膜蛋白研究進展

1、關(guān)于膜蛋白的研究進展第一張，PPT共二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月膜蛋白-生物膜所含的蛋白叫膜蛋白，是生物膜功能的主要承擔者膜蛋白的分類（與脂雙層的位置關(guān)系）1.整合蛋白又稱整合蛋白（integral protein)2.外周蛋白（peripheral protein)3.錨定蛋白 （lipid-anchored protein)第二張，PPT共二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月膜蛋白具有的生理功能包括：1.選擇性離子通道；2.進行能量的轉(zhuǎn)換；3.響應(yīng)細胞膜一側(cè)的信號，并將其傳遞到膜的另一側(cè)；4.形成可溶性代謝物（葡萄糖和氨基酸）的跨膜轉(zhuǎn)運系統(tǒng)；5.通過與細骨架中的非膜結(jié)合大分子以及胞外基質(zhì)的相互

2、作用來調(diào)節(jié)細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)。第三張，PPT共二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1、膜蛋白結(jié)構(gòu)研究的進展 2、膜蛋白與能量轉(zhuǎn)換的研究進展 3、膜蛋白與物質(zhì)運輸?shù)难芯窟M 4、膜蛋白與信息跨膜轉(zhuǎn)導的研究進展 5、膜蛋白與醫(yī)學的關(guān)系6、膜蛋白的技術(shù)、方法的研究進展第四張，PPT共二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月整合蛋白占膜蛋白的7080。它們部分或全部嵌入膜內(nèi)，有的則全部跨膜分布，如受體、通道、離子泵膜孔（proe）、運載體（transporter）以及各種膜酶等。第五張，PPT共二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月要深入了解膜蛋白的功能必須解析它們的三維結(jié)構(gòu)。在整個真核細胞所包含的蛋白質(zhì)中，據(jù)估計，1413為內(nèi)在

3、蛋白。人類基因組研究的初步結(jié)果表明，在全長約30億堿基對中只有3000040000個基因能編碼并表達蛋白質(zhì)，其中內(nèi)在膜蛋白也差不多占1413.其他模式生物的基因組所表達的蛋白質(zhì)中，內(nèi)在蛋白也占相似的比例。總之，內(nèi)在膜蛋白三維結(jié)構(gòu)的解析，無論對整個細胞重要功能的深入探索，還是從后基因組研究考慮都是十分重要的。第六張，PPT共二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月此外，內(nèi)在膜蛋白三維結(jié)構(gòu)的解析也有很明顯的的應(yīng)用前景，與醫(yī)學的關(guān)系尤為密切。有人估計，50%的受體和通道可能是藥物的靶標。內(nèi)在膜蛋白的異常與一些遺傳病【如囊性纖維變性受體(cystic fibrosis)】癌癥甚至神經(jīng)退行性疾病【如老年性癡呆（A

4、lzheimer disease）、鉑金森?。≒arkinsons disease）】等有關(guān)。因此內(nèi)在膜蛋白三維結(jié)構(gòu)無疑對新藥的發(fā)現(xiàn)、設(shè)計、篩選都有很大的作用。第七張，PPT共二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月大腸桿菌MsbA的三維結(jié)構(gòu) 根據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計，全世界各種感染疾病約有60%與多藥耐受性的細菌有關(guān)，每年大量癌癥患者的不治身亡也與腫瘤細胞的多要耐受性有關(guān)。導致多藥耐受性的原因之一在于細胞質(zhì)膜存在一種內(nèi)在膜蛋白ABC轉(zhuǎn)運體，因此研究解析它的結(jié)構(gòu)對于尋找開發(fā)新藥顯然很重要的。第八張，PPT共二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月美國Chang與Roth成功地從大腸桿菌中分離、純化一種具有多藥耐受性

5、的ABC載體轉(zhuǎn)運體（ATP-bingding cassette transport）的同系物MsbA。這種ABC蛋白轉(zhuǎn)運體以二聚體形式存在。第九張，PPT共二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月我國的研究現(xiàn)狀 總之，內(nèi)在膜蛋白三維結(jié)構(gòu)的解析雖然取得不少可喜的成績。但總的來說仍未取得突破性進展，任道而重遠。雖然探索性很強，難度很大，周期很長，但鑒于它的重要性，世界各國仍給予很大的關(guān)注，從最近幾年的發(fā)展情況來看，與英國、德國相比較，美國和日本有后來居上的趨勢。我國對生物膜三維結(jié)構(gòu)的解析研究也艱難地開始起步第十張，PPT共二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月我國光合作用膜蛋白研究獲重大成果測定菠菜主要捕光復合物晶

6、體結(jié)構(gòu) 光合作用由捕光系統(tǒng)和光反應(yīng)系統(tǒng)共同完成 ,捕光復合物這種膜蛋 白的三維結(jié)構(gòu)是研究植物如何高效利用光能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。 LHC 是綠色植物中含量最豐富的主要捕光復合物 ,它是由蛋白質(zhì)分子、葉綠素分子、類胡蘿 卜素分子和脂類分子組成的一個復雜分子體系 ,被鑲嵌在生物膜中,具有很強的疏水性 ,難以分離和結(jié)晶。 第十一張，PPT共二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月膜蛋白與信息跨膜轉(zhuǎn)導的研究進展信號轉(zhuǎn)導受體都是膜固有蛋白，有一個或幾個疏水跨膜序列。 信號轉(zhuǎn)導受體的胞外區(qū)位于親水環(huán)境下，單獨表達的胞外區(qū)比較容易結(jié)晶。信號轉(zhuǎn)導受體的胞外是受體與配基結(jié)合的部位，且一般保留著與配基結(jié)合的性質(zhì)，因此能提供 大量的

7、信息。第十二張，PPT共二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月而質(zhì)膜信號轉(zhuǎn)導受體往往是藥物作用的靶標，闡明受體的結(jié)構(gòu)與功能不僅有重要的基礎(chǔ) 研究意義，而且有重要的應(yīng)用前景。隨著對膜蛋白晶體結(jié)構(gòu)解析能力的提高，更多的受體結(jié)構(gòu)將被闡明，而從膜的角度研究受體與膜脂的相互作用、受體在膜上側(cè)向擴散的規(guī)律、受體在體外與脂質(zhì)體的重組等研究也會越來越深入。第十三張，PPT共二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月丙型肝炎病毒（HCV） HCV屬于黃病毒家族的一員，其基因組全長約9.4kb，編碼30103033個氨基酸的多蛋白前體。E1糖蛋白是一個約3035kD的糖基化蛋白，含N-糖基化位點56個，脫糖基后為21kD。E2糖蛋白

8、含糖基化位點約11個，其糖蛋白的分子量為58kD70kD，在內(nèi)源性糖基化酶的作用下，得36kD40kD的脫糖基蛋白。目前的研究表明，HCVE1、E2蛋白通過非共價鍵相連形成異源二聚體，代表了HCV包膜糖蛋白的天然構(gòu)象。 第十四張，PPT共二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月HCV包膜糖蛋白的體液免疫 HCV外膜區(qū)B細胞表位。病毒的包膜蛋白對于宿主產(chǎn)生體液免疫反應(yīng)很重要，因為宿主首先接觸的是包膜蛋白，而且這些蛋白的表達水平較高；宿主的保護性免疫常依賴于針對病毒表面蛋白的抗體，該抗體能阻斷病毒與敏感細胞的結(jié)合，也可能通過加強細胞免疫清除病毒因此，研究針對HCV包膜蛋白的體液免疫具有重要意義。第十五張，P

9、PT共二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月HCV感染后血清中病毒含量極低，同時目前缺乏有效的體外培養(yǎng)系統(tǒng)及合適的動物模型繁殖病毒，無法獲得大量的天然病毒抗原.目前只能通過合成肽或基因重組的方法，獲得HCV包膜蛋白抗原，用于研究HCV感染者中針對HCV包膜蛋白的免疫特征。 第十六張，PPT共二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月膜蛋白研究新技術(shù)利伊諾大學(UniversityofIllinois)的生化學家StephenSligar研發(fā)出一項新的技術(shù)來解決研究細胞膜蛋白的難題。 細胞膜蛋白之所以難研究是在于它們從細胞膜上純化出來以后就無法行使其正常功能。為了解決這項難題，StephenSligar等人研發(fā)出一

10、種脂質(zhì)納米圓盤來替代細胞膜上磷脂雙層膜(phospholipidbilayer)，讓被純化出來的細胞膜蛋白能夠與一般細胞膜蛋白一樣行使其正常功能。 這種納米圓盤的結(jié)構(gòu)就像一般細胞膜一樣，由兩層背對背的磷脂(phospholipid)所組成，為了使納米圓盤表面保持平坦，其研究小組模仿制作日本壽司的方式，將其純化出來的膜蛋白當做餡兒，將其磷脂當作海苔包裝紙使磷脂緊密圍繞在膜蛋白周圍。 第十七張，PPT共二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月由于納米圓盤看起來酷似套在膜蛋白的戒指，為了展現(xiàn)戒指的光芒也就是印證嵌在里頭的膜蛋白能夠發(fā)揮正常功能，Sligar的研究生,AndrewLeitz,純化出一種治療心臟病

11、藥物的目標膜蛋白-2腎上腺素接受器szlig; 將其嵌入納米圓盤中，并觀察其加入藥物后膜蛋白變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)到藥物與接受器結(jié)合后，使其構(gòu)型發(fā)生改變，并且讓細胞內(nèi)重要的訊息傳導物質(zhì)Gprotein釋放出來，證實嵌在納米圓盤的膜蛋白能夠行使其功能。 威斯康辛大學化學系教授RobertHamers指出這項研發(fā)成果可以幫助進一步探索細胞膜蛋白未知的領(lǐng)域，并將細胞膜蛋白的研究推進原子層級，創(chuàng)造與X光結(jié)晶繞射法結(jié)合的可能性，讓細胞膜蛋白研究進入新的里程碑。 第十八張，PPT共二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月科學家成功開發(fā)熒光光譜新技術(shù) 研究膜蛋白運動該項研究成果解決了在該領(lǐng)域存在的長期爭論：一個鉀離子的4個亞單元究竟是各自獨立發(fā)揮作用還是協(xié)同發(fā)揮作用。 膜蛋白的主要功能是控制細胞與其周邊環(huán)境的離子交換離子通道類似于一臺小型納米機器或納米閥門，如果這些微小閥門運轉(zhuǎn)失靈，將引發(fā)人體肌肉、中樞神經(jīng)系統(tǒng)和心臟等發(fā)生各種遺傳疾病。 第十九張，PPT共二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 與照相機的光圈原理相似，這些膜蛋白通過