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期刊信息/Journal information
生物化学与生物物理进展
生物化学与生物物理进展

王大成

月刊

1000-3282

prog@ibp.ac.cn

010-64888459

100101

北京朝阳区大屯路15号中国科学院生物物理研究所内

生物化学与生物物理进展/Journal Progress in Biochemistry and BiophysicsCSCD北大核心CSTPCDSCI
查看更多>>本刊为专业学术性刊物。报道生物化学、分子生物学、生物物理学及神经科学等学科的国内外最新进展动态。刊登实验报告、快报、技术与方法介绍和学术争鸣等。读者对象为相关学科的科研人员、大专院校师生及医药卫生、农林牧渔等领域的科技工作者。
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    输血前检测技术的应用与展望

    孙金元杨毅罗文浩张洪...
    624-632页
    查看更多>>摘要：精准输血对疾病治疗、急诊抢救意义重大。开展输血前多项标志物检测是保障精准治疗的关键，是降低输血风险的前提。输血前检测主要是指为保证输血安全、预防交叉感染，从而对血型、凝血、感染等进行检测。其常规检测指标包括血型、交叉配血、纤维蛋白原、病毒性肝炎、人类免疫缺陷病毒和梅毒等。传统的临床输血前检测技术以免疫分析为主。随着临床救治需求由院内向现场救治拓展，电化学传感技术、微流控技术、光谱技术等新技术也逐步发展用于输血前快速检测。基于此，本文综述了不同输血前检测技术的应用场景和优缺点，分析了系列新技术在输血前检测中的应用及未来发展趋势，为推动输血前检测乃至疾病标志物快速检测技术的发展提供参考。

    输血安全检测技术便携式化学传感即时检测

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    转甲状腺素蛋白抑制β淀粉样蛋白聚集的分子机制研究

    周双艳黄垚心李鑫白佳慧...
    633-646页
    查看更多>>摘要：目的 转甲状腺素蛋白(transthyretin，TTR)对阿尔茨海默病(Alzheimer's disease，AD)具有神经保护作用，这种保护作用表现在TTR能抑制β淀粉样蛋白(amyloid beta protein，Aβ)的病理性聚集。本工作将从分子层面上探究TTR与Aβ的作用机制，揭示TTR对AD的神经保护作用。方法 蛋白质-蛋白质对接用于探究不同结构形式的TTR与Aβ的作用模式，并运用分子动力学模拟方法来探究二者相互作用的动态过程。结果 TTR四聚体及单体均能与Aβ单体作用，TTR四聚体的甲状腺素结合通道是Aβ单体的主要结合部位。此外，TTR四聚体的EF螺旋、EF loop同样能够结合Aβ单体。当TTR四聚体解离后，TTR单体的内部片层疏水部位暴露，该部位对Aβ单体具有较强的亲和力。TTR与Aβ聚集体作用，由于TTR单体与Aβ聚集体均为富含β折叠的结构，使得二者能够共聚集形成聚合度更高的聚集体，从而降低Aβ聚集体的细胞毒性。结论 TTR四聚体和单体通过"扣押"Aβ单体来抑制Aβ的聚集，TTR单体与Aβ聚集体形成高聚合度复合物来降低Aβ聚集体的细胞毒性。本工作为基于TTR神经保护作用的抗AD药物设计和发现提供了重要的理论依据。

    阿尔茨海默病转甲状腺素蛋白神经保护作用β淀粉样蛋白分子动力学模拟

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    抗体片段在铂纳米粒子表面的构象重构

    盛玲洁徐佳戴静静王海芳...
    647-657页
    查看更多>>摘要：目的 最近在金纳米粒子(AuNPs)表面重构抗体片段的天然构象和功能的研究表明分子构象工程的可行性。本质上，分子构象工程就是要像蛋白质折叠一样，通过精确控制柔性非功能分子的构象使其产生新功能。本文在铂纳米粒子(PtNPs)表面重构抗体互补决定簇区(CDR)片段的天然构象和功能，旨在探索分子构象工程的普适性及揭示蛋白质结构-功能机制。方法 本文将抗溶菌酶抗体(cAB-lys3)中的CDR3片段(在单独存在时没有稳定构象和功能)通过两个Pt-S键偶联到PtNPs表面。CDR片段的天然构象和功能的恢复通过它对溶菌酶活性的抑制来表征。结果 通过多肽密度优化和表面聚乙二醇修饰，制得基于PtNPs的抗溶菌酶人工抗体(简称铂抗体)。溶菌酶活性测试结果表明，铂抗体可以特异性结合溶菌酶并显著抑制其活性。结论 本文第一次在PtNPs表面重构了蛋白质片段的天然构象并恢复了其功能，证明分子构象工程可作为一种通用方法制备基于纳米粒子的人工蛋白质。

    抗体溶菌酶构象工程铂纳米粒子多肽

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    定量分析丝氨酸/甘氨酸转换影响胃癌细胞增殖的动力学机制

    樊军武朱晓梅范志远刘炳亚...
    658-672页
    查看更多>>摘要：目的 胃癌(GC)严重影响人类的健康生活，研究表明其与丝氨酸/甘氨酸代谢密切相关。丝氨酸/甘氨酸代谢对于肿瘤细胞的增殖能力具有重要影响。本文的研究目的是探究丝氨酸/甘氨酸代谢能够影响胃癌细胞增殖能力的分子机制。方法 本文通过一种基于随机和非梯度系统的势能景观所建立的大型代谢网络动力学建模方法，构建了一个稳定的胃癌细胞代谢动力学模型。基于对模型的调控，定量分析丝氨酸/甘氨酸代谢影响胃癌细胞增殖的动力学机制。对一般代谢网络动力学方程添加随机噪声，通过随机动力学分解得到代谢网络参数空间的李雅普诺夫(Lyapunov)函数。进一步减少与随机波动相关的Lyapunov函数变化，从而得到稳定的代谢网络。结果 在动力学参数不足的情况下，成功构建了胃癌细胞代谢网络的动力学模型。当胞外丝氨酸可用时，模型优先消耗丝氨酸;当甘氨酸生成丝氨酸的速率增加时，模型显著上调生成S-腺苷甲硫氨酸(SAM)和S-腺苷同型半胱氨酸(SAH)的稳态通量。结论 本文证明了胃癌细胞对于丝氨酸的优先摄取以及丝氨酸/甘氨酸转化速率对SAM生成的重要作用，其可能通过调节细胞甲基化进程影响胃癌细胞的增殖能力，为靶向丝氨酸/甘氨酸代谢的癌症治疗提供了新的思路和方向。

    胃癌丝氨酸/甘氨酸代谢细胞增殖随机动力学分解Lyapunov函数S-腺苷甲硫氨酸甲基化

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    PIEZO1影响HaCaT细胞的趋电性迁移

    张桂诚龚鹏王一凡赵三军...
    673-684页
    查看更多>>摘要：目的 伤口中心产生的内源性电场是指导细胞定向迁移促进伤口愈合的重要因子。PIEZO1是机械门控阳离子通道家族成员之一，它参与细胞迁移，影响细胞的趋化迁移，并且受到电压的调节，在伤口愈合过程中发挥重要作用。但PIEZO1是否参与影响电场指导的细胞定向迁移过程尚不清晰，本文以HaCaT细胞为模型探讨PIEZO 1及其下游相关蛋白质对细胞趋电性迁移的影响。方法 应用活细胞工作站追踪HaCaT细胞在微直流电场中的迁移，使用抑制剂及RNAi技术调控PIEZO 1功能和表达，研究PIEZO1对于细胞趋电性迁移的影响;用蛋白质印迹(Western blot)检验细胞的整合素(integrin)β1与FAK磷酸化水平在电场作用下的变化情况，探讨PIEZO1与integrin β1及FAK等对电场信号的响应及细胞趋电性迁移的影响。结果 PIEZO1 广谱抑制剂钌红、GsMTx4和RNAi处理显著抑制了 HaCaT细胞向正极趋电性迁移的能力;电场和GsMTx4单独作用升高FAK磷酸化和integrin β1表达，GsMTx4阻止电场进一步升高FAK的磷酸化水平和integrin β1表达;siRNA干扰PIEZO 1表达后显著下调FAK的磷酸化水平，并且电场对FAK磷酸化和integrin β1表达的促进作用受到抑制;Integrin β1和FAK的抑制剂使HaCaT细胞的趋电性迁移能力均显著降低。结论 P1EZO1参与HaCaT细胞的趋电性迁移，是影响HaCaT细胞趋电性迁移的重要分子之一;抑制integrin β1和FAK会影响HaCaT细胞的电性迁移;电场信号可能通过PIEZO 1介导的信号通路调控integrin β1的表达和FAK的活化进而影响细胞趋电性迁移。

    电场趋电性细胞迁移HaCaT细胞PIEZO1整合素β1FAK

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    磷脂酰肌醇3激酶通过Akt和ERK抑制盘基网柄菌细胞的趋电性

    葛晓雪蒋锐达王晓燕高晶...
    685-695页
    查看更多>>摘要：目的 磷脂酰肌醇3激酶(PI3Ks)通过调控肌动蛋白在细胞定向运动中发挥重要作用。然而，PI3Ks的结构和功能很复杂，人们对PI3Ks在细胞趋电性运动中的作用并不完全清楚。因此，本文以模式生物盘基网柄菌细胞为实验材料，探究其中的PI3K1和PI3K2在细胞趋电性运动中的作用。方法 首先利用CRISPR/Cas9系统介导分别构建PI3K1编码基因pikA基因敲除突变株和PI3K2编码基因pikB基因敲除突变株;随后将2个突变株置于强度为12 V/cm的直流电场中，记录并分析两个突变株的趋电性。结果 数据分析显示，野生型细胞在直流电场中的方向指数为(0。86±0。03)，而pikA-和pikB-突变株在直流电场中的运动方向指数分别为(0。95±0。02)和(0。94±0。03);此外，野生型细胞在电场中的平均轨迹速度(3。34±0。08)μm/min，而pikA-和pikB-突变株的平均轨迹速度分别为(4。85±0。20)μm/min和(5。48±0。15)μm/min，t检验表明突变株和野生型的方向性指数和运动速度都存在极显著的差异。蛋白质印迹实验结果显示，pikA-和pikB-突变株中磷酸化Akt和磷酸化ERK都显著增加。结论 PI3K1和PI3K2在盘基网柄菌细胞趋电性运动中可能通过增加Akt和ERK的活性发挥抑制作用。

    细胞迁移CRISPR/Cas9趋电性盘基网柄菌

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    Y染色体短串联重复序列微流控芯片复合扩增检测体系研究

    王道宇万群庄斌赵丽健...
    696-705页
    查看更多>>摘要：目的 构建Y染色体短串联重复序列(Y-STR)微流控芯片扩增检测试剂，并进行性能验证，实现Y-STR基因座的快速全集成检测。方法 使用Y-STR微流控芯片检测体系，对其灵敏度、成功率和分型准确率、峰平衡性、精准性和准确性、检材适应性、混合物检测能力和抗抑制性进行验证评估。结果 DNA标准品9948的模板量≥8 ng，血卡片数≥3片以及口腔拭子刮擦次数≥7次时可获得Y-STR完整分型;165份样本的全集成检测成功率为91。52％，分型准确率为99。74％;不同荧光通道之间的峰高比值为89。81％;10次运行的等位基因分型标准品的片段大小标准差均在0。5 bp以内，20份样本全集成检测的等位基因片段和相应的等位基因标准品之间的片段准确性均在0。5 bp以内;能够对口腔拭子、血卡、唾液卡、烟蒂、血棉签、布片精斑等检材进行准确分型;混合样本中较小贡献者与较大贡献者在1:3的比例时可获得完整基因分型;在不同浓度的腐殖酸(50～400 mg/L)、靛蓝(20～100 nmol/L)、血红蛋白(100～500 μmol/L)等抑制物的干扰下，该体系可获得完整基因分型。结论 该体系可应用于国产Quick TargSeq法医DNA现场快速检测系统使用，可在法医学实践中选用。

    法医物证学微流控芯片Y染色体短串联重复序列

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    miR-451a和miR-21-5p双重实时荧光定量PCR检测体系的建立及应用

    胡舒啸陈惠香胡胜赵一霞...
    706-715页
    查看更多>>摘要：目的 为了提高微量样本中miRNA的检测通量和检测效率，本文建立了一种能够同时准确定量两种miRNA的双重实时荧光定量PCR(real time fluorogenic quantitative PCR)检测体系，并通过实际样本检测验证其应用于体液鉴别的效果。方法 设计适用于miRNA双重检验的相关引物及探针并优化实验体系组分，建立基于TaqMan技术的miRNA双重实时荧光定量PCR检测体系并验证其特异性、灵敏度和可重复性;使用此检测体系对58份不同体液样本中的miR-451a与miR-21-5p进行检测，并借助miR-451a与miR-21-5p的比值鉴定法评估该体系的体液鉴别能力;使用该检测体系样本数据确定的最佳截断值对模拟案件样本进行鉴别。结果 优化的检测体系能够实现对血液与非血液、月经血与外周血的100％区分，同时可以实现对模拟案件样本的准确鉴别。结论 该双重实时荧光定量PCR检测体系将时间和材料成本均缩短至原来的一半，为后续建立更多重的实时荧光定量PCR检测体系并应用于体液鉴别打下了基础。

    法医遗传学体液鉴别双重实时荧光定量PCRmicroRNA

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    FitDockApp:基于模板的分子对接PyMOL插件图形化计算软件

    王有钧杨羽婵刘扬肖智雄...
    716-725页
    查看更多>>摘要：目的 分子对接在预测分子之间的结合模式和亲和力方面起着至关重要的作用，是计算结构生物学和计算机辅助药物设计研究的重要方法。本研究团队近期开发了一款基于模板的新型对接方法FitDock，当存在近似的蛋白质配体模板时，它在准确性和速度方面都超过了业界常用的分子对接方法。为了增强FitDock方法的可用性，使其在分子模拟领域得到更广泛的应用，很有必要发展图像化的软件工具。方法 基于Python图像化编程，本文开发了FitDockApp，这是分子可视化软件PyMOL的插件软件。结果 FitDockApp能够通过操作窗口界面，实现基于模板的分子对接和配体结构比对，实时显示预测三维结构，并提供将对接文件上传到实验室服务器获取最优模板的便利。此外，FitDockApp还具备批量对接功能。结论 FitDockApp通过用户友好的界面简化了对接过程，并提供丰富的功能，帮助研究人员获得精确的对接结果。FitDockApp 是一款免费软件，兼容 Windows 和 Linux 系统，可在 http://cao。labshare。cn/fitdock/下载。

    分子对接PyMOLFitDock

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    征稿启事

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