得分矩阵分成多个子矩阵,将两个进化特征模型(Pse-PSSM和AAC-PSSM-AC)应用于子矩阵中将蛋白质序列向量化,从而使得特征向量融合了蛋白质序列的局部保守信息、进化信息、以及序列的顺序信息。在分类器方面,本文采用随机森林作为分类器进行预测。实验结果表明,本文提出的方法在整体预测准确率指标上比现有预测方法高5.1%。
  第四,在细胞穿透肽预测领域中,本文针对现有方法的一些不足做了相应改进,从而提出了基于随机森林的细胞穿透肽预测方法SkipCPP-Pred。在该方法中,本文提出了自适应k-skip-n-gram特征向量化方法,在n-gram模型基础上增加更多的距离和序列氨基酸间相关性,从而一定程度上解决了传统n-gram方法造成的特征空间稀疏问题。其次,在数据集构建方面,本文重新构建了一个新的数据集:降低样本的冗余,增加数据集样本量,提升正反例样本相似性分布,从而克服基于现有数据集构建的预测方法出现的“过预测”问题。为了验证方法的有效性,本文比较了SkipCPP-Pred与现有方法的预测效果。实验结果表明,SkipCPP-Pred比现有方法能够更加准确预测序列是否具有细胞穿透功能。
  第五,在microRNA前体预测领域中,目前现有的预测方法普遍存在训练集中反例样本不具有代表性,导致预测方法泛化能力差的问题。本文提出了基于高质量反例的人类microRNA前体预测方法miRNAPre。该方法的研究重点是从反例选择的角度出发,提出了高质量反例挖掘方法,通过反复迭代的深度挖掘,从而克服现有反例样本过度依赖参数选择导致与正例样本差异性较大的问题。在预测方法的构建方面,基于多信息融合的方法将序列向量化为包含了多种不同信息的特征,以支持向量机分类器作为特征向量输入进行预测。与现有方法在多个的独立测试集上的比较结果显示miRNAPre均取得了更高的敏感性和特异性,实验表明了miRNAPre能够为生物实验提供可靠的microRNA前体候选预测服务。
[博士论文] 毕国志
园艺学;蔬菜学 东北农业大学 2015(学位年度)
摘要:植物通过位于细胞内或者细胞表面上的免疫受体来识别病原体分子并激活免疫反应。位于膜上的免疫受体主要分为类受体蛋白和类受体激酶两类,其中类受体激酶包括负责识别信号的胞外区,跨膜区及激活下游信号的胞内激酶区。与类受体激酶不同,类受体蛋白在胞内区只含有短的多肽,无激酶结构。番茄(Solanum lycopersicum)中抗叶霉菌(Cladosporiumfulvum)蛋白Cfs为类受体蛋白,其如何传导下游信号,机理还不清楚。
  最近,本实验室发现类受体激酶SOBIR1可以与Cfs蛋白互作,沉默SOBIR1后减弱Cfs介导的过敏反应和抗病性,同时减少了Cf-4的积累和稳定。本实验室及其他研究者发现SOBIR1与大量的类受体蛋白结合,并且参与大量的类受体蛋白介导的下游信号。
  为了更好的了解类受体蛋白如何介导下游信号,以及SOBIR1在类受体蛋白复合体中的具体功能,本研究通过酵母杂交技术及免疫沉淀的方法鉴定SOBIR1的互作蛋白,构建TVR载体沉默候选基因,验证候选基因是否会对Cf-4/Avr4介导的过敏反应及抗性有影响。主要结果有:
  (1)通过对番茄SlSOBIR1及拟南芥AtSOBIR1结构进行预测,发现SOBIR1蛋白含有5个亮氨酸重复序列,1个跨膜区及胞内激酶区。通过比对SOBIR1同源蛋白序列发现胞内激酶区较胞外区保守,发现跨膜区WxxGxxxGxxxG基序在多个SOBIR1同源蛋白中保守存在。
  (2)构建PGBKT7-SlSOBIR1-Kinase载体,通过western blot实验证明SOBIR1激酶结构可以在酵母中表达。自激活实验及毒性检测证明SOBIR1激酶结构对酵母无自激活及无毒性。利用SOBIR1激酶结构对番茄cDNA文库进行酵母杂交筛库,发现基因VDAC及SAP18可能为SOBIR1互作蛋白的候选蛋白。
  (3)构建TRV-VDAC及TRV-SAP18载体分别沉默本式烟中VDAC及SAP18同源基因,发现沉默SAP18减弱了Cf-4/Avr4介导的过敏反应,而沉默VDAC对Cf-4/Avr4介导的过敏反应没有影响。进一步沉默番茄中SAP18同源基因,减弱了Cf-4介导的对叶霉病的抗性。在本式烟中共同表达VDAC及SOBIR1,免疫共沉淀实验发现VDAC不能与SOBIR1共同纯化出来。
  (4)对番茄转化载体35S: SOBIR1-eGFP或35S: FLS2-GFP,并通过PCR及western blot确认获得转基因番茄。比较转基因番茄表达SOBIR1-eGFP及转基因番茄超表达FLS2-GFP,发现SOBIR1转基因植株获得率低,且SOBIR1表达量低,超表达SOBIR1番茄表现植株矮小。
  (5)纯化Avr4蛋白,并通过稀释不同浓度梯度1000μg/ml、200μg/ml、100μg/ml、50μg/ml、20μg/ml及1μg/ml,发现浓度大于100μg/ml时能诱导番茄Moneymaker-Cf-4过敏反应。在转基因本式烟Cf-4中注射Avr4浓度为1000μg/ml,同样能诱导Cf-4介导的过敏反应,说明可以激活下游信号。
  (6)转基因番茄稳定表达SOBIR1-eGFP和拟南芥中稳定表达SOBIR1-YFP,并利用GFPaffinity beads纯化SOBIR1。通过在烟草中瞬时表达SOBIR1-GFP,并利用Avr4蛋白进行处理,同时以水处理作为对照,利用GFP affinity beads纯化烟草叶片中总蛋白的SOBIR1-GFP。在烟草中瞬时表达SOBIR1激酶结构或者无激酶活性的SOBIR1激酶结构,利用GFP affinitybeads纯化烟草叶片中总蛋白SOBIR1激酶结构-GFP。通过质谱对共沉淀的蛋白进行测序,最后选择了DRP2、PP2C、GB及STK作为候选基因。
  (7)构建不同TRV载体分别沉默本式烟中DRP2、PP2C、GB及STK同源基因,发现沉默STK减弱了Cf-4/Avr4介导的过敏反应,而沉默DRP2、PP2C及GB对Cf-4/Avr4介导的过敏反应没有影响。
[博士论文] 董巍
生物化学与分子生物学 浙江大学 2015(学位年度)
摘要:离子通道的协同性门控机制使其能够灵敏的感受刺激信号和配体的细微变化,并进而调节自身的开放与关闭。尽管离子通道的协同性门控现象的发现和研究已有超过三十年的时间,但是其背后,生物大分子得以发挥重要作用的深层机制却一直无法清楚的解释。
  配体的结合可以引起配体门控的钾离子通道的迅速开放。MthK通道是一种来自甲烷嗜热菌的钙离子激活的钾离子通道,它能通过胞内的门控环结合钙离子,并进而转变为开放状态。通过整合已知的MthK门控环的大量结构并进行分析,以及结合热力学和电生理的相关实验,我们解释了钙离子在八聚体门控环的其中一个钙离子结合位点的结合,是怎样导致钙离子在其它位点的结合更加容易发生。这些结构和功能的联合研究,使我们可以得出一个关于钙离子通过协同效应来调控MthK通道活性的结论,即钙离子的结合位点在两种不同的状态之间相互转变,并且不同的状态对钙离子的亲和力完全不同。钙离子在八聚体门控环上其中一个钙离子结合位点的最初始的结合,会增加其它没有结合钙离子的位点对钙离子的亲和力,并因而导致后续的钙离子结合更加容易进行。我们证明,门控环不同区域的构象转换和动态变化能够彼此协调进行,并在此基础之上提出了一个MthK通道门控环的协同性调控模型,即钙离子的初始结合引发了门控环发生一系列的结构变化,最终导致门控环上其它没有结合钙离子的位点对钙离子的亲和力发生显著增加。因此,门控环通过自身的构象改变,将钙离子结合的能量最终转变成使离子通道开放的机械力。
  我们提出了MthK通道的第一个原子水平上的协同性结构变化的模型,并且为深入阐释离子通道协同性门控机制提供了坚实基础。
[硕士论文] 杨浩
机械设计及理论 东南大学 2015(学位年度)
摘要:生物大分子穿越纳米孔在许多生物系统中是一种重要的生物现象,如病毒基因组(viralgenome)的输运,核糖核酸(RNA)穿越核孔复合物(nuclear pore complex),蛋白质(protein)穿越线粒体(mitochondria)以及药物分子进入细胞核。
  将电解液中的离子视为离散粒子,基于Poisson方程、Fokker-Planck方程以及Navier-Stokse方程,建立了电渗流驱动生物大分子穿越充满电解液纳米孔的理论模型。将生物大分子视为一自避行走链(self-avoiding chain),采用自洽场理论,对外势场驱动自避行走链穿越纳米孔的输运过程进行了研究。建立的理论模型同时考虑了外电势差,电解液带电离子的Coulomb静电势(电解液效应),纳米孔吸引势和链段间相互作用势(排除体积效应)对生物大分子穿越过程自由能以及构型熵的影响。模拟结果表明,在相同条件下,生物大分子在高电价电解质溶液中熵垒大于低电价电解质溶液中的熵垒,从而导致在高电价电解质溶液中生物大分子穿越时间远慢于在低电价电解质溶液中的穿越时间。此外,纳米孔的吸引势增大了生物大分子的自由能,这能增加穿越成功的概率。平均穿越时间随着排除体积效应的增大而减小。而电解液效应将延长平均穿越时间。
[硕士论文] 姜燕
生物物理 内蒙古大学 2015(学位年度)
摘要:蛋白质是生物体关键的组成成分,存在于细胞中不同区域的蛋白质它们的功能也不一样。所以,预测蛋白质在细胞中的位置能更好的了解它们的功能。
  我们建立了一个新的单定位凋亡蛋白质数据集,通过特征筛选提取了氨基酸n肽组分信息、蛋白质骨架信息、化学位移信息和蛋白质保守位点的进化信息,并根据蛋白质物理化学特性提取了亲疏水信息,最后将以上各单特征信息进行融合,采用支持向量机(SVM)算法及加权K近邻(K-Nearest Neighbors,KNN)算法对单定位细胞凋亡蛋白质数据集进行分类预测,Jackknife检验下总体预测成功率分别达到了81%和77.9%。
  以单定位凋亡蛋白质数据集为标准集,本文还构建了一个多定位凋亡蛋白质数据集作为独立测试集,以氨基酸二肽组分信息和蛋白质骨架信息作为多定位凋亡蛋白质数据集的特征参数。结合加权K近邻(K-Nearest Neighbors,KNN)算法对其进行预测,总体预测成功率达到60.9%。
[硕士论文] 刘海超
生物物理学 内蒙古大学 2015(学位年度)
摘要:抗冻蛋白(Antifreeze Proteins,AFPs)是一种能改变冰晶生长形态抑制冰晶生长的特殊蛋白质。它能非依数性地降低水溶液中冰晶的生长点温度,而对冰晶熔点温度的影响甚微,抗冻蛋白水溶液中冰晶的熔点温度和生长点温度之间因此而产生差异的现象称为热滞现象(Thermal Hysteresis,TH)。
  依据霍尔丹统计理论,以多原子为中心的大分子吸附问题已经被描述为分数统计吸附理论(fractional statistical theory of adsorption,FSTA)。固体表面被排除的状态数是以“统计排除系数g”为特征的,它取决于分子的尺寸和晶体的几何结构。
  本文介绍了分数统计吸附理论模型,首次应用FSTA模型揭示抗冻蛋白的热滞活性问题。研究得到抗冻蛋白溶液的浓度与热滞活性的理论关系,理论结果与实验结果进行比较相符较好。抗冻蛋白与冰晶表面的结合强烈的受两方面因素影响:一方面,抗冻蛋白分子与冰晶结合的有效吸附位点数的影响;另一方面,AFP分子自身的尺寸大小和外形的不同对结合能的影响。由于抗冻蛋白有特殊的抗冻活性,以至于它在诸多方面都有广阔的应用前景。
  因此,应用分数统计理论模型研究抗冻蛋白的热滞活性及其与冰晶的相互作用,将有助于更好的理解抗冻蛋白的抗冻机制,对抗冻蛋白的理论研究和现实应用等方面都具有重要的生物学和物理学意义。
[硕士论文] 吴群峰
有机化学 赣南师范学院 2014(学位年度)
摘要:背景:无机焦磷酸酶(Inorganic pyrophosphatase, PPase)是一类催化无机焦磷酸盐(PPi)水解生成磷酸盐的蛋白质。PPi是生物大分子(如DNA,RNA,蛋白质和糖原等)生物合成过程的副产物,PPi的水解反应将在热力学上促进生物大分子的合成。另外,PPi也是硫酸盐还原反应的一个产物,PPi的水解反应促进了硫酸盐的利用,为半胱氨酸、及甲硫氨酸等的合成提供硫源。
  目的:建立日本血吸虫无机焦磷酸酶重组表达与纯化方法,研究其分子性质并解析其晶体结构,为阐明其结构功能关系、研究其在血吸虫病防治上的应用奠定坚实的基础。
  方法:分子克隆SjPPase基因至pET-28a质粒,将重组质粒导入大肠杆菌BL21(DE3),IPTG诱导表达SjPPase重组蛋白;超声裂解菌体,上清经6×His-Tag特异性结合Ni-NTA柱与弱阴离子DEAE柱两步分离、纯化获取高纯度蛋白。使用比色法测定反应产物磷酸盐(Pi)在不同时间的浓度来计算SjPPase的酶学活性,以及抑制剂的抑制活性。利用Cross-linking反应对SjPPase溶液状态下的聚集行为进行研究;采用Native-PAGE电泳探索SjPPase与一些小分子之间的相互作用。运用ELISA法测定SjPPase作为血吸虫病诊断抗原的敏感性和特异性。应用气液扩散法进行SjPPase蛋白酶的晶体生长并收集其X-Ray衍射数据,解析并分析其晶体结构。
  结果:制备得到了纯度较高(>95%)的SjPPase重组蛋白;测定了其不同温度和pH时的酶学活性,其中最适温度和pH分别在60℃和7.0附近;测定了抑制剂NaF,MDP以及IDP的抑制活性,它们的半抑制浓度IC50依次为1.92mM、3.72mM和4.97mM;在溶液状态下,SjPPase分子是以二聚体聚集形成的多聚体形式存在;研究结果显示,Mg2+和SjPPase分子中的半胱氨酸对于维持SjPPase结构的稳定性非常重要,在SjPPase分子中存在底物结合的非活性中心位点;解析并分析了SjPPase的空间结构及其与功能的基本关系。
[硕士论文] 周汇虹
计算机应用技术 南昌大学 2014(学位年度)
摘要:21世纪随着计算机科学技术不断的发展,计算机科学技术已经在许许多多的科学领域(生物工程,医学可视化手术,仿生技术等)里获得了突破性进展,而不单单在本科学领域绽放光彩。在生物物理学当中有一个重要的课题—蛋白质折叠问题,它是当今尚未突破的重大科学难题。我们现在只知道有哪些 DNA能创造出哪些蛋白质,而不清楚这些蛋白质是如何从肽链折叠成具有功能结构的蛋白质的,这个过程被誉为人类的第二遗传密码。
  为了解决这个问题,世界各地的学者基本都从蛋白质的结构开始,用动力学和热力学的方法去分析,得到了一些可用的实践成果,而没有得到确切的理论依据。而随着计算机的发展,算法设计的不断创新,使得利用计算机运算的高效性,高容量,分布式集成的优势利用算法去验证蛋白质折叠理论,发现理论成为可能。本文所依据的理论来源于南昌大学理学院方毅教授所创造的吉布斯自由能最小化蛋白质折叠理论,这种方法主要是通过计算蛋白质分子的表面积,体积,作用于溶剂分子相关的空隙体积,采用牛顿最速下降法使得蛋白质分子的吉布斯自由能最小,从而改变肽链结构折叠成蛋白质结构,最终验证方教授的理论成果。
  本系统验证过程借助 CONNOLLY软件,通过它描述氨基酸各个原子结构,在通过分子表面,分子体积模块计算,利用折叠旋转模块折叠成蛋白质,最后利用 OPENGL图像显示技术呈现结果,达到验证理论的目的。
[硕士论文] 李金超
生物医学工程 东南大学 2014(学位年度)
摘要:纳米孔技术是当前最有前途的单分子检测技术之一,已经实现了包括测序、生物大分子检测等应用。纳米孔是嵌在生物膜上或固态薄膜上的纳米尺度的孔。物质穿过纳米孔的过程被称为易位。目前,纳米孔在应用上具有很广泛的空间,但是物质发生纳米孔易位过程的机制还需要深入研究,操纵生物分子进而提高易位事件发生频率的研究仍然具有十分重大的意义。本课题主要研究纳米孔周围交变电场对分子运动行为的控制,包括理论研究、计算机仿真研究和实验研究。
  纳米孔周围分子或颗粒的运动行为存在微米空间和纳米空间两种尺寸,这两种空间受到的力场、流场、固液界面特性也有很大不同,本课题中采用电泳技术和介电泳技术两种方法来进行分子运动行为的控制,并进行计算机仿真和实验分析,进而对纳米孔周围分子的运动行为进行分析。主要内容如下:
  分子或颗粒运动行为控制的理论基础。主要研究电泳技术和介电泳技术,分析了固液界面带电理论,双电层和电渗流理论,电泳原理,介电特性理论和介电泳原理。建立了生物分子运动方程。
  利用有限元方法建立了计算机仿真模型。对纳米孔周围的电势分布,电场分布,流场分布,电流计算,运动轨迹分析进行了研究。通过数据分析,对纳米孔周围分子或颗粒发生纳米孔易位的条件,运动轨迹,器件制备等方面进行了研究。
  利用电泳技术通过红细胞和纳米金棒分别在微米和纳米两种尺寸下对分子运动行为进行了研究。分别通过计算机仿真和实验方法开展,使得仿真模型得到的红细胞的电泳速度和纳米金棒电流变化曲线与实际能够很好的匹配。
  利用介电泳技术通过聚苯乙烯微球和DNA分子短片段分别在微米和纳米两种尺寸下对分子运动行为进行了研究。通过计算机仿真的方法,对介电泳发生的条件以及运动轨迹进行了研究。实现了仿真模型的建立,并能够与现有的实验结果符合。
  本课题旨在探究控制分子或颗粒在纳米孔周围运动的机制,提高纳米孔周围的浓度以增加易位事件的频率,为纳米孔技术的深入研究提供实验和理论基础。
[硕士论文] 王程飞
生物物理 电子科技大学 2013(学位年度)
摘要:理论生物学发展迫切需要一个可信的理论模型和计算工具来模拟生物大分子的结构和功能。量子化学计算有惊人的预测精度和令人信服的理论解释,但受到当今计算能力的限制,在生物大分子体系上的模拟应用仍然面临计算量过大的问题。加快量子化学计算中分子积分的计算速度是本文的工作目标。我们用符号运算的新思路探索计算方法的改进,通过优化、编译分子积分的运算表达式,提出了新的算法,并成功将其运用到我们编写的量子化学计算软件包SymQM中。
  本文的主要工作包括软件应用和算法理论两个方面:在应用方面,我们实现了一个高效的量子化学计算软件包SymQM,并进行初步的福克矩阵运算测试。在软件设计上,我们采用了分层的方法,控制了整个软件的复杂性,并用动态语言和静态语言混合编程的方法兼顾了SymQM运算上的高效性和扩展上的灵活性。
  在算法理论研究方面,我们做了以下几点工作:
  1.我们研究了迄今为止各种分子积分算法的数学实质及其表达式特点,验证了不同算法在数学本质上的等价性。不同双电子积分算法计算过程最终简化后的数学实质相同,不同的是计算顺序和表达形式,而设计最优的分子积分算法的问题亦可转化为对表达式的最优化问题。
  2.重点分析了目前广泛使用的Gaussian软件中PRISM算法的优点和可改进之处。PRISM算法继承了第三代算法的优点,使用递推公式来计算高角动量的双电子积分,利用了同类型分子积分数据共享的特点,并用穷举计算路径的方法解决了收缩问题。但Gill对PRISM路径的浮点运算数的理论统计并不完备,受到数值运算编程的限制,计算路径的选择也极为有限。
  3.研究测试了用符号运算优化积分表达式的各种方法,尝试了Simplify、Horner、Optimize和带缓存的MD方法,探索了HRR的使用,最终确定了最佳的算法组合,并将其作为我们实现的SymQM软件包中的算法方案,还进一步比较了SymQM软件包中的新算法和目前广泛使用Gaussian软件中PRISM算法的运算效率。
[硕士论文] 李艳莉
化学工艺 天津大学 2013(学位年度)
摘要:因手性药物两种对映体的药理学、毒理学及在生物体内代谢活性不同,使得生物体内常见的手性特征在制药行业引起了广泛的关注。2010年,相关部门统计结果显示十分之七的畅销处方药都是手性药物。生物大分子如蛋白、核酸等,因其特有的手性特征及无细胞毒性被广泛用于手性拆分过程中。本文旨在通过生物大分子作为手性选择剂联合超滤膜过程以及结晶纯化的方法来实现氧氟沙星对映体的富集。
  首先,通过圆二色光谱和荧光光谱研究牛血清白蛋白(BSA)、小牛胸腺DNA(ct-DNA)和鱼精DNA(fs-DNA)与手性氧氟沙星两种对映体的相互作用,发现BSA优先结合R-对映体,而ct-DNA优先结合S-对映体,但是fs-DNA并没有手性识别能力。其次,考察了pH值、手性选择剂浓度对手性拆分性能的影响,结果表明在pH9.0的条件下,以BSA作为手性选择剂时渗透液的对映体过量值(e.e.P)值为10%(S),而在pH5.0下,以小牛胸腺DNA作为手性选择剂时渗透液的e.e.P值为14%(R)。当BSA浓度为0.3mM时,ct-DNA碱基浓度为3mM时达到最佳拆分效果。然后,通过多级吸附对氧氟沙星对映体进行纯化,以BSA作为手性选择剂经过5级吸附后e.e.P为44%(S),而经ct-DNA的5级吸附后e.e.P可达85%(R)。最后,利用结晶的方法对氧氟沙星对映体富集溶液进行纯化,初始e.e.为44%(S)的对映体富集溶液可进一步纯化到95%(S)。本文还尝试将BSA固载在聚砜超滤膜上,衰减全反射红外结果表明BSA可成功接枝到聚砜膜表面。
[博士论文] 申亮亮
生物学;生物化学与分子生物学 第四军医大学 2013(学位年度)
摘要:结肠癌是世界范围内高发的恶性肿瘤之一,在全球范围内,结肠癌的发病率和死亡率在男性和女性患者中均位列第三位。目前研究认为,结肠上皮细胞遗传学的改变是导致结肠癌易感性的主要原因,如Ras/Raf, transforming growth factor(TGF)-β,β-catenin/T-cell factor(TCF)和p53通路等。在结肠癌演变过程中,基因的突变和微环境的改变进一步增加了结肠癌恶性表型的发生。因此,结肠癌的发生是一个多因素、多阶段、各种分子事件渐进性累积的复杂过程。尽管关于上述机制的研究已经逐渐明确,但导致结肠癌发生和恶性转变的关键因素仍然有待进一步的研究。
  TGF-β属于转化生长因子家族的成员,其通过自分泌或旁分泌的方式参与细胞内许多生物学行为的调控。经典的TGF-β信号通路是通过Smad蛋白家族来介导,主要参与成员是Smad2/3/4;另外,TGF-β还可以激活细胞内的多条信号通路来调节细胞的生物学行为,如:Ras/MAPK/ERK通路,JNK/P38通路,PI3K/AKT通路, RohA通路,PP2A/p70s6K通路等。TGF-β信号通路的活化与肿瘤的发生发展密切相关,并在不同环境下表现出促癌或抑癌的双向功能。目前的研究认为,TGF-β/Smad信号通路在正常的上皮细胞中主要发挥抑制细胞增殖的功能,这主要是通过对细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子p15和p21的诱导,以及对癌基因c-Myc的抑制效应来实现的;但在晚期的结肠癌细胞内,TGF-β通过诱导细胞EMT及侵袭和转移的发生导致其功能从抑癌向促癌转变。诱导TGF-β功能发生改变的原因很多,其中遗传学的改变导致 TGF-β增殖抑制通路的突变失活被认为是最为重要的因素,例如:SMAD4, SMAD2和 TGFBR2等。但同时有许多的研究显示,在结肠癌细胞内修复TGF-β缺陷的通路仍然不能有效激活TGF-β增殖抑制信号通路,这提示除了遗传学改变外的其他因素,可能也参与到了对TGF-β双向功能的调节。
  NDRG2(N-Myc Downstream Regulated Gene2)是我们课题组首次报道的新抑癌基因。它属于NDRG家族成员,该家族由NDRG1、NDRG2、NDRG3和NDRG4四个成员组成。课题组的前期研究结果显示NDRG2可以抑制胶质瘤细胞的增殖,并可以诱导多种类型细胞的分化,如树突状细胞,PC12细胞和结肠癌细胞等。另外, NDRG2在结肠癌等多种肿瘤组织中呈低表达状态,这与它作为肿瘤抑制基因所具有的潜在抑癌能力相一致。更重要的是,我们最近发现NDRG2的表达与结肠癌的恶性增殖、侵袭和转移具有显著的负相关性,其低表达状态与患者的不良预后密切相关,显示NDRG2是一新的结肠癌诊断标志物,为结肠癌的发病机制、临床病理联系及预后判断提供新的思路。
  目的:
  1.揭示TGF-β在结肠癌演变过程中功能由抑癌向促癌转变的原因及影响因素;
  2.明确TGF-β对NDRG2调控的分子机制;
  3.分析NDRG2在结肠癌演变过程中表观遗传学的改变对TGF-β功能的调节;
  4.阐明NDRG2对结肠癌细胞EMT及细胞增殖过程的影响。
  方法和结果:
  1. NDRG2与TGF-β通路在结肠癌演变过程中的相关性分析
  我们首先分别在50例结肠癌和癌旁的病理组织中通过免疫组织化学方法分析了p-Smad2/3C和肿瘤抑制基因NDRG2的表达状态。统计学分析显示,p-Smad2/3C和NDRG2在低分化的恶性结肠癌中呈低表达,两者的表达也具有显著的相关性。这提示NDRG2可能参与了TGF-β/Smad通路对细胞的周期调控及增殖抑制效应的过程。
  2. TGF-β通过Sp1、c-Myc、Miz-1和Smad复合体调控NDRG2的转录
  我们通过Western blot和Real-time PCR实验发现TGF-β在HaCaT细胞中可以从转录水平直接激活 NDRG2的表达。并进一步通过报告基因分析和 ChIP实验证明TGF-β通过调节HaCaT细胞内Smad2/3和Smad4的转录调节活性,激活NDRG2的转录;并且Sp1的过表达进一步提高了TGF-β诱导NDRG2的启动子活性;而干涉Sp1或NDRG2启动子的Sp1结合位点突变可显著抑制NDRG2的启动子活性;Sp1的抑制剂Mithramycin A作用细胞能够抑制TGF-β对NDRG2的转录激活活性,进一步说明TGF-β调控NDRG2依赖Sp1的参与;除此之外,报告基因实验的结果显示, c-Myc通过对Miz-1的转录调节作用抑制 TGF-β对NDRG2的诱导表达,而 Miz-1的过表达则可上调NDRG2启动子活性。由此可见,TGF-β可以通过Sp1、c-Myc、Miz-1和Smad复合体的介导,参与对NDRG2的转录调控。
  3. NDRG2在结肠癌细胞中对TGF-β功能的影响
  在晚期结肠癌细胞中,TGF-β/Samd通路通常发生突变失活,而TGF-β诱导的癌基因信号通路则被激活,TGF-β在这一阶段可通过诱导EMT(上皮-间质细胞形态转变)的方式促进肿瘤的侵袭和转移。我们通过形态学观察、Western blot和Real-time PCR分析发现,NDRG2的过表达可显著抑制TGF-β诱导HT-29细胞发生EMT,并从mRNA水平抑制TGF-β诱导的E-Cadherin和Vimentin表达的改变,提示NDRG2可能从转录水平影响着TGF-β对EMT的调节。为了进一步分析NDRG2对EMT导致的细胞恶性侵袭和转移等功能上的改变,我们利用Transwell实验观察了细胞侵袭和迁移能力的变化。结果表明,TGF-β的刺激提高了 HT-29细胞侵袭和迁移能力,而NDRG2的过表达则显著抑制了TGF-β诱导的细胞恶性转变。因此,NDRG2作为TGF-β/Smad抗增殖通路的应答基因,在晚期结肠肿瘤细胞中发挥对 TGF-β诱导的EMT发生的抑制效应。
  4. NDRG2表观遗传学的改变在结肠癌演变中的重要意义
  我们首先在多个结肠癌细胞株及正常结肠上皮细胞中比较了 NDRG2表达的差异,并观察到NDRG2在大部分的结肠癌细胞内呈低表达;而NDRG2在结肠癌细胞的甲基化水平明显高于正常细胞,并与NDRG2的表达呈负相关;这一结果在结肠癌临床标本中得到了进一步的验证。另外,在NDRG2启动子高甲基化的细胞内过表达Sp1不能诱导内源性NDRG2的表达上调,但却保留了对外源转染的NDRG2启动子的转录激活能力。通过 EMSA实验证明,Sp1结合位点区域的高基化状态显著抑制了Sp1与NDRG2启动子区靶位点的结合。而DNA甲基化酶抑制剂5-aza-dC的作用可以上调 NDRG2的表达水平,并恢复 Sp1对 NDRG2的转录调节活性。为了探讨NDRG2对EMT的抑制效应在临床上的表现,我们在260例结肠病人标本中分析了NDRG2的表达与结肠癌侵袭能力、淋巴转移以及远端转移的相关性,显示 NDRG2的表达与肿瘤的侵袭和转移能力呈显著的负相关,提示NDRG2作为肿瘤抑制基因,在发挥抗增殖效应的同时还可以通过对EMT的调控抑制结肠癌的侵袭和转移。
  5. NDRG2参与结肠癌生物学行为改变的分子机制
  结肠癌细胞在高生长密度时可抑制细胞增殖、促进细胞分化,基于这一细胞特性,我们利用Caco-2和HT-29细胞建立了结肠癌分化的模型,并发现在分化后的结肠癌细胞内NDRG2的表达上调及癌基因Skp2的表达下调。另外,在丁酸钠诱导的细胞分化模型中,我们也证实了二者之间的负相关关系。进一步,我们发现NDRG2的过表达可从转录水平抑制Skp2的表达,并同时上调Skp2的泛素化底物p27和p21的表达水平和蛋白稳定性。除此,NDRG2还可以从转录水平上调p21的表达,但不改变p27的mRNA水平。因此,NDRG2一方面通过抑制Skp2的表达增强了p27和p21在细胞内的稳定性,另一方面从转录水平诱导了 p21的表达。由此我们推测NDRG2对Skp2,p27和p21的调控可能是其参与抑制细胞增殖和促进细胞分化的主要方式。最后,我们通过裸鼠皮下成瘤实验发现,NDRG2的过表达显著抑制了HT-29细胞的成瘤能力及细胞的增殖能力,p21或p27的干涉均不同程度地促进了瘤体的增殖,并可部分的解除NDRG2对肿瘤的增殖抑制效应。因此,NDRG2通过调节p21和p27的表达参与对结肠癌细胞增殖分化过程的调控。
  结论:
  通过对本课题的研究,我们发现 TGF-β可以通过 Sp1、c-Myc、Miz-1和Smad复合体的介导,参与对抑癌基因NDRG2的转录调控。由于在晚期结肠癌中NDRG2启动子的高甲基化导致NDRG2对TGF-β的应答缺陷,从而导致TGF-β增殖抑制效应的缺失,而TGF-β诱导的EMT过程不能被有效地抑制,加速了结肠癌的演变和转移。
[硕士论文] 刘涛
化学工艺 天津大学 2013(学位年度)
摘要:在溶液中调控药物晶型对于多晶型药物的研究和生产具有重要意义。本论文通过实验和模拟方法系统地考察了在溶液中加入生物大分子添加剂对药物茶碱(theophylline,简称TP)和甲糖宁(tolbutamine,简称TB)多晶型的调节作用。
  首先分析了茶碱I,II,IV和M晶型的晶体结构中分子排布,氢键相互作用和Hirshfeld surface,发现茶碱晶型为堆积多晶型,确定了室温无水晶型稳定性顺序:IV>II>I。从结构类似的角度出发,选取了DNA-A20和DNA-T20作为添加剂进行调控,考察的过饱和度为2.5和3.5,结果发现,在不同过饱和度下,无论DNA-A20还是DNA-T20,特定的添加量都可以有效诱导茶碱II晶型(药用晶型)的长出,并发现不同添加量对茶碱晶习有明显的影响。
  使用分子模拟对DNA添加剂诱导茶碱亚稳态II晶型的作用机理进行探讨,推理出现实验结果的可能原因是:特定的添加量可以维持一种亚稳态的状况,形成亚稳态的晶核。此外,对II晶型和M晶型的晶习进行了预测,将晶体学重要的晶面挑选出来,通过计算添加剂与晶面结合能,探究添加剂对晶体生长的影响。计算结果发现,无论是DNA-A单体还是T单体,与II晶型的晶面(除了201晶面)的结合能都相对比较弱,因此,这种作用进一步引导II晶型的长出。另外,溶液中可能存在的稳定晶核表面(类似M晶型)则被添加剂优先结合,最终限制M晶型的生长。在特定的DNA添加量情况下,这两种因素的共同作用最终导致II晶型的生成。
  最后,为了进一步探究DNA的作用,选取另一种多晶型药物甲糖宁进行调控,无论是使用DNA-A20还是DNA-T20作为添加剂,特定的添加量下都可以诱导IV晶型的长出,而一般情况下IV晶型不容易在溶液中得到;另外还考察了不同降温速率对甲糖宁结晶过程的影响,在0.5和1.0℃min-1时也得到了IV晶型。这个发现说明在甲糖宁结晶过程中,DNA添加剂与用更快的降温速率可以起到相同的效果。这也进一步证实了DNA添加剂维持亚稳态晶核的能力。但是在没有DNA存在时,在茶碱的结晶过程中,快速降温并没有得到单一亚稳态晶型,从而说明甲糖宁亚稳态晶核要比茶碱的更稳定。
[硕士论文] 陈娟
无机化学 河北大学 2013(学位年度)
摘要:随着生物技术的迅猛发展,越来越多的蛋白质和核酸等生物大分子被用于生物医药等方面的研究和应用中,对生物大分子的分离纯化提出了很高的要求。生物大分子具有分子量大,结构复杂,以及稳定性差等特点,因而对生物大分子的的分离纯化操作必须在较温和的条件下快速高效的进行,以尽可能的保持生物分子的活性和天然构象。
  分离介质是分离纯化中的关键材料,常规多孔介质分离生物大分子时,由于孔径较小(一般在100-300?范围内),会导致分离时间长、生物大分子易失活等问题。为了解决这个问题,具有百纳米级孔径的超大孔微球应用于生物大分子的分离纯化中,并取得良好的效果。但是由于目前制备的生物大分子分离介质大多为疏水性介质,生物相容性较差,要将其用于大分子物质的分离纯化,必须对其进行表面亲水修饰,这就使制备过程更加复杂,同时存在亲水修饰层不稳定,在操作过程中可能脱落等问题。在前期工作中,我们利用反胶团溶胀法制备出了超大孔的聚苯乙烯微球,孔径可达300nm以上。该方法操作简便易实施,设备要求比较低,效果也较好,但是最终得到的介质也为疏水性介质。受该方法的启发,用其反向机理—表面活性剂胶团溶胀法制备大孔生物分离介质,成功制备得到了孔径分布在100nm左右的魔芋葡甘聚糖(Konjacglucomannan,KGM)微球,并对大孔的形成机理进行了研究。
  论文工作分为三个部分。第一部分综述了亲水性大孔分离介质提出的背景、研究意义、国内外研究进展、本论文的目的和创新点等问题。第二部分提出了表面活性剂胶团溶胀法制备魔芋葡甘聚糖大孔微球的新思路,具体介绍了整个实验的制备工艺。第三部分通过对表面活性剂的类型、魔芋葡甘聚糖溶液浓度、表面活性剂用量以及助表面活性剂用量等对微球的形貌和产率的影响因素进行了考察,优化了反应条件,初步探讨了大孔的形成机理。并对优化实验得到的微球进行了表征,得到了孔径在100nm左右,表面有明显孔道分布的介质。从实验所得到的结论可以得出,含有大量水溶性表面活性剂的水相分散到油相后,水相液滴内大量的胶团会从外油相吸收大量的油,进而溶胀,形成油/表面活性剂/水(W/S/O)双连续乳液,交联过程中会发生相分离,内油相所占的体积部分就形成大孔。湿球通过CO2临界点干燥仪进行干燥,得到微球干粉,通过JSM-6700F冷场发射扫描电子显微镜、IV9500全自动压汞仪、ASAP2020BET比表面积测定仪等手段对微球的表面结构,孔径大小,孔径分布等进行了测定。
  研究结果表明,通过表面活性剂胶团溶胀法制备大孔微球,方法简单,操作简便易行,生物相容性较强,可以直接用于生物大分子的分离纯化。
[博士论文] 陈钢
计算机科学与技术 中南大学 2012(学位年度)
摘要:如何诊断和治疗以癌症为代表的复杂疾病一直是生物医学研究的重点和难点。但这方面的研究长期以来受限于生物实验技术和实验结果分析技术,没能取得重大的突破。高通量生物技术的快速发展为复杂疾病的研究提供了海量的数据来源,尤其是以基因调控网络和蛋白质相互作用网络为代表的生物网络很好的表示了生物大分子间的复杂关系,为复杂疾病的研究提供了很好的数据支持。正是由于这类生物网络数据的大量积累,研究人员迫切的需要新的分析技术对生物网络进行分析,并最终对复杂疾病的研究、诊断和治疗提供支持。
   本文从评估生物大分子间相互作用数据的可靠性出发,对图聚类、多数据融合的动态网络构建等技术进行了研究,最终将这些分析技术应用到复杂疾病的疾病基因和生物过程的识别中。主要的研究工作包括:
   针对目前高通量实验技术所产生的生物网络存在假阳性高和假阴性高的问题,利用Gene Ontology注释信息和语义相似性对现有的蛋白质相互作用数据的可靠性进行评估,通过统计分析和机器学习寻找最适合于评估蛋白质相互作用可靠性的语义相似性定义。
   现在直接从公开数据库中得到的生物网络都是静态的,但这显然没有反应出生物的动态性。我们通过对时序基因表达数据和组织特异性基因表达数据进行分析,并将其与现有的静态生物网络融合,构建出了具有一定时空动态特性的生物网络,并对这种动态网络进行了基本的分析,并将其跟静态网络做了比较。
   现有的大部分用于从生物网络中挖掘功能模块和复合物的算法都只是基于生物网络的拓扑结构。通过分析发现,关键蛋白质在功能模块和复合物中的分布式不均匀的,而且功能模块和复合物都存在核结构,因此在聚类过程中有必要对关键蛋白和非关键蛋白做不同的处理。据此,我们提出了基于关键蛋白质的图聚类算法,EPOF。将该算法应用到酵母的蛋白质相互作用网络上,通过GO富集分析和跟已知的复合物进行比较,EPOF算法的性能比其他同类算法有显著提高。
   最后,在对生物网络进行各种分析的基础之上,我们利用图聚类算法对疾病和药物对照研究中的基因表达数据进行分析,并用GO语义相似性对聚类结果进行比较,识别出跟疾病相关的生物过程。同时,我们还利用疾病的Gene Signature和生物网络数据融合不同的Gene Signature,并识别出跟疾病有密切关系的基因。
   本文从生物网络数据的预处理开始,研究了生物网络的各种分析方法,最终将这些方法应用到复杂疾病的研究中,取得了较好的结果。本文的研究内容和成果,为从系统的角度对各种复杂疾病展开研究提供了支持,有助于推动我们对以癌症为代表的复杂疾病的诊断和治疗等方面的研究。
  
[硕士论文] 杨秋霞
化学工程 中国石油大学(华东) 2012(学位年度)
摘要:趋化因子CCL11和CCL24都属于β趋化因子或CC趋化因子家族的成员,以近N-端处有2个相邻的半胱氨酸为特征。目前越来越多的研究表明CCL11、CCL24的受体CCR3在炎症反应、过敏性哮喘等疾病中发挥着关键作用,是重要的药物靶点,通过阻断CCR3的信号传导途径将有望大大缓解或彻底治愈炎症及过敏性哮喘等相关疾病。作为趋化因子的重要成员,其研究受到了广泛的关注。
   在大肠杆菌中对目标蛋白进行过量表达,以获得毫克至几十毫克级具有活性的蛋白,是在体外对蛋白进行深入研究的通常做法。但是,目前,CCL11、CCL24在大肠杆菌中主要是以包涵体的形式进行表达,活性较低需要对其进行复性,步骤繁琐。为了解决这一问题和进一步研究CCL11、CCL24的生物化学、生物物理性质及其与受体CCR3间的作用机制,本论文通过PCR扩增人CCL11、CCL24成熟蛋白的基因,将其插入表达载体,获得目的蛋白的重组表达质粒。通过表达条件的优化获得了融合蛋白的最佳表达条件:即表达载体选用pET28a,宿主菌选用大肠杆菌BL21(DE3),CCL11融合蛋白的诱导时机为OD600m=1.2~1.4,CCL24融合蛋白的诱导时机为OD600m=0.8-1.0,诱导剂浓度为0.5mM IPTG,培养温度为25℃。经Ni2+亲和色谱柱、TEV酶切等步骤建立了目的蛋白的纯化方法,并通过SDS-PAGE、Western blot、质谱等对蛋白进行初步表征。通过圆二色光谱仪、荧光光谱仪对蛋白的二级结构和在变性剂下的稳定性进行了分析:CCL11、CCL24均给出预期的圆二色光谱,表明其已正确折叠;CCL11在7.0M的尿素或5.0M的盐酸胍中能够完全变性,而CCL24在7.0M的盐酸胍才能完全变性,在相同的变性剂浓度下,CCL24在变性剂中的稳定性比CCL11高。蛋白在盐酸胍中的折叠动力学研究表明,CCL11、CCL24的折叠均存在中间态,且其动力学过程存在明显差异。通过细胞内钙流实验和荧光各向异性实验,发现目的蛋白可以和受体CCR3结合,并引起细胞内的钙离子释放,证明重组蛋白具有一定的生物学活性。这为进一步研究CCL11、CCL24与CCR3间的相互作用机制以及相关疾病的治疗奠定了基础。
  (已选择0条) 清除
公   告

北京万方数据股份有限公司在天猫、京东开具唯一官方授权的直营店铺:

1、天猫--万方数据教育专营店

2、京东--万方数据官方旗舰店

敬请广大用户关注、支持!查看详情

手机版

万方数据知识服务平台 扫码关注微信公众号

学术圈
实名学术社交
订阅
收藏
快速查看收藏过的文献
客服
服务
回到
顶部