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治疗性蛋白相关的资讯

  • 威斯康星大学葛瑛PNAS最新成果:自上而下蛋白质组学研究揭示共有蛋白指纹图谱可简化遗传性心脏病治疗
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong span style=" text-indent: 2em " 仪器信息网讯 /span /strong span style=" text-indent: 2em " 肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy, HCM)是一种常见的遗传性心脏病,是年轻人心脏猝死的主要原因。 肥厚型心肌病与肌肉蛋白的编码基因突变有关,但不同的突变如何导致相似的临床表型尚不清楚。迄今已发现令人眼花缭乱的1400多个基因突变可能导致这种疾病,也使得医生们非常困惑如何治疗如此复杂的遗传性心脏病。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" text-indent: 2em " 近日,在威斯康星大学麦迪逊分校葛瑛教授的一项新研究中,团队使用基于高分辨率质谱技术的自上而下蛋白质组学分析肥厚型心肌病患者的手术心脏组织样本,发现许多不同的基因突变会导致相似的心肌蛋白变化,并详细分析了患者和正常人的心脏蛋白质特征。 /span span style=" text-indent: 2em " 该研究成果“ /span Distinct hypertrophic cardiomyopathy genotypes result in convergent sarcomeric proteoform profiles revealed by top-down proteomics span style=" text-indent: 2em " ”已于2020年9月23日发布在《美国科学院院报》(PNAS)。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" text-indent: 2em " /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 317px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/4307809a-5b4e-4070-9e8f-8fddd25830ef.jpg" title=" 222.png" alt=" 222.png" width=" 600" height=" 317" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" text-indent: 2em " (原文链接: /span a href=" https://www.pnas.org/content/early/2020/09/22/2006764117" target=" _blank" style=" text-indent: 2em color: rgb(0, 112, 192) " span style=" text-indent: 2em " https://www.pnas.org/content/early/2020/09/22/2006764117 /span /a span style=" text-indent: 2em " ) /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 研究团队从梗阻性肥厚型心肌病患者接受矫正手术以修复心脏血流受损的患者中收集了患病心脏组织的样本。尽管潜在的遗传突变有所不同,葛瑛团队发现患者心脏的许多关键肌肉蛋白有非常近似的蛋白质指纹图谱,表明这些梗阻性肥厚型心肌病患者具有共同的信号途径。虽然具体机制尚需进一步研究,但这些关键肌肉蛋白质磷酸化改变很可能导致心脏失调,从而导致心肌增厚。这对心脏病医生来说是个好消息,因为这证明可以用研发一种共通的疗法治疗这种梗阻性肥厚型心肌病,而不是针对患者个别基因突变的治疗方法。 span style=" text-indent: 2em " 该研究也进一步证明了基因突变并不总是足以解释疾病。这些基因编码的蛋白质对健康有最终影响,但在疾病期间,人体的蛋白质可能会以微妙但相应的方式改变。蛋白质水平的变化可能比其基因更好地反映了患者的疾病,并且如果我们可以在蛋白质水平上检查患者的样本,则可以帮助我们提供精准医学治疗。 /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 葛瑛教授团队希望接下来继续扩大研究范围,研究数百名潜在的肥厚型心肌病患者,以了解类似的蛋白质指纹趋势是否成立,此外,团队还计划研究具有致病突变的心脏干细胞,以期利用蛋白质指纹的深入研究为将来的疾病治疗提供指导。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong 研究团队:& nbsp a href=" https://labs.wisc.edu/gelab/" target=" _blank" style=" color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " https://labs.wisc.edu/gelab/ /span /a /strong /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 450px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/a1b6fd05-398f-4f1c-8e9a-23434294fa82.jpg" title=" ge.jpg" alt=" ge.jpg" width=" 300" height=" 450" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 葛瑛教授 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/524db4d6-af69-46ed-b7f7-f4bb9a8ec57a.jpg" title=" ge group.jpg" alt=" ge group.jpg" / /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em text-align: center " 团队合照 /p
  • 肿瘤免疫治疗的候选靶标-靶向胞内促癌蛋白
    肿瘤免疫治疗的策略之一就是使免疫系统特异性靶向肿瘤细胞而不是正常细胞。而突变相关的新抗原(neoantigen)正是这样的靶标,肿瘤细胞中体细胞突变产生的序列改变的肽段被细胞处理,被主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)呈递至细胞表面,进而被T细胞识别,对肿瘤细胞进行杀伤。由于新抗原只在肿瘤细胞中存在,其成为肿瘤免疫治疗的热门靶标之一【1】。但是大部分肿瘤只有有限的肿瘤突变荷载并不能够产生新抗原相关的反应,同时只有5%的新抗原能被MHC分子提呈,而能激活有效的杀伤性T细胞的新抗原更少【2】。同时,肿瘤细胞中大部分的促癌因子和蛋白都是胞内蛋白,这也限制它们作为新抗原被人白细胞抗原(human leukocyte antigen, HLA, 人MHC分子)呈递作为肿瘤治疗的靶标【1】。神经母细胞瘤(Neuroblastoma)是儿童中常见的一种恶性肿瘤,其具有很少的肿瘤突变,相反其是由于转录调控网络表观遗传学上的失调而引起的【3】。在实体瘤,尤其是肿瘤突变荷载少的实体瘤中发现特异性以及免疫原性都较好的肿瘤免疫治疗新靶标,一直以来是肿瘤免疫治疗存在的挑战。2021年11月3日,来自美国宾夕法尼亚儿童医学院的John M. Maris团队在Nature上发表题为Cross-HLA targeting of intracellular oncoproteins with peptide-centric CARs的文章。团队分析神经母细胞瘤的免疫肽组,在HLA-A*24:02上发现来自神经母细胞瘤主要促癌转录因子PHOX2B的未突变肽段QYNPIRTTF具有很好的肿瘤特异性,以该肽为中心设计的CARs能识别多种不同HLA呈递的QYNPIRTTF,且在体外和小鼠模型中具有不错的效果。高度多态性的人白细胞抗原(HLA-A,-B,-C)基因编码的MHCI分子能够将来自于细胞内蛋白质组的一段8-14个氨基酸长度肽段提呈至细胞表面,这些肽段为免疫肽组(immunopeptidome),随后T细胞识别监视这些肽-MHC复合体(pMHC),发现来自于外来病原的抗原。研究团队假设肿瘤细胞的免疫肽组中存着在一部分来自于肿瘤发生必须的促癌因子的特异性的肽,针对这些肽便可设计出以肽为中心的嵌合抗原受体(peptide-centric CARs, PC-CARs)来特异性靶向肿瘤细胞。首先,研究团队对8个神经母细胞瘤细胞来源的异种移植物和病人来源的异种移植物(cell-derived xenografts (CDX), patient-derived xenografts PDX)进行免疫肽组的检测,通过MHC的捕获,肽段洗脱以及后续LC-MS/MS质谱等一共发现了7608个肽段。筛选这些肽段和HLA的结合力,筛选到2286个强亲和力的肽段。随后分析肿瘤组织和正常组织的RNA-Seq数据,研究团队筛选到61个肽段,其来源的母基因在肿瘤组织中高表达。最后研究团队分析正常组织中MHC肽组,进一步把可能在正常组织中提呈的肽段筛选掉。最后得到13个肽段,其来自于9个特异在神经母细胞瘤中表达的基因。同时研究团队在原代神经母细胞瘤中也进行同样的免疫肽组筛选,发现56个肽段。CDX和PDX筛选的13个肽有7个在原代肿瘤细胞中也被筛选到。随后,根据pMHC结合力,HLA等位基因频率,母基因表达情况以及神经母细胞瘤生物学信息对这些肽进行排序,6条分别来自来自CHRNA3, GFRA2, HMX1, IGFBPL1, PHOX2B 和TH的肽段被选择继续研究。分析不同发育时期的转录组学数据,研究团队发现PHOX2B只在胎儿发育过程中表达而在出生前的正常组织中PHOX2B完全被沉默。PHOX2B也是神经母细胞瘤发生的主要调控因子,PHOX2B的表达也是神经母细胞瘤诊断检测的手段之一。这表明,PHOX2B是神经母细胞瘤高度特异性的肿瘤抗原且是免疫治疗的理想靶标。由于自身抗原的免疫原性较弱,研究团队决定设计基于scFv-CARs而不是TCRs来靶向PHOX2B。随后研究团队筛选sc-Fvs库,寻找能结合PHOX2B肽的特异性克隆,并通过sCRAP算法预测排除其抗原交叉反应。研究团队筛选到10LH克隆并进一步研究,scFv 10LH和PHOX2B具有很强的亲和力,KD为13 nM,kd是 7.6 × 10-4 s-1。据此,研究团队设计出识别在HLA-A*24:02上提呈的PHOX2B 9氨基酸肽QYNPIRTTF的PC-CARs。发现PHOX2B 9氨基酸肽QYNPIRTTF也可被其他类型的HLA-A提呈,而10LH PC-CARs能打破传统的HLA限制和不同种类pMHC识别结合。随后在体外细胞模型以及体内PDX模型中证明了PHOX2B特异性的PC-CAR T细胞的跨HLA肿瘤杀伤能力。图1 肿瘤抗原的发现以及PC-CARs设计工作流程本文利用多种技术手段从非突变的促癌蛋白中发现神经母细胞瘤的肿瘤特异性抗原,并靶向这些肿瘤自身肽段设计出了PC-CARs,具有较好的肿瘤杀伤能力以及跨HLA的反应活性。该方法将非免疫原性的胞内促癌蛋白纳入到选择中,极大扩大了肿瘤免疫治疗的候选靶标,有助于神经母细胞瘤以及其他肿瘤的免疫疗法的发展。同时打破传统的HLA限制,也会扩大肿瘤免疫治疗的受益人群。原文链接:https://doi.org/10.1038/s41586-021-04061-6
  • 沃特世推出适用于蛋白类生物治疗药物分析的体积排阻色谱(SEC)柱
    新型分析柱采用杂化颗粒技术,具有很长的使用寿命,可提供良好的批次间一致性和可重现的分析结果 马萨诸塞州米尔福德——(美国商业资讯)——沃特世公司(纽约证券交易所代码:WAT)今日隆重推出了全新的体积排阻色谱(SEC)柱,可用于蛋白的分析表征。XBridge Protein BEH SEC色谱柱可与Waters Alliance HPLC、Waters ACQUITY UPLC H-Class系统以及其它HPLC/UHPLC仪器联用,能够为按照尺寸大小进行的蛋白类生物治疗药物分离提供最大的样品通量和最高的分离度。沃特世全球各分公司现已开始供应此类色谱柱。 沃特世XBridge Protein BEH SEC色谱柱适用于蛋白类治疗药物的色谱分析。(图片:美国商业资讯) XBridge Protein BEH SEC色谱柱采用3.5μm颗粒填充,提供有200或450 埃孔径可选,可用于分析分子量在10,000至1,500,000 Da范围内的蛋白质和其它生物分子。与传统硅胶基质SEC色谱柱相比,此类色谱柱的设计可承受更高的流速和压力条件。这些性能优势均可提高样品通量,或将多个色谱柱串联使用,实现更高的组分分离度。 XBridge Protein BEH SEC色谱柱采用了沃特世的BEH(亚乙基桥杂化颗粒技术)二醇基键合颗粒,具有相当长的使用寿命,同时,沃特世的专利生产工艺可确保其具有无可比拟的批次间和柱间一致性,从而提供可重现的分析结果。这些新产品进一步丰富了沃特世ACQUITY Protein BEH SEC色谱柱系列,现在,分析人员通过仅有粒径差异的色谱柱即可将分析方法从UPLC无缝转换至HPLC。每个批次的XBridge Protein BEH SEC 200 埃和450 埃,3.5μm填料都经过全面检测,从而确保了无可比拟的批次间一致性。每根色谱柱都随附有一瓶BEH200或BEH450 SEC蛋白质标准品混合物,可用于色谱柱和液相色谱系统的基准测试、方法开发或故障排除。这些标准品与XBridge Protein BEH SEC批次质量控制检测所使用的标准品相同,用户可在收到色谱柱后使用这些标准品验证色谱柱性能,以及监测色谱柱性能随时间发生的变化。 更多信息:XBridge Protein BEH SEC色谱柱产品信息:www.waters.com/hplcsec 关于沃特世公司(www.waters.com)50多年来,沃特世公司(纽约证券交易所代码:WAT)通过提供实用、可持续的创新,使医疗服务、环境管理、食品安全和全球水质监测领域有了显著进步,从而为实验室相关机构创造了业务优势。作为一系列分离科学、实验室信息管理、质谱分析和热分析技术的开创者,沃特世技术的重大突破和实验室解决方案为客户的成功创造了持久的平台。2013年沃特世拥有19亿美元的收入,它将继续带领全世界的客户探索科学并取得卓越成就。Waters、ACQUITY、ACQUITY UPLC、Alliance和XBridge是沃特世公司的商标。
  • PerkinElmer发布用于提高蛋白类生物治疗药物工艺流程研发的自动化工作站
    中国上海 (2013年3月13日) &ndash 专注于提高人类健康及其生存环境安全的全球领先企业珀金埃尔默(PerkinElmer )公司于2013年1月21-25日期间于美国佛罗里达州棕榈泉举行的第12届蛋白科学年会(12th Annual Protein Science Week,PepTalk)上发布了一款名为JANUS® BioTx ProTM自动化工作站的新产品。这款新型工作站主要设计用于提升蛋白类生物治疗药物工艺流程研发效率。它是目前唯一一款能够兼容多种高通量小规模蛋白层析模式(层析柱、吸头以及批量化)的自动化工作站,从而在避免多次设备投入的基础上,达成更高效低耗的样品处理。 &ldquo 蛋白质表征分析前的样品制备是非常花时间而且繁琐的环节&rdquo ,Perkin Elmer公司生命科学与技术业务部门主席Kevin Hrusovsky表示,&ldquo 将这一过程自动化,使得科学家们能够把相应的时间节省出来用于更有价值的研究工作,并且更快更早的获得蛋白研发流程中的关键性信息。这对支持上游及下游工艺研发阶段的质量设计实验(Quality by Design experimentation),改善产品质量,并缩短研发时间尤为重要&rdquo 。 JANUS BioTx Pro自动化工作站能够在一套系统上达成基于商品化的微孔板及单个层析柱的三种筛选工具&mdash &mdash GE的PreDictor&trade 微孔板、PhyNexus的PhyTip以及Atoll柱&mdash &mdash 的小量(微克至毫克级)蛋白纯化。其具体应用包括树脂结合研究以及纯化条件筛选等。而这原本需要三套分别为上述三种工具设计的工作站才能达成。 1月24日上午9时50分,Jeremy Lambert博士,PerkinElmer公司的产品线总监,将在PepTalk会议上就Perkin Elmer的自动化及微流控技术,包括the JANUS Biotx Pro工作站如何通过提升样品制备及蛋白表征鉴定的自动化程度以帮助研究者节省时间提高研发效率进行演讲。 PerkinElmer公司为生物治疗药物研发整个工作流程提供一系列解决方案,从靶标确认、克隆、表达直至安全评估、生产质控,以帮助研究者获得高度一致的、可重现的数据,确保达成生物治疗研究及患者安全考虑的需求。除了新发布的JANUS Biotx Pro工作站之外,其解决方案还包括LabChip® GXIITM 桌面型微流控系统(用于高通量的蛋白表征分析鉴定)以及AlphaLISA® assays(一种无需洗涤步骤的ELISA替代技术,用于生物标记的鉴定、安全测试及毒性试验)。 需要了解更多PerkinElmer生物治疗解决方案,请访问www.perkinelmer.com.cn/biotherapeutics 关于珀金埃尔默 珀金埃尔默公司是致力于改善人类及环境健康和安全的全球领先企业。2011年,该公司收入约为19亿美元,拥有约7,400名员工,服务于全球150多个国家和地区的客户,同时该公司还是标准普尔(S&P)500指数的成员。欲知详情,请致电1-877-PKI-NYSE或登录我们的网站:www.perkinelmer.com.cn。
  • PerkinElmer发布用于提高蛋白类生物治疗药物工艺流程研发的自动化工作站
    中国上海 (2013年3月13日) &ndash 专注于提高人类健康及其生存环境安全的全球领先企业珀金埃尔默(PerkinElmer )公司于2013年1月21-25日期间于美国佛罗里达州棕榈泉举行的第12届蛋白科学年会(12th Annual Protein Science Week,PepTalk)上发布了一款名为JANUS® BioTx ProTM自动化工作站的新产品。这款新型工作站主要设计用于提升蛋白类生物治疗药物工艺流程研发效率。它是目前唯一一款能够兼容多种高通量小规模蛋白层析模式(层析柱、吸头以及批量化)的自动化工作站,从而在避免多次设备投入的基础上,达成更高效低耗的样品处理。 &ldquo 蛋白质表征分析前的样品制备是非常花时间而且繁琐的环节&rdquo ,Perkin Elmer公司生命科学与技术业务部门主席Kevin Hrusovsky表示,&ldquo 将这一过程自动化,使得科学家们能够把相应的时间节省出来用于更有价值的研究工作,并且更快更早的获得蛋白研发流程中的关键性信息。这对支持上游及下游工艺研发阶段的质量设计实验(Quality by Design experimentation),改善产品质量,并缩短研发时间尤为重要&rdquo 。 JANUS BioTx Pro自动化工作站能够在一套系统上达成基于商品化的微孔板及单个层析柱的三种筛选工具&mdash &mdash GE的PreDictor&trade 微孔板、PhyNexus的PhyTip以及Atoll柱&mdash &mdash 的小量(微克至毫克级)蛋白纯化。其具体应用包括树脂结合研究以及纯化条件筛选等。而这原本需要三套分别为上述三种工具设计的工作站才能达成。 1月24日上午9时50分,Jeremy Lambert博士,PerkinElmer公司的产品线总监,将在PepTalk会议上就Perkin Elmer的自动化及微流控技术,包括the JANUS Biotx Pro工作站如何通过提升样品制备及蛋白表征鉴定的自动化程度以帮助研究者节省时间提高研发效率进行演讲。 PerkinElmer公司为生物治疗药物研发整个工作流程提供一系列解决方案,从靶标确认、克隆、表达直至安全评估、生产质控,以帮助研究者获得高度一致的、可重现的数据,确保达成生物治疗研究及患者安全考虑的需求。除了新发布的JANUS Biotx Pro工作站之外,其解决方案还包括LabChip® GXIITM 桌面型微流控系统(用于高通量的蛋白表征分析鉴定)以及AlphaLISA® assays(一种无需洗涤步骤的ELISA替代技术,用于生物标记的鉴定、安全测试及毒性试验)。 需要了解更多PerkinElmer生物治疗解决方案,请访问www.perkinelmer.com.cn/biotherapeutics 关于珀金埃尔默 珀金埃尔默公司是致力于改善人类及环境健康和安全的全球领先企业。2011年,该公司收入约为19亿美元,拥有约7,400名员工,服务于全球150多个国家和地区的客户,同时该公司还是标准普尔(S&P)500指数的成员。欲知详情,请致电1-877-PKI-NYSE或登录我们的网站:www.perkinelmer.com.cn。
  • 全柱成像等电毛细管电泳技术与高分辨质谱联用,助力复杂蛋白治疗产品深入表征
    近年来,随着人们对医疗健康行业需求的不断增长,生物制药行业也在随之蓬勃发展。近两年的新冠疫情全球大流行,在改变人们日常生活的同时更是催生了生物制药行业对于先进分析技术的需求。蛋白质分离、纯化和分析是生物治疗药物开发中的关键组成部分,但该过程可能复杂且极具挑战性。而全柱成像等电毛细管电泳(whole column imaged capillary isoelectric focusing, WC-iCIEF)技术,可以根据蛋白质的等电点(isoelectric point, pI)差异将其分离,在此基础上,将iCIEF与高分辨质谱联用,可以借助质谱的高灵敏度、高分辨率和高质量精度使各种蛋白质变异体的鉴定更容易、更准确。从2021年6月开始,我们与蛋白质成像技术专家 Advanced Electrophoresis Solutions Ltd (AES)宣布达成协议,将蛋白质分离技术与质谱相结合,通过简化表征来推进治疗性蛋白质药物的开发。到目前为止,通过将iCIEF技术与高分辨质谱联合使用,我们已经对单抗、ADC和融合蛋白等多种产品进行了各种层面的表征。下图1~3展示了iCIEF技术对单抗\ADC\融合蛋白的分离结果,可见对于不同种类的重组生物治疗性产品,均可根据pI差异将其电荷变异体进行分离,且系统具有优异的稳定性与重现性。图1 iCIEF-UV分析帕博利珠单抗电荷变异体,8针平行进样(点击查看大图)图2 iCIEF-UV分析恩美曲妥珠电荷变异体,3针平行进样(点击查看大图)图3 iCIEF-UV分析依那西普电荷变异体,3针平行进样(点击查看大图)滑动查看更多我们使用的CEInfinite iCIEF平台(AES)除了高质量的iCIEF-UV功能外,还可以与高分辨质谱直接在线串联,直接测定电荷变异体的分子量,无需额外转换接口。下图4展示了我们使用iCIEF-MS直连技术分析帕博利珠单抗的结果,可见即使是pI仅差0.02的碱峰B1和主峰,也可以在iCIEF上得到基线分离,随后的高分辨质谱分子量测定结果显示该碱峰与主峰相比,主要差异是其中一条重链的N端未发生焦谷氨酸环化。另外观察原始质谱谱图不难发现,得益于Orbitrap高分辨质谱的灵敏度,即使是强度比主峰低2~3个数量级的碱峰B3,仍可得到糖型分布清晰的谱图。图4 iCIEF-MS在线直联分析帕博利珠电荷变异体。上,iCIEF-UV分离图谱。中,碱峰B1与主峰解卷积结果镜像图对此。下,主峰与所有碱峰原始质谱图对比。(点击查看大图)与市面上其他供应商相比,AES的CEInfinite iCIEF平台具有一个独特优势:可以实现全自动的馏分收集。我们选择了帕博利珠单抗,对其电荷变异体的每个峰离线收集后进行酶解,随后上样至高分辨液质联用平台进行肽图分析。图5展示了酸/碱峰中各种CQA含量的变化,可见轻重链末端、重链糖型和侧链常见PTM的变化趋势。另外通过表1中分离之前/之后特定CQA含量对比可以很明显的发现,经iCIEF分离后,酸/碱峰中特定修饰的比率有明显增高,可见基于pI差异,将生物治疗性产品的电荷变异体进行分离后,接下来采用肽图进行深入表征的分析策略,能够帮助研究人员将导致电荷异质性的修饰精确定位到氨基酸位点的层面。图5 iCIEF-MS离线收集馏分,酶解肽图分析酸/碱峰中各种CQA含量的变化。上,末端修饰变化。中,重链糖基化修饰变化。下,侧链修饰变化(点击查看大图)表1 iCIEF分离前/后特定CQA含量变化情况对比(点击查看大图)这部分工作已经在2021年的美国质谱年会上发表,有兴趣的读者扫描一下二维码下载原文:在精zhun医疗概念兴起的推动下,对生物治疗性产品表征的需求不断增长,将高分辨质谱与基于电荷异质性的iCIEF蛋白质分离技术相结合,将支持我们的客户实现更精确的分析,在持续开发生物治疗性产品的进程中发挥重要作用。如需合作转载本文,请文末留言
  • Cell & Nat Genet:首次阐明癌症相关蛋白复合体的结构 有望开发治疗多种人类疾病的新疗法
    2013年刊登在Nature Genetics杂志上的一篇研究报告中,来自博德研究所的科学家们通过研究发现,大约20%的人类癌症都与一类名为BAF的蛋白发生突变有关,BAF是一种特殊的蛋白复合体,其与机体智力障碍和自闭症谱系障碍发生直接相关,然而目前研究人员并不清楚这种蛋白复合体的精细结构以及其如何诱发人类疾病的。 图片来源:Susanna M. Hamilton, Broad Communications 近日,一项刊登在国际著名杂志Cell上的一篇研究报告中,来自哈佛大学医学院等机构的科学家们通过研究阐明了BAF蛋白复合体各个部分是如何结合在一起的,相关研究或为后期科学家们开发治疗疾病的新型药物提供思路和希望。 研究者Kadoch说道,这项研究中我们克服了科学家们在人类疾病突变以及药物发现上所面临的主要障碍,文章中我们解析了BAF复合体的结构特性和组装机制,而了解该蛋白复合体的结构对于理解其功能至关重要。BAF复合体能控制染色质的结构并且调节基因的活性,研究人员首次在酵母中发现BAF复合体,随后在果蝇和哺乳动物机体中相继发现该复合体。 这项研究中,研究人员阐明了多个BAF复合体蛋白组分的结合模式,以及其如何在细胞中组成三种不同的复合体,研究者Kadoch说道,如果你不得不组装一套宜家夹具的话,你或许需要将各个零配件按照一定的装配顺序进行组合,这项研究中我们首次提供了BAF复合体的组装路线图,并且列出了单独的元件,也就是说,按照既定的路线图对单独的元件进行组装就能构建出BAF复合体。 除了阐明BAF的具体结构外,研究人员还阐明了与该复合体相关的一系列致病突变给人类机体带来的生化效应;研究者Nazar Mashtalir表示,组成BAF复合体的单一蛋白的结构错误会干扰复合体的组装,从而影响基因表达导致疾病发生;我们希望后期能够基于本文研究结果进行更为深入的研究,来阐明一系列与疾病相关的突变,并且为开发新型疗法提供新的思路和线索。
  • 《Nature》:冷冻电镜蛋白解析再获突破!或成为癌症治疗的下一个主要分子靶点
    p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " ATP-柠檬酸裂解酶(ACLY)是一种中心代谢酶,催化ATP依赖性柠檬酸和辅酶A(CoA)转化为草酰乙酸和乙酰-CoA1-5。哥伦比亚大学的科学家们与Nimbus Therapeutics的研究人员合作,利用冷冻电镜技术揭开了这种代谢酶的神秘面纱,这种酶可能成为癌症治疗的下一个主要分子靶点,这项研究的最新进展发表于《Nature》杂志。 br/ /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 首先,我们来了解下究竟什么是ACLY。ATP-柠檬酸裂解酶(ACLY)是一种中心代谢酶,催化ATP依赖性柠檬酸和辅酶A(CoA)转化为草酰乙酸和乙酰-CoA。乙酰辅酶A对脂肪酸的代谢、胆固醇的生物合成以及蛋白质的乙酰化和异戊烯化至关重要。作为抗癌药物的靶标,ACLY一直备受关注,因为许多癌细胞依赖它进行肿瘤的转移与扩散。 ACLY也是抗血脂异常和肝脂肪变性的靶向位点,部分药物目前正在进行3期临床试验。当前已报道许多ACLY抑制剂,但其中大多数仅具有很弱的活性。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 虽然之前的实验已经成功完成了该酶的片段,但此次哥伦比亚大学Liang Tong及其研究团队的工作揭示了在高分辨率下人类ACLY的完整结构。Liang Tong教授表示,“ACLY是一种控制细胞内许多过程的代谢酶,包括癌细胞中的脂肪酸合成。通过抑制这种酶,我们可以控制癌症的生长。此外,该酶还具有包括包括调节胆固醇生物合成等其他作用,因此针对该酶的抑制剂也可用于控制胆固醇水平。同时,靶向治疗是癌症研究的一个热点领域,癌细胞中的某些特定分子会帮助它们生长,分裂和传播,而此次解析的ACLY酶也是其关键的一员。通过阻断这些分子的作用,我们可以有效的抑制肿瘤生长与扩增。” /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/72498bef-69fb-42c1-b014-c2870a88485b.jpg" title=" 1111.jpg" alt=" 1111.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 今年早些时候,另一组研究人员展示了一项针对高胆固醇治疗的口服疗法bempedoic acid的3期临床试验结果。该药物是第一代ACLY抑制剂,单独服用可降低低密度脂蛋白(LDL)胆固醇30%,与他汀类药物联合使用可降低20%。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 目前已经发现ACLY在几种类型的癌症中过表达,并且实验已经证实“关闭”ACLY可引起癌细胞停止生长和分裂。了解ACLY的复杂分子结构将使研究者了解到该分子最佳的抑制区域,为靶向药物开发铺平道路。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " Liang Tong及其研究团队使用纽约结构生物学中心的设施,使用冷冻电镜技术(Cryo-EM)来解析ACLY的复杂结构。 Cryo-EM允许使用电子显微镜对冷冻生物样本进行高分辨率成像。然后将一系列二维图像计算重建为精确、详细的复杂生物结构(如蛋白质,病毒和细胞)的三维模型。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 冷冻电镜结果揭示了有效抑制ACLY的意外机制。研究小组发现,抑制剂结合需要酶结构的显着变化。然后,这种结构变化间接阻断底物与ACLY的结合,从而防止酶活性发生。这种新的ACLY抑制机制可以为开发治疗癌症和代谢紊乱的药物提供更好的方法。 /p p br/ /p
  • 全柱成像等电毛细管电泳技术与高分辨质谱联用,助力复杂蛋白治疗产品深入表征
    近年来,随着人们对医疗健康行业需求的不断增长,生物制药行业也在随之蓬勃发展。近两年的新冠疫情quan球大流行,在改变人们日常生活的同时更是催生了生物制药行业对于先进分析技术的需求。蛋白质分离、纯化和分析是生物zhi疗药物开发中的关键组成部分,但该过程可能复杂且极具挑战性。而全柱成像等电毛细管电泳(whole column imaged capillary isoelectric focusing, WC-iCIEF)技术,可以根据蛋白质的等电点(isoelectric point, pI)差异将其分离,在此基础上,将iCIEF与高分辨质谱联用,可以借助质谱的高灵敏度、高分辨率和高质量精度使各种蛋白质变异体的鉴定更容易、更准确。从2021年6月开始,我们与蛋白质成像技术专家 Advanced Electrophoresis Solutions Ltd (AES)宣布达成协议,将蛋白质分离技术与质谱相结合,通过简化表征来推进zhi疗性蛋白质药物的开发。 到目前为止,通过将iCIEF技术与高分辨质谱联合使用,我们已经对单抗、ADC和融合蛋白等多种产品进行了各种层面的表征。下图1~3展示了iCIEF技术对单抗\ADC\融合蛋白的分离结果,可见对于不同种类的重组生物zhi疗性产品,均可根据pI差异将其电荷变异体进行分离,且系统具有优异的稳定性与重现性。图1 iCIEF-UV分析帕博利珠单抗电荷变异体,8针平行进样(点击查看大图)图2 iCIEF-UV分析恩美曲妥珠电荷变异体,3针平行进样图3 iCIEF-UV分析依那西普电荷变异体,3针平行进样我们使用的CEInfinite iCIEF平台(AES)除了高质量的iCIEF-UV功能外,还可以与高分辨质谱直接在线串联,直接测定电荷变异体的分子量,无需额外转换接口。下图4展示了我们使用iCIEF-MS直连技术分析帕博利珠单抗的结果,可见即使是pI仅差0.02的碱峰B1和主峰,也可以在iCIEF上得到基线分离,随后的高分辨质谱分子量测定结果显示该碱峰与主峰相比,主要差异是其中一条重链的N端未发生焦谷氨酸环化。另外观察原始质谱谱图不难发现,得益于Orbitrap高分辨质谱的灵敏度,即使是强度比主峰低2~3个数量级的碱峰B3,仍可得到糖型分布清晰的谱图。图4 iCIEF-MS在线直联分析帕博利珠电荷变异体。上,iCIEF-UV分离图谱。中,碱峰B1与主峰解卷积结果镜像图对此。下,主峰与所有碱峰原始质谱图对比。(点击查看大图) 与市面上其他供应商相比,AES的CEInfinite iCIEF平台具有一个独特优势:可以实现全自动的馏分收集。我们选择了帕博利珠单抗,对其电荷变异体的每个峰离线收集后进行酶解,随后上样至高分辨液质联用平台进行肽图分析。图5展示了酸/碱峰中各种CQA含量的变化,可见轻重链末端、重链糖型和侧链常见PTM的变化趋势。另外通过表1中分离之前/之后特定CQA含量对比可以很明显的发现,经iCIEF分离后,酸/碱峰中特定修饰的比率有明显zhen高,可见基于pI差异,将生物zhi疗性产品的电荷变异体进行分离后,接下来采用肽图进行深入表征的分析策略,能够帮助研究人员将导致电荷异质性的修饰精确定位到氨基酸位点的层面。
  • 了解糖蛋白结构异质性和相互作用:来自native Mass的见解
    大家好,本周为大家分享一篇发表在Current Opinion in Structural Biology上的文章,Understanding glycoprotein structural heterogeneity and interactions: insights from native mass spectrometry,通讯作者是英国牛津大学化学系的Carol V . Robinson教授。  蛋白质糖基化的过程会产生具有多种组成、连接和结构的聚糖,这些聚糖具有多种生物学功能。哺乳动物的主要两类糖基化修饰为 N糖和粘蛋白型O糖(图1 a,b)。N-聚糖的分支结构、单糖延伸、岩藻糖基化和唾液酸化是主要特征 粘蛋白型O-聚糖根据其核心结构分为四类。解读聚糖异质性对于了解糖蛋白的结构和功能至关重要。高分辨率nMS在完整水平上提供聚糖组成的全景图,并且将糖蛋白结构的异质性与相互作用的化学计量和功能联系起来。这篇文章集中讨论了利用nMS阐明糖蛋白结构异质性和生物分子功能的最新进展。  图1 糖基化特征可以用native MS方法表征  一、描绘糖型组成异质性  糖蛋白的主要特征包括聚糖占据、N-聚糖分支/延伸、岩藻糖基化和唾液酸化。通过native MS 和糖蛋白组学的方法表征人胎球蛋白糖型,native MS确定全局宏观和微观异质性,而糖蛋白组学描述了位点特异性糖基化信息,可以根据特定于位点的信息对蛋白native MS谱中每种糖型的详细组成进行注释(图1c)。  使用凝集素的亲和纯化质谱(AP-MS)有助于靶向分析糖蛋白上具有感兴趣结构的糖型。例如,特异性识别α1-3岩藻糖残基的凝集素 (AAL),揭示了人类α1-酸糖蛋白(AGP)上的 α1-3岩藻糖残基的化学计量 使用与糖基β1-6分支相互作用的凝集素PHA-L,表明 β1-6 分支在所有 AGP 糖型上的普遍存在。  外切糖苷酶处理在糖组学中广泛用于区分具有不同键的单糖残基。一项最近的工作使用了α-神经氨酸酶、β-半乳糖苷酶、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶和α-岩藻糖苷酶的组合外切糖苷酶,揭示了 AGP 在完整糖蛋白水平上核心和触角岩藻糖基化的化学计量。对于同时具有 N-连接和 O-连接聚糖的高度糖基化生物治疗药物,例如依那西普、使用外切糖苷酶、内切糖苷酶和蛋白酶的综合酶处理对于全面了解糖蛋白的整体异质性至关重要(图2)。  图2 (a) 依那西普的结构 (b) 唾液酸酶(一种外糖苷酶)和PNGase F(一种内糖苷酶)处理的依那西普的native MS。  2、描绘结构异质性  蛋白质O-糖基化在许多细胞表面蛋白质中普遍存在,如 SARS-CoV-2 刺突蛋白受体结合域 (S-RBD),该蛋白具有核心 1 和核心 2 粘蛋白型O糖。最近的一项突破将软着陆 MS 和扫描隧道显微镜 (STM) 相结合,能够对单个聚糖的构象和结构进行成像。  以前的报告表明,N-聚糖分支和核心岩藻糖基化受到糖基化位点局部构象的限制,远离蛋白质表面的唾液酸化和末梢岩藻糖基化被认为受蛋白质骨架结构的影响较小。随着 nMS 分辨率的进步,通过比较位点特异性和全局异质性直接重新审视这一假设是可行的。如果每个位点上的糖基化事件是独立的,那么全局异质性应该与位点特异性信息一致。对于核心岩藻糖基化IgG和携带简单 N糖的人胎球蛋白,位点特异性糖基化完美地解释了整体异质性。然而,最近对高度分支和唾液酸化的 rhEPO 和 S-RBD 的研究表明,糖基分支上唾液酸化打破了native MS 和糖蛋白组学数据之间的这种相关性。因此,这些情况表明唾液酸化并非完全独立于所有糖基化位点。  3、破译N聚糖生物合成途径 监测N-聚糖宏观和微观异质性提供了对其生物合成途径的见解。N-聚糖分支由一系列N-乙酰胺基葡萄糖转移酶催化,它们将单糖依次连接到糖基的不同分支上。对敲除了个别N-乙酰胺基葡萄糖转移酶基因的细胞表达的糖蛋白进行分析,可以揭示糖基的生物合成偏好。除了N聚糖的分支合成以外,岩藻糖基化过程也可以通过native MS揭示。人类AGP最多能携带11个岩藻糖, 用连续的外切糖苷酶消化和native MS来区分 AGP 上的核心和分支岩藻糖基化N-聚糖,揭示了岩藻糖基化在完整糖蛋白水平上的联系和化学计量(图3)。  图3 (a)人AGP结构。(b)外切糖苷酶处理可区分AGP上N糖的核心和分支岩藻糖基化。(c) 外糖苷酶消化的AGP的native MS揭示了在完整糖蛋白水平上岩藻糖基化的联系和化学计量学。  四、将糖的异质性与糖蛋白相互作用联系起来  通过保留完整的蛋白质与配体/药物的复合物,nMS 为蛋白质相互作用的化学计量和动力学提供了信息。AGP 与抗凝药物华法林的研究表明,单岩藻糖基化可减弱蛋白质-药物相互作用(图4)。  图4 (a)人 AGP在其疏水袋中特异性结合抗凝药物(华法林)。 (b) 将 AGP-华法林复合物的native MS绘制为华法林浓度的函数 (c)华法林浓度和与华法林结合的非岩藻糖基化AGP或单岩藻糖基化AGP的百分数的对应曲线。非岩藻糖基化为蓝色,单岩藻糖基化为红色。 (d) 不同糖型解离常数的比较表明,N-聚糖分支和岩藻糖基化降低了 AGP 对华法林的亲和力。  native MS的分辨率革命已经使糖组学、糖蛋白组学和top-down MS之间建立了联系,以揭示糖基的宏观异质性。未来,蛋白质糖基化的数学模型和多组学方法的整合将为我们理解“不可解析”的糖蛋白复合物提供新的思路。
  • NAR | 许伟团队揭示BAF155蛋白的精氨酸甲基化修饰水平影响恶性肿瘤转移的新机制
    蛋白质精氨酸甲基化修饰是一类由精氨酸甲基转移酶(Arginine methyltransferases, PRMTs)介导的翻译后修饰作用。PRMTs不仅能够通过甲基化修饰组蛋白上特定位点的精氨酸来调控下游靶基因的转录活性,还参与修饰了多种非组蛋白类作用底物,以此来影响RNA剪接、蛋白质翻译、细胞周期等一系列细胞生物学行为。近年来,越来越多的证据表明蛋白质精氨酸甲基化水平的失调与恶性肿瘤的发生、发展密切相关。因此,PRMTs作为潜在的肿瘤治疗靶点,逐渐引起了全球科学家的关注。2021年11月19日,威斯康星大学麦迪逊分校医学院许伟教授团队在Nucleic Acid Research上发表题为BAF155 methylation drives metastasis by hijacking super-enhancers and subverting anti-tumor immunity的研究成果。该研究发现,精氨酸甲基化修饰的BAF155蛋白可以通过操纵增强子、破坏机体的抗肿瘤免疫能力,从而促进恶性肿瘤的转移 。BAF155是染色质重组复合物SWI/SNF的重要亚单位之一。2014年,许伟课题组在Cancer Cell发文,首次证实了PRMT4(又称CARM1)能够通过甲基化修饰BAF155蛋白第1064位精氨酸,起到促进三阴性乳腺癌转移的作用【1】。近日,该课题组以基因编辑的乳腺癌细胞系与小鼠模型为基础,结合多组学技术揭示了me-BAF155促进乳腺癌转移的内在分子机制。超级增强子(Super-enhancers, SEs)是基因组中大量增强子富集的转录调控区域。在转录过程中,通过富集多种转录因子和辅因子(BRD4等)来大幅度激活下游靶基因的转录活性。本研究中,作者采用ChIP-seq技术对me-BAF155的基因组结合位点进行全局定位分析,发现me-BAF155和BRD4在SEs处共定位,以此调节关键癌基因的表达水平。CARM1抑制剂(CARM1i)的处理,能够使得me-BAF155和BRD4从SE上解离,减少SE数量,激活干扰素α/γ通路,增强宿主免疫反应,起到抑制肿瘤生长和转移的治疗效果。最后,作者采用VERSA技术分离循环肿瘤细胞,证实me-BAF155在高转移特性的三阴性乳腺癌患者的循环肿瘤细胞中呈稳定、持续的强阳性表达(图1)。该研究首次揭示了me-BAF155在促进恶性肿瘤转移中具有双重作用:通过招募BRD4激活增强子依赖的癌基因转录活性;通过抑制干扰素α/γ通路以削弱宿主免疫反应。尽管CARM1抑制剂具有较低的细胞毒性,但是在体外依然能够显著抑制三阴性乳腺癌细胞的迁移,在体内显著抑制肿瘤生长和转移。因此,作者提出CARM1抑制剂有望被开发成为单独使用的抗癌药物,或与其他治疗药物(如免疫治疗)联合使用,用于治疗转移性恶性肿瘤。另外,相较于现有的CARM1抑制剂,开发me-BAF155(R1064)靶点特异性的小分子抑制剂,有望产生抑癌效果更好、副作用更少的新型抗肿瘤药物。
  • Olink新品发布|Explore HT 蛋白标志物平台开启蛋白组学新时代
    Olink 于 2023 年 7 月 12 日 宣布发布 Olink Explore HT 新产品,该变革型高通量蛋白组学解决方案以全方位的已验证特异性、可扩展性和简化流程。Olink Explore HT 代表了新一代蛋白组学的重大进步,科学家们仅需 2 μl 样品即可准确检测超过 5,300 种蛋白标志物,且重新设计后的整个流程更简化。与上一代 Explore 产品相比,新品不仅将特异蛋白标志物检测数量提高了 80%,同时将样品检测通量提高 4 倍,数据输出能力提高 8 倍,并以更简化的操作流程进一步提高了从样品到数据产出效率。更重要的是,这些创新也缩减了环境空间,所有组件降低了 6 倍,外部包装降低了 10 倍。  Olink CEO Jon Heimer说到:“Olink Explore HT 展示了我们秉承持续创新的承诺,为科学研究提供强有力的解决方案。在几年前,Olink Explore HT 的强大功能几乎是难以想象的。而现在,这是 Olink 迄今为止提供的最先进的高通量蛋白组学产品,其卓越性能将赋能 21 世纪医疗健康提供重要新发现。”  Olink Explore HT 旨在全方位解锁所有规模蛋白质组学的巨大价值,以推进多组学研究。并可广泛应用于疾病治疗领域,加深疾病发生、进展及结果进程中,在分子信号通路水平的全面理解。Olink Explore HT 还将推动药物研发新发现,从基于疾病致病蛋白鉴定的靶点发现,到对作用机制研究的实操见解,以及通过对临床试验中现有样品的重新审查来重新利用扩展治疗方法。  瑞典乌普萨拉大学的Ulf Gyllensten教授说到:“我们对 Olink Explore HT 新平台感到非常兴奋。凭借 Olink 变革型 PEA 多重标记检测技术,Olink Explore HT 使得我们能从微量临床样品中进行高通量、超多重和极其精准的蛋白分析。将 PEA 技术与 NGS 读数结合后,Olink Explore HT 将以其前所未有的能力,进一步揭示全人类蛋白组。作为早期用户,我们已经成功地使用该平台发现识别妇科癌症的诊断和预后蛋白生物标志物。使用 Olink Explore HT 具有的更大规模的蛋白标志物库进行蛋白组学分析,定会加速新型生物标志物的发现,并揭示重要的生物学新见解。更广泛地说,从基础科研到转化研究的整个药物开发过程中,该平台将开启一种强大的基于多组学的新方法。”  Olink Explore HT 代表了 Olink PEA 技术与 NGS 读数相结合的前沿创新。每一个经过充分验证的分析实验,都再次验证 Olink 用户所信任的特异性和灵敏度的卓越标准。
  • 新型蛋白质表征仪器系统使生物治疗分析得到改观
    p style=" text-indent: 2em " RedShift& #8482 BioAnalytics公司推出了一款新型蛋白质表征平台——AQS3& reg PRO,这一平台结合了强大的、高度集成的自动化生物分析软件,为生物医疗行业带来了高灵敏度的光谱分析。 /p p style=" text-indent: 2em " 用户通过这一平台可以观察浓度范围在0.1至200 mg/mL的蛋白质二级结构变化,并能进行集成性、可量化、稳定的结构检测和相似性检测,为用药的安全性和有效性提供重要支撑。它能够提供多种属性的测量,减少甚至消除了使用不同工具进行各种单一属性测量的需要。此外,AQS3pro还具有先进的自动化多样本分析功能,大大简化了生物医疗产业的分析工作流程。 /p p style=" text-indent: 2em " RedShift& #8482 BioAnalytics公司的首席技术官Eugene Ma表示:“ AQS3prois是生物物理表征领域的一项重大进展——将红外光谱应用在生物医疗领域的诊断分析上。这一平台是我们内部一流研发团队与大量行业专家、学术专家倾力合作的结晶。其检测的准确性、重复性和重现性已在数百个样本中得到验证,这些样本包含有数千种尺寸量度的蛋白质。有力的数据支撑和合作伙伴的热情增强了我们对AQS3Pro的信心,我们相信这一成果具有相当大的产业化价值。” /p p style=" text-indent: 2em " AQS3Pro新系统使用了RedShift& #8482 BioAnalytics公司的微流控调制光谱学(MMS)专利技术,这一技术将针对微流体的中红外激光光谱分析与先进的信号处理相结合,对蛋白质的二级结构进行测量。它能够在0.01至200mg/mL的浓度范围内对蛋白质直接进行无需标记的测量,在生物医药研发和制造过程经常遇到的各种条件下,无需样品稀释,就可以进行样品表征。其检测是高度自动化的,其多样品检测功能、便捷化操作设置和最先进的生物分析软件进一步提升了检测流程的效率。创新而灵活的分析套件也使得光谱数据的常规分析高度自动化,其先进的检测分析工具能够方便地获得样品的结构性变化,并对这些变化的影响进行深入分析。 /p p style=" text-indent: 2em " “我与RedShift& #8482 BioAnalytics一直在AQS3PRO的验证性测试中合作。”美国特拉华大学的Christopher Roberts教授说, “这一平台将MMS和红外光谱应用在蛋白质溶液的分析中,让我们能够对多种样本、多种浓度范围蛋白质的二次结构性变化,进行同时的原位量化测量。无论是对从事蛋白质基础性研究的科学家,还是负责生物产品开发的工程师,AQS3PRO都将带来极大的助益。” /p
  • 冷冻电镜首个新冠病毒蛋白结构解析发布:传染性为何强?
    p style=" text-indent: 2em " strong style=" text-indent: 2em " 仪器信息网讯 /strong span style=" text-indent: 2em " & nbsp 2020年2月15日,美国卫生总署(NIH)与美国得克萨斯大学奥斯汀分校Jason S. McLellan研究组合作在预印本平台bioRxiv上发表论文:Cryo-EM Structure of the 2019-nCoV Spike in the Prefusion Conformation( span style=" text-indent: 2em color: rgb(127, 127, 127) " DOI: 10.1101/2020.02.11.944462 /span ),报道了新冠病毒(2019-nCoV)S蛋白的首个冷冻电镜结构,利用冷冻电镜技术分析了新型冠状病毒表面S蛋白的近原子结构。 /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 206px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/29be9fbf-7286-475f-807a-ea01b409b72a.jpg" title=" 1.png" alt=" 1.png" width=" 600" height=" 206" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " (注:预印本网站bioRxiv的所有论文未经同行评议, bioRxiv在所有2019-nCoV相关论文页面增加了突出字体说明(上图黄底黑字):“bioRxiv收到了许多关于2019年ncov冠状病毒的新论文。提醒一下:这些是没有经过同行评审的初步报告。他们不应被视为结论性的,指导临床实践/健康相关的行为,或在新闻媒体中作为既定信息进行报道。”) /span /p p style=" text-indent: 2em " 作者通过生物物理以及结构方面的证据发现,新冠病毒的S蛋白结合人体ACE2(宿主细胞受体血管紧张素转化酶2)的亲和力要远高于SARS-CoV的S蛋白,或解释了新型冠状病毒传染性很强的主要原因。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 322px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/4ad16a73-5442-4584-899c-bca9a93d4e04.jpg" title=" 2.png" alt=" 2.png" width=" 450" height=" 322" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-align: center text-indent: 0em " & nbsp 预融合构象 /span span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-align: center text-indent: 0em " 中的2019-nCoV S结构 /span /p p style=" text-indent: 2em " 新型冠状病毒(2019-nCov)的爆发代表了一种流行病威胁,已宣布为国际关注的突发公共卫生事件。CoV突刺(S)糖蛋白是疫苗、治疗性抗体和诊断方法的关键靶标。此前的大量研究均基于2019-nCoV突刺蛋白的预测结构或相关病毒(如SARS)的突刺蛋白的已知结构展开。为促进医学对策(MCM)的开发,论文中确定了预融合构象中的2019-nCoV S蛋白三聚体冷冻电镜结构,为3.5埃分辨率。三聚体的主要状态为三个受体结合结构域(RBD)之一向上旋转为受体可及构象。同时,生物物理和结构证据表明, 2019-nCoV S以比SARS-CoV S更高的亲和力结合ACE2(宿主细胞受体血管紧张素转化酶2)。此外,作者测试了几种已发布的SARS-CoV RBD特异性单克隆抗体,发现它们与nCoV-2019没有明显的结合。这表明两种病毒RBD之间的抗体交叉反应性可能受到限制。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 200px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/96b62197-7abe-467b-b461-e70a6a2a6f3f.jpg" title=" 3.png" alt=" 3.png" width=" 450" height=" 200" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-align: center text-indent: 0em " 2019-nCoV S.和SARS /span span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-align: center text-indent: 0em " -CoV S.之间的结构比较(A) /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" text-align: center text-indent: 0em color: rgb(0, 0, 0) " 新型冠状病毒利用高度糖基化的同源三聚体S蛋白进入宿主细胞。S蛋白经历结构变化将病毒融合进入宿主细胞的细胞膜。此过程包括病毒的S1亚基结合到宿主细胞受体上,引发三聚体不稳定性的发生,进而造成S1亚基脱落S2亚基形成高度稳定的融合后结构。 /span /p p style=" text-indent: 2em " 通过该结构分析,作者发现S1亚基中的RBD经历铰链类似运动,此移动特点与SARS-CoV以及MERS-CoV均非常相似,但新型管冠状病毒中则RBD结构则更靠近三聚体的中央部位,其S蛋白中3个RBP中的1个会向上螺旋突出从而让S蛋白形成能够轻易与宿主受体ACE2结合的空间构象。这也说明,新型冠状病毒引发病毒的机制虽然与其他的冠状病毒科的病毒机制异曲同工,但传染性更强。 /p p style=" text-indent: 2em " 论文受到业界的广泛关注,研究中,John Ludes-Meyers博士对细胞转染给予很大帮助,德克萨斯大学奥斯汀分校Sauer结构生物学实验室的Aguang Dai博士在显微镜对准方面做了大量工作。 /p p style=" text-indent: 2em " 论文链接: a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/932743.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(127, 127, 127) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " https://www.instrument.com.cn/download/shtml/932743.shtml /span /a /p
  • 葛瑛团队新成果|突破性的纳米蛋白质组学技术揭示人体心肌肌钙蛋白复合物的结构和动力学
    蛋白质复合物是高度动态的实体,在组装、翻译后修饰和非共价相互作用方面表现出巨大的多样性,使它们能够在各种生物过程中发挥关键作用。天然状态下蛋白质复合物的异质性、动态性和低丰度给使用传统结构生物学技术进行研究带来了挑战。基于此,美国威斯康星大学麦迪逊分校葛瑛教授团队近期开发了一种天然纳米蛋白质组学策略,用于直接从人体心脏组织中富集内源性心肌钙蛋白 (cTn) 复合物并随后进行天然自上而下质谱分析。在非变性条件下,使用肽功能化的超顺磁性纳米粒子对 cTn 复合物进行富集和纯化,以实现 cTn 复合物的同位素解析,揭示其复杂的结构和组装。此外,nTDMS 阐明了 cTn 复合物的化学计量和组成,定位 Ca2+ 结合域,定义 cTn-Ca2+ 结合动力学,并提供蛋白质形态的高分辨率图谱。这种天然纳米蛋白质组学策略为内源天然蛋白质复合物的结构表征开辟了范例。(论文链接:)这一研究为深入了解心脏组织中内源性蛋白质复合物的神秘世界提供了一种前所未有的工具和方法。这不仅有助于揭示心脏疾病的分子机制,还为未来开发相关治疗方法提供了重要的基础。这项创新的纳米蛋白质组学技术将为生物医学研究开辟新的可能性,为科学家们提供了更深层次的洞察力,以探索蛋白质相互作用的微妙之处。
  • 沃特世发布糖蛋白表征分析新技术
    沃特世将通过新型UPLC和UPLC-MS分析工作流程为蛋白糖基分析带来革命性转变 新型RapiFluor-MS标记试剂和样品制备方案将极大提升对蛋白N-糖进行分析和表征的速度、灵敏度以及简便性 华盛顿特区,2015年1月27日 – 沃特世(Waters?)公司(纽约证券交易所代码:WAT)今日隆重发布用于糖蛋白表征分析的开创性新技术。此技术将在WCBP 2015大会上介绍给公众,其内容包括新型GlycoWorks?RapiFluor-MS N-糖分析试剂盒、Waters?ACQUITY UPLC?、ACQUITY? UPLC FLR检测器和ACQUITY QDa?检测器,它们将帮助科学家们准确分析游离N-糖,使分析速度、灵敏度和简便性提升到更高水平,为科学家们提供前所未有的详细结构信息。 此项新型技术系列能够实现快速糖基释放和标记,可将工作流程中的样品制备时间从一天缩短至一小时以内;使表征和研发分析中的质谱检测灵敏度提升至当前方法的100至1000倍;还可为常规实验室提供简便可靠的方案支持,即使没有MS专家,也能顺利完成分析。“我们今天推出的新型技术为蛋白糖基分析带来了开创性的分析方法,它的出现意味着科学家们将能够对游离N-糖进行前所未有的监测和表征分析,”沃特世消耗品业务部门副总裁Mike Yelle说道,“这些全新的工作流程承担了过去专业且复杂的操作,实现了流程一体化,使科学家们和实验室在成功的道路上更近一步。” 大部分的生物治疗性蛋白质都是糖蛋白,且这些蛋白质上的特异性多聚糖群体是关键的品质属性,可对其功能、稳定性和治疗安全性概况产生影响。提交至监管机构的新药申报材料中必须包含其所含糖基侧链的详细结构信息,以及能够证明这些糖蛋白能够在生产过程中保持糖型谱图一致的信息。 支持糖蛋白工艺开发、监测和批量放行 对于从事生物治疗药物工艺开发、监测或批量放行研究的科学家们而言,全新的RapiFluor-MS标记技术与沃特世ACQUITY UPLC H-Class系统和QDa检测器的完美结合将开创游离N-糖谱图监测的新时代。沃特世所提供的试剂和方案在速度和灵敏度方面都具有非常突出的优势,将为用户带来更加简便的常规MS分析,ACQUITY QDa检测器可生成前所未有的详细信息,分析人员通过这些质量数数据即可轻松确认糖型。科学家们无需再依靠质谱专家和高分辨率的LC-MS仪器,即可对糖型分析进行方法开发、转换和执行过程中频频出现的问题作出确切的解答。此套工作流程可帮助生物制药组织更轻松地诊断问题、加快决策制定,更快速地将实验室中的分子变成药物推向临床领域。 对使用荧光检测技术的分析人员而言,将此款新型试剂盒与ACQUITY UPLC和ACQUITY UPLC FLR检测器联用时,样品制备时间可从一天缩短至一小时以内,同时荧光灵敏度也将得到有效提高。 支持蛋白糖基表征分析 蛋白糖基表征包括对连接到糖蛋白的所有多聚糖(无论其浓度有多低)进行鉴别,以及对这些多聚糖的分子结构进行确证。要高效地完成这项工作,需要UPLC-MS-MS仪器能够应对分析中的各项难题。 沃特世UNIFI?蛋白糖基分析应用解决方案于2013年推出,是更广泛的沃特世UNIFI生物制药平台解决方案的一部分,它配有高分辨率的UPLC/QTof-MS系统,可对生物制药研发实验室中以及受高度监管的后期开发和QC组织中的蛋白糖基侧链进行定性和监测。 现在,凭借RapiFluor-MS标记提供的高灵敏度,研究人员将获得更大的光谱和质谱响应值,这将有力促进低含量峰的准确质量数确认,提高MS/MS多聚糖碎裂性能,实现确定性更高的糖型指认。 此外,我们还推出了RapiFluor-MS葡聚糖校准曲线标准品和多聚糖性能测试标准品(基于混合IgG),用以支持系统性能的基准测试和执行基于葡聚糖单元数(GU)的蛋白游离糖基分析研究。沃特世公司率先将基于GU的葡聚糖校准曲线标准品保留时间归一化方法实现了商业化,此方法最初由来自爱尔兰国家生物工艺研究培训所(NIBRT)的Pauline Rudd教授提出。这种基于GU的方法使多聚糖的分析更加稳定,可以更轻松地在仪器之间和实验室之间实现UPLC-MS检测分析的转换。沃特世正在与Rudd教授及其在NIBRT的团队合作,开发全新的GU数据库,期望能够促进GU和GU+准确质量数多聚糖分配,这项工作将作为联合海报的主题于本年度的WCBP会议上展示。 更多信息: 有关GlycoWorksRapiFluor-MS N-多聚糖试剂盒的更多信息,请访问www.waters.com/glycans。 关于沃特世公司 (www.waters.com) 50多年来,沃特世公司通过提供实用、可持续的创新,使全球范围内的医疗服务、环境管理、食品安全、水质监测、消费品和高附加值化学品领域有了显著进步,从而为实验室相关机构创造了业务优势。 作为一系列分离科学、实验室信息管理、质谱分析和热分析技术的开创者,沃特世技术的重大突破和实验室解决方案为客户的成功创造了持久的平台。 2014年沃特世拥有19.9亿美元的收入,它将继续带领全世界的客户探索科学并取得卓越成就。 ### Waters、RapiFluor-MS、ACQUITY、ACQUITY UPLC、UNIFI、QDa和UPLC是沃特世公司的商标。
  • 赛默飞宣布与 AES 达成协议,通过jian端蛋白质分析技术加速治疗药物开发
    赛默飞 × AES近日,赛默飞和蛋白质成像技术专家 Advanced Electrophoresis Solutions Ltd (AES)宣布达成协议,将蛋白质分离技术与质谱 (MS) 相结合,通过简化表征来推进治疗性蛋白质药物的开发。两家公司将共同推广赛默飞生物制药和蛋白质组学应用质谱技术领xian的专业知识,以及 AES 为蛋白质分离、定量和表征提供高性能全柱成像检测毛细管电泳系统的能力。两家公司在蛋白质分析领域的强强联手,突出各自技术的优势,为实验室分析提供全新、先进的生物制药表征方案,使研究者能够更深入地了解成像毛细管等电聚焦 (iCIEF) 蛋白质分离产生的结果。这对在生物制药、临床、食品分析和学术领域工作的科学家特别有益。 “蛋白质分离、纯化和分析是生物治疗药物开发中的关键组成部分,但该过程可能复杂且极具挑战性,赛默飞色谱与质谱事业部制药/生物制药总监 Eric Grumbach如是说。“尽管质谱提供了高灵敏度、高分辨率和蛋白质质量信息,但在某些情况下仍需要从不同角度的洞察力。通过这项合作,我们将把我们的技术与先前没有经常与质谱联用,但使用范围更广泛、也必不可少的分离手段相结合,使蛋白质变异体鉴定更容易、更准确,以获取更高质量的数据信息并增进科学认知。” AES 首席执行官黄铁民表示:“在精zhun医疗概念兴起的推动下,对蛋白质组学和蛋白质表征的需求不断增长,因此最hao的工具组合可促进我们在这一重要领域的理解和研究。通过与赛默飞并肩合作,将高分辨质谱 (HRAM-MS) 与可根据分析需求灵活更替的蛋白质分离技术相结合,将支持我们的客户实现更精确的分析,这将在持续开发有效的治疗方法的进程中发挥重要作用。 ” 如需合作转载本文,请文末留言。扫描下方二维码即可获取赛默飞全行业解决方案,或关注”赛默飞色谱与质谱中国”公众号,了解更多资讯+了解更多的产品及应用资讯,可至赛默飞色谱与质谱展台。https://www.instrument.com.cn/netshow/sh100244/
  • 肿瘤免疫微环境中的金属蛋白酶|附相关会议
    金属蛋白酶(MP)是一个在其活性中心具有金属离子的大型蛋白酶家族。根据结构域的不同,金属蛋白酶可分为多种亚型,主要包括基质金属蛋白酶(MMPs)、解整合素金属蛋白酶(ADAMs)以及具有血栓反应蛋白基序的ADAMs(ADAMTS)。它们具有蛋白质水解、细胞粘附和细胞外基质重塑等多种功能。相关会议推荐点击可免费报名金属蛋白酶在多种类型的癌症中表达,并通过调节信号转导和肿瘤微环境参与涉及肿瘤发生、发展、侵袭和转移的许多病理过程。因此,更好地了解MP在癌症免疫调节中的表达模式和功能将有助于开发更有效的癌症诊断和免疫治疗方法。MP的结构和表达基质金属蛋白酶(MMP)在脊椎动物中,MMP家族由28个成员组成,至少23个在人体组织中表达,其中14个在脉管系统中表达。基质金属蛋白酶通常根据其底物和其结构域的组织结构分为胶原酶(MMP1、MMP8、MMP13)、明胶酶(MMP2、MMP9)、溶血素(MMP3、MMP10、MMP11)、基质溶素(MMP7、MMP26)、膜型MMPs(MT MMPs)或其他MMPs。MMP家族有一个共同的核心结构。典型的MMPs由大约80个氨基酸的前肽、170个氨基酸的金属蛋白酶催化结构域、可变长度的连接肽或铰链区和约200个氨基酸的血红素蛋白结构域组成。不同类型的MMP具有不同于典型MMP的特定结构特征。例如,MT MMPs缺乏前结构域,而MMP7、MMP26和MMP23缺乏Hpx结构域和连接肽。此外,MMP2和MMP9包含纤连蛋白的三个重复。MMPs中的这些不同结构域、模块和基序参与与其他分子的相互作用,从而影响或决定MMP活性、底物特异性、细胞和组织定位。MMPs已在多种人类癌症中检测到,MMPs的高表达通常与大多数癌症的生存率降低有关,包括结直肠癌、肺癌、乳腺癌、卵巢癌和胃癌。其中MMP2和MMP9,能够降解基底膜中的IV型胶原,是研究最广泛的金属蛋白酶,与各种癌症患者的疾病进展和生存率降低相关。解整合素金属蛋白酶(ADAM)ADAMs是锚定在细胞表面膜上的I型跨膜蛋白,迄今已发现30多种。与MMPs类似,ADAMs包括前结构域和锌结合金属蛋白酶结构域。ADAM还包括一个在细胞表面蛋白中独特的去整合素结构域。ADAM的金属蛋白酶结构域高度保守,大多数ADAM都有一个富含半胱氨酸的结构域和跨膜区域相邻的EGF样结构域,然后是一个长度和序列在不同ADAM家族成员之间变化很大的胞内区。由于这些结构域的存在,ADAM可以结合底物并影响细胞粘附和迁移的变化,以及细胞表面分子的蛋白水解释放。它们的主要底物是完整的跨膜蛋白,如生长因子、粘附分子和细胞因子的前体形式。癌细胞通常表达高水平的ADAM,ADAM17是所有ADAM蛋白中研究最广泛的。一项评估ADAM17作为卵巢癌潜在血液生物标志物的研究表明,与对照组相比,培养的卵巢癌细胞系的培养基上清液以及卵巢癌患者的血清和腹水中的ADAM17水平明显更高。具有血栓反应蛋白基序的ADAM(ADAMTS)ADAM不同,ADAMTS是一种分泌型金属蛋白酶,其特征在于辅助结构域包含血栓反应蛋白1型重复序列(TSR)和间隔区,并且缺少跨膜区、胞内域和(EGF)样结构域,人ADAMTS家族包括19种蛋白。ADAMTS蛋白酶参与前胶原和von Willebrand因子的成熟,以及与形态发生、血管生成和癌症相关的ECM蛋白水解。研究表明,不同的ADAMTS具有不同的生物学功能,并且个体ADAMTS可以在不同的癌症中或根据临床环境发挥不同的作用。与MMPs和ADAMs相比,ADAMTS在TME中的参与研究较少,因此迫切需要系统地研究其在癌症中的功能。涉及癌细胞免疫相关MP的信号通路信号转导途径由多个分子组成,它们相互识别和相互作用,并传递信号以调节许多重要的生物学过程,如肿瘤细胞增殖、转移和免疫调节。三种信号通路尤其与免疫调节中的MP密切相关。肿瘤坏死因子信号肿瘤坏死因子-α(TNF-α)是一种重要的促炎细胞因子,参与免疫系统的维持和稳态,以及炎症和宿主防御。可溶性TNF-α通过蛋白水解酶ADAM17,也称为TNF-a转换酶(TACE),从跨膜TNF-α(tmTNF-α)裂解,该酶可通过激活TNF-α来协调免疫和炎症反应。鉴于ADAM17对TNF信号通路的受体和配体的作用,ADAM17被认为以多种方式影响TNF-α信号传导。例如,可溶性TNF-α产生的减少将导致tmTNF-α的积累,其将与TNFR2结合并导致不同的生物学结果。转化生长因子–β转化生长因子-β(TGF-β)作为肿瘤行为的关键调节因子,在肿瘤侵袭和转移、免疫调节和治疗抵抗中发挥重要作用。TGF-β也是TME免疫抑制的核心,根据具体情况对免疫系统具有多效性功能。MMP9和MMP2是已知的两种金属蛋白酶,可切割未激活的TGF-β前体并产生不同的TGF-β蛋白水解切割产物,从而导致TGF-β活化。此外,与CD44结合的MMP9降解纤连蛋白导致活性TGF-β的释放。癌细胞中MMP9的水平不仅可能影响TGF-β的蛋白水解,还可能影响TGFβ和TGF信号通路下游物质的表达。对乳腺癌中MMP9与TGF信号通路之间关系的研究表明,乳腺癌细胞中MMP9的过表达不仅显著上调了SMAD2、SMAD3和SMAD4的表达,还增强了SMAD2的磷酸化。Notch信号通路Notch信号涉及肿瘤生物学的多个方面,其在免疫应答的发展和调节中的作用比较复杂,包括塑造免疫系统和TME的组成部分,例如抗原呈递细胞、T细胞亚群和癌细胞之间的复杂串扰。特别是,Notch在不同免疫细胞的发育和维持中发挥着关键作用。配体与Notch受体结合后,下游信号由包括ADAM家族成员在内的一些蛋白酶介导。首先,受体/配体相互作用暴露了蛋白水解切割位点S2,其被ADAM金属蛋白酶切割。γ-分泌酶介导的S3处的后续裂解发生在跨膜区,导致Notch胞内结构域(NICD)的释放,该结构域转移到细胞核中,并将MAML与RBPJ结合,触发靶基因如Myc、P21和HES1的转录。已知ADAM10和ADAM17参与裂解S2,而ADAM17导致配体非依赖性Notch激活,ADAM10导致配体依赖性激活。MP对肿瘤微环境的调节TME是指肿瘤细胞周围的微环境,包括血管、免疫细胞、成纤维细胞、骨髓源性抑制细胞、各种信号分子和ECM。TME在调节癌症的免疫反应中起着关键作用。MP对ECM的影响ECM是TME基质的非细胞成分,ECM的重塑在癌症的发展和体内稳态以及免疫细胞募集和组织转移中起着重要作用。癌症进展过程中ECM的广泛重塑导致其密度和组成发生变化,具体而言,蛋白酶诱导的ECM成分的分解对于肿瘤细胞跨越组织屏障至关重要。MMPs和ADAMs是参与ECM降解的主要酶,参与ECM降解的MMPs可大致分为膜锚定MMPs和可溶性MMPs。ECM降解主要通过MT1 MMP激活的可溶性MMP(如MMP2、MMP9和MMP13)实现。ECM有三个主要成分:纤维、蛋白聚糖和多糖。MMPs通过与这些基质结合以促进各种ECM蛋白的周转,在组织重塑中发挥重要作用。MMPs降解ECM的具体机制尚不清楚,需要进一步研究。MP与免疫细胞之间的关系MP在促进免疫细胞活性和调节免疫细胞迁移方面发挥重要作用。MP和免疫细胞之间的关系如下图所示。ADAM10和ADAM17在静止的CD4+Th细胞表面表达,对调节CD4+Th的发育和功能很重要。ADAM10/17在T细胞共刺激受体以及共抑制受体的脱落中发挥关键作用。例如,CD154(CD40L)是一种II型膜共刺激受体,在T细胞和APC之间的相互作用后,CD154表达在几个小时内迅速上调,随后在ADAM10和ADAM17裂解后从T细胞表面释放。此外,ADAM10和ADAM17还作用于共刺激受体CD137,以及抑制性受体LAG-3、TIM-3,sLAG-3和sTIM-3的可溶性形式都是在ADAM10和ADAM17蛋白水解裂解后形成的。B细胞是体液免疫的关键细胞成分,位于脾脏中边缘区B细胞(MZB)表达高水平的CD80/86共刺激分子,导致T细胞活化。Notch2信号传导是MZB细胞发育所必需的,在MZB的发育过程中,Notch2异二聚体与基质细胞和APC上的DLL1等配体结合,这启动了一种未知的金属蛋白酶水解受体,导致Notch胞内结构域的释放,该结构域转移到细胞核并触发下游靶基因的表达。这种未知的金属蛋白酶可能是ADAM10。NK细胞表达IgG Fc受体FcγRIII(CD16),CD16分子可被ADAM17从活化的NK细胞表面裂解,ADAM17的抑制会削弱CD16和CD62L的胞外脱落,从而显著增加细胞内TNF-α和IFN-γ的水平。此外,MMPs和ADAMS可以从肿瘤细胞表面切割活化受体NKG2D的配体。这些裂解蛋白的可溶性形式与NKG2D结合,并诱导该受体的内吞和降解,导致肿瘤逃避监控。总的来说,ADAM17裂解的多种底物与NK细胞的不同作用有关。肿瘤相关巨噬细胞(TAM)有助于癌症的发生和恶性进展,高水平的TAM与预后不良和总体生存率降低有关。在多种癌症中,发现TAM通过分泌MMPs促进肿瘤血管生成和侵袭,并调节免疫反应。MMP的调节与TAM分泌的趋化因子密切相关。与MPs相关的免疫调节细胞因子多种来源于肿瘤细胞的细胞因子,包括TGF-β、EGF、HGF和TNF-α,介导许多MP的表达。其中最重要的是MMP9,其在血清和与肿瘤相关的组织中升高,并参与ECM的降解,以促进癌症中免疫细胞的迁移。此外,这些细胞因子必须被MP切割以参与肿瘤免疫过程。例如,被ADAM17切割的TmTNF-α产生活性sTNF-α。IL-12在T细胞发育和扩增中也起着关键作用,未激活的IL-12前体需要在被MMP14切割之后在TME中转变为活性状态。金属蛋白酶和血管生成迄今为止,已经报道了几种类型的肿瘤血管生成,包括萌芽血管生成和血管生成拟态(VM)。萌芽血管生成是通过血管基底膜中各种水解酶(如MP和组织纤溶酶)的上调实现的,这导致基底膜和ECM的降解和重塑。例如,在胰腺神经内分泌肿瘤中,MMP9分泌增加会从基质中释放出隔离的VEGF,从而将血管静止转变为活跃的血管生成。在肺癌细胞中,MMP2活性的抑制减少了其与整合素AVB3的相互作用,并抑制了下游PI3K/AKT信号介导的VEGF的表达,导致血管生成减少。VM是侵袭性肿瘤形成新血管的新模型,为肿瘤生长提供血液供应。研究表明,实体瘤的初始缺氧环境与VM密不可分,缺氧与MMPs的表达和活性密切相关。低氧诱导因子-1α(HIF-1α)已被证明直接调节MMP14、MMP9和MMP2的表达。靶向MP的免疫治疗鉴于MP在癌症免疫调节中的作用,人们开始探索靶向MP的免疫治疗,临床试验中出现了多种广谱MP抑制剂。然而,由于药物的非特异性靶向和MP在免疫调节中的复杂作用,MP抑制剂迄今未能改善癌症患者的生存和预后。最近,有报道称MP抑制剂可用于联合治疗,以提高免疫治疗的疗效。SB-3CT作为一种MMP2/9抑制剂,被认为可以提高抗PD-1和抗CTLA-4治疗黑色素瘤和肺癌小鼠模型的疗效。SB-3CT治疗不仅通过减少多种致癌途径导致PD-L1表达减少,而且与抗PD-1治疗相结合,显著改善了免疫细胞浸润和T细胞的细胞毒性。此外,SB-3CT与抗CTLA-4的组合增强了PD-L1表达的下调,并增加了肿瘤中活化的肿瘤浸润CD8+T细胞的丰度。Andecaliximab(GS-5745)是一种选择性抑制MMP9的单克隆抗体,GS-5745通过与MMP9前体结合并阻止MMP9活化来抑制MMP9,而与活性MMP9的结合则抑制其活性。Fab 3369作用于MMP14,阻断细胞表面表达的内源性MMP14,并抑制三阴性乳腺癌(TNBC)中ECM的降解。此外,有多种抗体可有效抑制ADAM17,包括A12、A9和MED13622。还有一些小分子抑制剂在临床开发中,在临床试验中显示出积极的效果。小结MP在TME中的免疫调节中发挥重要作用,包括ECM重塑、信号通路转导、细胞因子脱落和释放以及促进血管生成。与MP相关的新兴技术和药物在癌症诊断和治疗中得到了越来越多的探索。因此,更好地了解MP在癌症免疫调节中的表达模式和功能将有助于开发更有效的癌症诊断和免疫治疗方法。基于MP的探索和新技术具有巨大潜力,它们可能会为未来的癌症诊断和治疗提供有效的策略。参考文献:1.Immunomodulatory role of metalloproteases in cancers: Current progress and future trends. Front Immunol.2022 13: 1064033.
  • 蛋白分子质谱诊断先行者许洋:蛋白质谱目前有三种临床应用
    p   用于生物样品分析的蛋白指纹法,该专利技术被国际顶级科学杂志《科学》以及医学界权威杂志《柳叶刀》评为世界蛋白指纹图谱和蛋白质芯片排名第一的技术。针对这项技术的一些问题,火石创造对许洋博士进行了深度的专访。 /p p style=" text-align: center " img width=" 300" height=" 385" title=" 001.png" style=" width: 300px height: 385px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/ebf3be8e-c0c2-49d6-9891-a76d207d183f.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong   许洋博士 /strong /p p   许洋博士一直致力于蛋白质组学研究开发,怀揣近五十项蛋白分子质谱诊断技术的自主发明专利。2009年他创办了湖州赛尔迪生物医药科技有限公司,凭借专利产品蛋白指纹图谱仪成为行业领头羊,也成为此类器械行业标准的起草者。 /p p strong   火石:请问您为什么做蛋白质谱? /strong /p p   许洋博士:我研究蛋白质谱是偶然也是必然。在美国纽约著名的Sloan-Kettering研究所单克隆抗体实验室早期研究治疗白血病时,我们制造了全世界第一枚人源化单克隆抗体(抗CD33人源化单抗)。后来我又和顶尖美国公司合作第一个将人源化单克隆抗体做成了靶向药。有了扎实的基础,必然能在更窄的蛋白质谱领域做的更好。 /p p   strong  火石:蛋白质谱当前的临床应用情况如何? /strong /p p   许洋博士:只有拿到医疗器械注册证才算进入临床,蛋白质谱目前只有三种临床应用:对肿瘤的筛查 对早期肾脏疾病的分析 在细菌上的鉴定应用。蛋白质谱在国内仍处于非常早期的阶段,且具有垄断性,极少人能做且在做。 /p p strong   火石:作为国家“千人计划”医疗器械特聘专家,您认为蛋白指纹图谱仪在医疗器械中的角色是什么? /strong /p p   许洋博士:蛋白指纹图谱仪分析的大数据可以生动地比喻为人体疾病的健康地图。 /p p   蛋白指纹究竟是什么?把质谱仪的显示屏中的每一个蛋白质都用一个分子量来表达,这些分子量组合起来就叫蛋白指纹。就像每个人的指纹都是不同的,每种疾病的特定蛋白质表达物也不同,称之为指纹图谱。蛋白指纹图谱技术是由蛋白质芯片及分析仪器——表面加强激光解析电离飞行时间质谱仪两部分组成,可以将病人血清中蛋白质成分的变化记录下来,绘制成蛋白指纹质谱图,并显示样品中各种蛋白的分子量、含量等信息。将这张图谱与正常人、某种疾病病人的谱图或基因库中的谱图进行对照,就能最终发现和捕获新的特异性相关蛋白及其特征。这种方法具有微量、精确、简易、快速的特点,适应于基础和临床等各个领域。 /p p   之所以将蛋白指纹图谱仪分析的大数据比喻为人体疾病的健康地图(MAP),是因为既然β2—微球蛋白是11731、人绒毛膜促性腺激素是37580、转甲状腺素蛋白是13761(数字对于计算机的应用更好管理),而每个蛋白质在质谱仪分析中都是数字,它本身就是大数据。任何物质在质谱底下都是数字,综合起来就是大数据。我把大数据串联起来,就能将分子在身体的MAP做出来。譬如一位吸烟的男士来体检,能发现他吸了烟数年之后肺部出现影像学病理性位点,结合质谱仪分析发现相关的疾病标志物,我们能够模拟出肺部疾病的健康地图,即通过质谱仪检测的健康大数据,可以模拟出该患者肺部出现了数个小红点,点击每个红点后都会解释原因,如显示铅、铬等数据是否超标,以及告诉你相应的对策。这样的技术开启了全智能健康4.0时代。 /p p   Tips:β2—微球蛋白(β2—MG)被认为是诊断早期肾功能损伤的敏感指标,尤其对于糖尿病肾病、高血压肾病、红斑狼疮肾炎的早期诊断具有重要参考价值,因此β2—微球蛋白的测定在临床上是有多种价值的。 /p p    strong 火石:您和您的团队在蛋白质组学研究的技术或者方法上有什么突破吗? /strong /p p   许洋博士:蛋白质作为标志物对肿瘤的诊断,确实没有太大的进展。 /p p   一直以来蛋白质组学研究面临的重大瓶颈是蛋白质分离问题:人体内有十万种蛋白质与衍生物,多数可能与疾病有关联,但这十万种蛋白质与衍生物只有分开后,质谱才能分析清楚。此前蛋白质组学技术中最流行、最通用的蛋白质分离方法是双向电泳,基本上能分离近二千种血浆蛋白质,远远不及十万种,所以成为了瓶颈。 /p p   2006年我提出了一个设想:和蛋白有关的抗体至少有一万多种,那为什么不用抗体来分离蛋白质?这件事一直有人在做,但之前都没有人想到用抗体组把一千个蛋白质一次性快速、实时地分离出来。之后就诞生了免疫质谱分析方法(专利号ZL 200610140652.0),可以在一个抗体组基质上同时捕获多个生物标志,并对捕获的变异的或修饰的生物标志进行质谱精确分析,还可以同时检测多个生物标志群。用免疫组质谱技术能测定抗原变异片段的分子量。另外,还可以将多种疾病特异性抗原的抗体同时标在一个基质点上。 /p p   Tips:免疫质谱分析方法:质谱与抗体分离技术联合应用即为免疫组质谱(Immunomic mass spectrometry,IMS)。免疫组质谱检测为一组多种(类)抗体与质谱联合来精确地鉴别变异或修饰生物标志群的方法。在一个抗体组基质上同时捕获多个生物标志,并对捕获的变异的或修饰的生物标志进行质谱精确分析。可以同时检测多个生物标志群(biomarkers)。 /p p   双向电泳(Two-dimensional electrophoresis):是一种等电聚焦电泳与SDS-PAGE相结合,分辨率更高的蛋白质电泳检测技术。目前是快速成长的蛋白质组学技术中最流行最通用的蛋白质分离方法。目前2D-PAGE能够在同一块凝胶上同步检测和定量数千个蛋白质。 /p p   从整个2015年的政策看,医疗器械行业是受到国家大力扶持的,行业地位与重要性大幅提升,法规向国际化看齐,行业监管不断趋严,医疗器械正成为与药物齐头并进的新兴产业。 /p p    strong 火石:是什么驱动着行业的高增长? /strong /p p   许洋博士:一是需求,老龄化加剧,家庭支付能力增强,导致医疗需求高增长 二是政府加大医疗卫生投入,《医疗器械科技产业“十二五”专项规划》表示,“十二五”期间将扶植形成8~10家产值超过50亿元的大型医疗器械产业集团 三是为配合新医改完善基层医疗建设的目标 四是国内生物技术研发应用进入突破期。 /p p    strong 火石:您认为接下来医疗器械未来发展的特点和前景会是怎么样的? /strong /p p   许洋博士:未来5年,医疗器械和制药占比将会达到1:1。近十年,我国医疗器械市场规模快速增长,国内医疗器械工业总产值从2003年的189亿人民币上升到2013年的1889亿,2013年同比增长21%,增长速度远快于药品。预计在未来5年左右,我国医疗器械行业仍然将保持高速增长。医疗器械行业涉及到医药、机械、电子、塑料等多个行业,中高端医疗器械更是多学科交叉、知识密集、资金密集的高技术产业,研发成本高,决定了只有大型厂商才能在大中型医疗器械方面有所作为。此外,器械“国产化”也会成为必然趋势。 /p p    strong 火石:赛尔迪当前开展的业务、研发的产品有哪些?公司部署战略是怎么样的? /strong /p p   许洋博士:我们现在正在做一张人类的大健康MAP。通过精准医疗计划,基于环境健康大数据,通过蛋白指纹图谱仪完成健康管理。现在的疾病市场最关注的问题分别是:检测0~6岁儿童智力、优生优育(为什么生不出聪明宝宝)、高达5千万的肿瘤人群以及3.5亿的高血压、糖尿病人群。 /p p   其中糖尿病肾病是糖尿病最常见且严重的并发症之一,是糖尿病所致的肾小球微血管病变而引起的蛋白排泄和滤过异常那个渐进性肾功能损害。而微量白蛋白尿即早期糖尿病肾病是可逆的,这不同于大量白蛋白尿即临床糖尿病肾病,因此积极防治早期糖尿病肾病就显得尤为重要。去年底,赛尔迪公司与中国医学科学院北京协和医院签署协议,承担国家对糖尿病肾病体内铅、镉毒素的临床大样本检测。全新升级的蛋白指纹图谱仪,是目前唯一获国家药监局批准、能检测含微量白蛋白、β2—微球蛋白以及泛素3项指标的医疗器械。这对糖尿病肾病的早发现、早治疗具有重大意义。 /p p   赛尔迪接下来将按照个体化精准检测所附带的信息,由这些信息与大数据库交流,提出符合个体化治疗的方案,向个体化精准医学管理方式转变。 /p p   随着大数据时代的来临,“互联网+”概念的提出让医疗健康事业呈现出了新的发展势态和特征。医学知识体系正被大数据、精准医疗所重构,信息化进程提高了知识传递速度与医疗协同效率。 /p p strong   火石:蛋白质组学技术如何助推精准医疗? /strong /p p   许洋博士:常识知道铅、镉会引起糖尿病性肾病。但铅、镉指标不是医院常规检测的项目。如果采取个体化精准治疗,每年常规检查一次体内铅与镉的指标,发现异常就能进行针对性的从尿液排泄的治疗。已经得了肾病正在透析的病人,检测铅与镉指标后进行针对性排泄也会增强治疗效果。利用蛋白指纹图谱仪能够发现早期的肿瘤和心血管标志物,这就会对疾病的治疗带来极大的希望。随着质谱技术在精准医疗的应用,越来越多的个体化标志物将会被发现,人体的蛋白指纹图谱测定将会成为医院的常规工作。 /p p   精准医疗,即考虑每一个体健康的差异,制定个性化的预防和治疗方案。正确的选中一个工具,解决关键问题,这就是精准医疗。基于基因组测序技术、生物医学工具以及大数据工具逐步成熟和完善,精准医疗能够为个体基因特征、环境以及生活习惯进行疾病干预及治疗,但如何尽快与大数据结合才是发展重点。日前我与北京协和医院合作,创立了中国特色的首个百万人疾病与环境毒素数据库与IMS(爱睦世)特检中心:HZIMS2008,首次在复杂疾病系统中构建了基于环境毒素大数据的移动网络数据库的质量控制体系,使我国重大疾病,如高血压、糖尿病、肿瘤的大数据病因学研究处于世界领先。 /p p /p
  • 赛默飞与蛋白设施达成战略合作,助力蛋白质科学创新发展
    赛默飞与蛋白设施达成战略合作,助力蛋白质科学创新发展赛默飞色谱与质谱中国 // 近日,科学服务领域的世界领导者赛默飞世尔科技(以下简称:赛默飞)携手中国科学院上海高等研究院国家蛋白质科学研究(上海)设施(以下简称:蛋白设施)在上海举办蛋白质动态分析联合实验室签约仪式。双方在蛋白质动态分析研究领域,及通过蛋白设施联合上海临床研究中心开展的临床应用等领域,基于良好的合作意向,同意共建实验室及建立战略合作伙伴关系,并在2024年上海市产业技术创新大会得到会议举办方及与会代表众多领导、专家和学者的见证。本次战略合作基于赛默飞全球领先的高分辨质谱、电镜等平台及蛋白组学解决方案基础上,结合了蛋白设施在蛋白组学领域领先的科研能力、研发成果和强大的技术团队。双方围绕蛋白组学解决方案合作、技术培训交流、人才培养等方面达成了共识,旨在整合双方优势资源,共同提升蛋白组学研究、临床样本队列研究和生物医药领域产业的发展,共创技术新生态,为科研的新质生产力注入活力。高分辨质谱+冷冻电镜打造蛋白质科学创新平台赛默飞高级副总裁、亚太和拉美地区总裁Mark Smedley先生,赛默飞分析仪器事业部中国区商务副总裁周晓斌先生,蛋白设施主任吴家睿教授等出席了本次签约座谈仪式。双方领导共同讨论了高分辨质谱结合冷冻电镜技术,电镜技术结合AI,以及高分辨质谱、电镜技术与Olink方案的整合在蛋白组学领域的创新应用,并探讨了未来共同建立临床质谱标准数据库的落地化方案。滑动查看更多强强携手 加深合作全面推动蛋白质科学创新发展在报告环节,吴家睿主任介绍了蛋白设施成立的背景、技术系统、平台设备、重点方向以及近年来取得的成果。赛默飞材料与分析业务生命科学市场销售发展总监陈昉和色谱与质谱业务科学研究市场高级商务总监周昕分别对之前的技术及培训合作进行了回顾,并对未来计划进行了展望。蛋白组学领域自问世以来,取得了令人瞩目的进展。基于质谱和电镜平台,已经诞生了许多重要的发现。这些发现不仅深化了我们对蛋白质结构、功能和相互作用的理解,还为疾病诊断、药物研发和个体化治疗等提供了重要的指导。 此次合作,将共同推动Orbitrap质谱技术和Cryo-EM冷冻电镜在蛋白组学领域的应用,为蛋白质科学研究和生物医药相关领域产业的发展贡献更多华丽的成果。在未来的合作中,双方将共同努力,充分发挥赛默飞的全球领先技术和蛋白设施的科研实力,为蛋白质科学的创新突破和应用推广开辟更加辉煌的前景。关于中国科学院上海高等研究院国家蛋白质科学研究(上海)设施 蛋白质设施是国家“十一五”规划建设的国家重大科技基础设施项目,是全球生命科学领域首个综合性的大科学装置。蛋白质设施主体位于上海市张江科学城,于2008年经国家发改委批复,2014年建成并开放试运行,2015年通过国家验收正式开放运行。蛋白质设施的目标是建设国际一流的蛋白质科学研究体系和成为我国蛋白质科学及技术发展的重要创新基地。主要任务包括:开展蛋白质科学相关研究;研究蛋白质的多尺度时空结构;分析蛋白质修饰和相互作用;阐释蛋白质与化学小分子之间的相互作用;研究蛋白质相关的计算生物学与系统生物学;发展蛋白质研究的新方法和新技术学;结合创新药物的发展,研究蛋白质药物靶标的功能活动的结构特征等。蛋白质设施将聚焦世界科技前沿领域,在不断创新中实现跨越和发展,充分发挥大科学设施平台效能,全面支撑我国蛋白质科学研究和生物医药相关领域产业的发展。如需合作转载本文,请文末留言。
  • PeproTech无动物成分蛋白大促销
    细胞治疗的福音--PeproTech多种无动物成分(Animal Free)蛋白大促销细胞治疗是将人体细胞经体外培养、诱导增殖活化后回输入人体的一种治疗肿瘤等疾病的方法,因安全、有效,并能提高生活质量而广为人们所关注和采用。细胞治疗离不开细胞培养,而培养过程中细胞因子或活性蛋白的加入不可或缺,这些细胞因子或活性蛋白目前基本上都是重组表达而来。左图显示细胞因子和活性蛋白的传统表达法。在该法的表达阶段,对于原核细胞表达,培养时需在培养基中加入蛋白胨;而真核细胞表达时,则需在培养液中加入牛血清。蛋白胨和牛血清都是动物成分,因此用传统表达法表达出来的细胞因子或活性蛋白不可避免的会混入动物成分。举个简单的例子,如果想用传统方法表达人IL-2,则最后得到的重组人IL-2中可能会有牛的IL-2或其它成分,这样的人IL-2用于临床时可能会给患者带来安全问题,治疗效果也可能会受到影响。无动物成分(Animal Free)的细胞因子和蛋白则是在传统表达法的基础上,对原核和真核细胞的培养体系进行了改进,其中不加入蛋白胨和牛血清,因此最后所得的细胞因子和蛋白中不会含有动物成分,这样也就具有了以下几个突出的优势:1. 传统蛋白可能会给患者引入疯牛病病毒或其他未知病原体,而无动物成分(Animal Free)蛋白不会。2. 传统蛋白中的动物抗原可能会引起临床使用时的异种排斥和过敏反应,而无动物成分(Animal Free)蛋白不会。3. 传统蛋白中的痕量动物激素或其它活性成分可能会给患者带来副作用,而无动物成分(Animal Free)蛋白不会。为给国内的细胞治疗,无论是免疫细胞治疗,还是干细胞治疗提供更安全的、更经济实惠的蛋白产品,PeproTech公司推出无动物成分(Animal Free)蛋白促销活动,与传统蛋白同价。抓住这次机会,以更优惠的价格获得PeproTech高端产品。 阅读原文:http://www.liankebio.com/ProductCenterShow/articleID/2014040008.html
  • 重磅!《复合蛋白饮料》行业标准发布!
    近年来我国消费者对食品安全的关注度持续提升,国务院及有关部门陆续颁布了一系列涉及食品、乳品的法律法规及标准,形成了完善的法规标准体系,对于规范蛋白饮料企业生产经营、保障产品质量安全、维护消费者利益发挥着重要作用。日前,国家工业和信息化部发布2023第38号公告,由中国饮料工业协会牵头起草的《复合蛋白饮料》(QB/T 4222-2023)行业标准获得批准,将于2024年7月1日正式实施。复合蛋白饮料是指以乳或乳制品,和不同的植物蛋白为主要原料,经加工或发酵制成的饮料。行业标准《复合蛋白饮料》(QB/T 4222-2023)由中国饮料工业协会组织国内多家复合蛋白饮料生产企业修订完成。在该标准修订过程中,进行了深入的行业调研、专家审定等相关工作。该标准规定了复合蛋白饮料的原辅料、感官、理化、食品安全等要求,描述了相应的试验方法,规定了检验规则、标签、包装、运输和贮存的内容,在修订时充分考虑了目前蛋白饮料产品在原辅料等方面的创新需求,兼顾了产品质量分级的市场需求。与2011版相比,该标准对复合蛋白饮料的定义、蛋白质贡献率进行了修改完善,提高了蛋白质含量,并且根据产品质量分级,新增了浓型复合蛋白饮料、特浓型复合蛋白饮料,为复合蛋白饮料产品质量升级奠定了基础,满足了消费者对不同蛋白质含量的消费选择。同时对复合蛋白饮料产品的标签标示进行了完善,更有利于向消费者明示产品信息。复合蛋白饮料是我国蛋白饮料的主要品类之一,近年来,随着人们健康意识的不断加强,复合蛋白饮料迎来新的发展机遇。根据行业对主要生产企业的统计,复合蛋白饮料年产量达到60万吨以上。行业标准《复合蛋白饮料》(QB/T 4222-2023)的实施将在饮料健康产品的丰富度方面起到促进作用。2021年国家“十四五”规划和2035年远景规划中明确“碳达峰、碳中和”为国家整体规划布局的重要组成部分,鼓励“绿色、健康、可持续发展”,《国民营养计划》明确“植物蛋白”为主要的营养基料,植物基产品发展前景广阔。
  • 《Nature》在线发表重组蛋白新冠疫苗研究
    2020年7月29日,四川大学生物治疗国家重点实验室作为第一作者单位和通讯作者单位,在Nature 在线发表题为“A vaccine targeting the RBD of the S protein of SARS-CoV-2 induces protective immunity”的研究论文,这也是Nature杂志发表的首篇新冠疫苗研究论文。研发团队的研究目标是开发出一款通过重组蛋白候选新冠疫苗。在该研究中通过非人灵长类等动物模型的实验表明,这款疫苗能诱发强烈的针对新冠病毒SARS-CoV-2所产生的保护性免疫应答以及产生能够病毒中和抗体。S蛋白是存在于冠状病毒的一类很大的突刺糖蛋白,本研究中,科学家们使用S蛋白的多个不同部分制作了多款候选疫苗,经过测试和比较,他们最终确认,相比S蛋白的细胞外结构域蛋白(ECD)、S1亚基和S2亚基,RBD作为免疫原有最大的病毒中和活性。研究小组最终使用了RBD中编号为319-545的一段氨基酸序列,通过重组蛋白的方式制备新冠疫苗的抗原。研究人员利用了昆虫细胞和杆状病毒表达系统,从细胞培养液中分离提纯了该蛋白,并利用上海勤翔Clinx ChemiScope化学发光成像系统进行了鉴定。(通过Superdex 200凝胶分离柱上重组RBD蛋白的代表性洗脱色谱图。 插图显示洗脱的RBD样品的SDS-PAGE和蛋白质印迹分析)(小鼠或兔子血清对SARS-CoV-2假病毒感染的中和作用) A图: 将含有SARS-CoV-2假病毒的上清液与来自小鼠的血清预热,将其血清稀释2倍。 在37°C下温育1小时后,将混合物添加到ACE2转染的293T(293T / ACE2)细胞中以检测病毒的感染性。通过荧光显微镜和流式细胞仪确定感染细胞中绿色荧光蛋白(GFP)表达的数量。 三组图片分别是Sera/ RBD组(首次疫苗接种后第14天,用RBD疫苗免疫的5只小鼠的血清)和Sera / PBS组(用PBS作为对照的小鼠的血清),未治疗(感染SARS-CoV-2伪病毒而没有血清)。 B图:在首次免疫后14天,使用与A相同的方法,从兔子的血清中和SARS-CoV-2假病毒的感染。(诱导抗SARS-COV-2中和抗体在转基因hACE2小鼠和野生型小鼠中的活性)与单独用PBS组处理相比,在存在氢氧化铝的情况下,每只小鼠在50μl中用10μg重组RBD蛋白接种免疫转基因hACE2小鼠和野生型小鼠。第二次接种为14天后,从小鼠收集血清。为了评估SARS-COV-2感染的中和作用,将Vero E6细胞(5×10 4)预加载至96孔板中并生长过夜。将100 TCID50(50%组织培养感染剂量)的SARS-CoV-2与等体积的稀释血清预孵育,然后添加到细胞中。在37°C下温育1小时后,将混合物添加到Vero E6细胞中。在显微镜下记录细胞病变效应(CPE),并计算导致完全抑制的血清稀释液的中和滴度。该研究发现由S-RBD结构域319-545氨基酸残基构成的重组疫苗,可在接受单剂接种7或14天之后的小鼠、兔和非人灵长类动物(猕猴)中诱导有效的功能抗体应答。免疫动物的血清在体外阻断了RBD结合域与细胞表面ACE2受体的结合,并中和了SARS-CoV-2假病毒和SARS-CoV-2活病毒的感染。重要的是该疫苗还为受SARS-CoV-2病毒感染的非人类灵长类动物提供了保护,在受到SARS-CoV-2病毒感染的病人体内检测到特异性结合RBD的抗体含量的升高。 几种免疫途径和CD4tT淋巴细胞参与了疫苗抗体反应的诱导。在接种了疫苗的小鼠和猴子没有观察到抗体依赖性肺炎增强或加速出现肺炎的不良反应,因此重组RBD蛋白疫苗是重要的新冠疫苗选择之一。 参考资料:[1] Jingyun Yang et al., (2020) A vaccine targeting the RBD of the S protein of SARS-CoV-2 induces protective immunity. Nature. 背景:新冠肺炎疫情全球蔓延,对人类健康和社会秩序带来巨大挑战。截至目前(8月4日),据约翰霍普金斯大学发布的实时统计数据,全球累计新冠肺炎确诊病例超过1800万例,死亡人数达69万。目前对于新型冠状病毒所致疾病没有特异治疗方法,迫切需要有效的预防这种病毒的疫苗,通过对人群预防接种获得对新冠病毒的免疫力。虽然目前尚未有新冠疫苗正式上市,但在全球抗疫的大背景下,各国都在努力让疫情能够尽快过去。据世界卫生组织7月20日更新的数据显示,目前全球至少有24种新冠病毒疫苗已进入临床研究阶段,另有142种候选疫苗处于临床前研究阶段,为对抗新冠肺炎所作出积极贡献。
  • 新型冠状病毒科研进展之——蛋白靶点结构研究进展
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong 仪器信息网讯& nbsp /strong span style=" text-indent: 2em " 冠状病毒是一类严重危害人类和动物健康的病原微生物,属于具有大量天然宿主的一类RNA病毒。该病毒极易发生基因重组和变异,具有遗传多样性,迄今为止,已不断有新亚型或新的冠状病毒出现。冠状病毒上的S蛋白、PLpro和3CLpro是药物开发的良好靶点,本文整理并总结了基于靶标发现的潜在药物。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" text-indent: 2em " /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/38dd544f-4905-4c6c-899f-7d2e0b1a4099.jpg" title=" 截屏2020-03-30上午11.54.47.png" alt=" 截屏2020-03-30上午11.54.47.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 冠状病毒是一种有包膜的、非节段的单股正链RNA病毒,属于巢病毒目(nidovirales)冠状病毒科(Coronaviridae)正冠状病毒亚科(ortho-coronavirinae)。由于病毒包膜上有向四周伸出的突起,形如花冠而得名。冠状病毒亚科进一步细分为四类,即α、β、γ 和 δ 冠状病毒。冠状病毒在自然界中广泛存在,其自然宿主包括人类和其他哺乳动物如牛、猪、犬、猫、鼠和蝙蝠等。 strong 目前,已经鉴定出六种人类冠状病毒,其中包括α属的HCoV-29E和HCoV-NL63;β属的HCoV-OC43、HCoV-HKU1、严重急性呼吸综合征相关冠状病毒(SARS-CoV)和中东呼吸综合征相关冠状病毒(MERS-CoV)。 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 另外,近期从武汉市不明原因肺炎患者下呼吸道分离出的冠状病毒,世界卫生组织初步命名为2019-nCoV。2020年2月12日,国际病毒分类委员会宣布新型冠状病毒(2019-nCoV)的正式分类名为 span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV-2) /span 。研究者将来源于武汉的新型冠状病毒序列与已知的“SARS冠状病毒”“MERS冠状病毒”进行了比较,发现 strong 6个新型冠状病毒序列几乎一致,其与SARS的同源性更高,相似性约为70%,与MERS相似性约为40%。 /strong strong 序列差异主要在ORF1a和编码S-蛋白的spike基因上,这是冠状病毒与宿主细胞作用的关键蛋白。 /strong /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 冠状病毒蛋白靶点结构研究进展 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 冠状病毒是最大的一种核糖核酸病毒(26~32kb),其基因组为单股、正链RNA。编码非结构蛋白(Nps)的复制酶基因占据了基因组的三分之二,而结构蛋白和辅助蛋白仅占病毒基因组的三分之一。目前已经解析出了许多冠状病毒相关的蛋白质结构,如SARS-CoV S糖蛋白(PDB ID:5WRG)(图1A)、MERS-CoV N蛋白的C末端结构域(PDB ID:6G13)(图1B)、MERS-CoV N蛋白的N末端结构域(PDB ID: 4UD1)(图1C)。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/fd7a83a8-25f3-48a0-989e-958bb95bc364.jpg" title=" 截屏2020-03-30上午10.38.54.png" alt=" 截屏2020-03-30上午10.38.54.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 病毒体与宿主细胞的初始附着是通过S蛋白与其受体之间的相互作用而开始的。根据研究报道,S蛋白具有受体结合活性和膜融合活性,是冠状病毒感染细胞的关键蛋白。研究发现在大多数冠状病毒中,S蛋白被宿主细胞弗林蛋白酶(Furin)样蛋白酶切割成S1和S2两种单独的多肽。S1的主要功能是与宿主细胞表面受体结合,而S2亚基则负责介导病毒-细胞以及细胞-细胞膜的融合。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 在对近期的SARS-CoV-2 S蛋白进行研究时发现,虽然SARS-CoV-2 S蛋白中与ACE2蛋白结合的5个关键氨基酸中有4个发生了变化,但变化后的氨基酸,却没有影响SARS-CoV S蛋白与ACE2 蛋白互作的构象。与SARS-CoV S蛋白相比,突变体后的SARS-CoV-2 S蛋白结构与ACE2 蛋白相互作用能力,由于丢失的少数氢键有所下降,但仍然达到很强的结合自由能,说明SARS-CoV-2 是通过S蛋白与人ACE2相互作用感染人的呼吸道上皮细胞。 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 疫苗和治疗药物研究进展 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 为了控制病毒的爆发,研究者们开发了针对 SARS¯ CoV 和 MERS¯ CoV 的疫苗。不同的疫苗有不同的制备方法下表中列出了这些方法的发展和优缺点。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/446bbee2-3399-4764-a3f5-0339be331bc9.jpg" title=" 截屏2020-03-30上午10.59.39.png" alt=" 截屏2020-03-30上午10.59.39.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 迄今为止,大多数研究只集中在SARS疫苗的开发上,研究过程中使用了动物模型,但是这些模型并不能概括人类发生的严重临床疾病。 strong 综合SARS 和 MERS 疫苗的研究经验。发现冠状病毒疫苗的研究主要靶标是冠状病毒的S蛋白。疫苗不仅需要诱导体液和细胞免疫应答,还需要诱导黏膜免疫应答并借助佐剂来诱导 Th1 和 Th2 途径的平衡。也就是说成功的疫苗必须在不引起过度免疫激活的情况下达到保护的平衡。 未来还需加强对 SARS-CoV 和 MERS-CoV 等疫苗的研发。 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 对于目前的 SARS-CoV-2,据新华社报道,美国医学专家正与中国同行合作研发针对新型冠状病毒的疫苗,美国休斯敦贝勒医学院彼得霍特兹教授通过电子邮件表示,贝勒医学院正在与美国得克萨斯大学、美国纽约血液中心以及中国上海复旦大学合作开发疫苗。目前,尚无针对 SARS-CoV、MERS-CoV、 & nbsp SARS-CoV-2 和其他 HCoV 感染的特异性疗法,患者主要接受支持性治疗,并辅以多种药物组合,包括使用抗体、干扰素以及病毒和宿主蛋白酶的抑制剂。& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 此外,除了针对SARS外,有研究报道了一种针对MERS-CoV S蛋白N端结构域的新型中和单克隆抗体。该研究表明N末端结构域在病毒感染过程中可能很重要,这项发现对于进一步的疫苗设计和针对MERS-CoV感染的预防和治疗性单克隆免疫法的开发具有重要意义。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 理想情况下,疫苗接种和抗病毒治疗都应具有各自明确的作用机制,以避免产生逃逸突变病毒菌株,并提高对不同病毒菌株的活性。 strong 迄今为止,利巴韦林和利巴韦林加各种类型的干扰素已成为SARS和MERS患者最常用的治疗手段。 /strong SARS-CoV-2爆发以来,全国各个攻关团队筛选出一系列具有治疗潜力的药物。 strong 中国科学院上海药物研究所和上海科技大学免疫化学研究所的抗SARS-CoV-2病毒感染联合应急攻关团队报道了综合利用虚拟筛选和酶学测试相结合的策略进行药物筛选,发现了30种可能对SARS-CoV-2有治疗作用的药物、活性天然产物和中药。 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong span style=" text-indent: 2em " 沈阳药科大学、华中科技大学和军事医学研究院国家应急防控药物工程技术研究中心组成的联合攻关小组发现SARS-CoV-2蛋白序列中SARS-CoV-2-PLP序列与SARS-CoV-PLP具有82%的氨基酸同源性。 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " & nbsp 2020 年 1 月 21 日,中国科学院上海巴斯德研究所郝沛研究员等使用计算机模拟的方法发现了& nbsp SARS-CoV-2的S-蛋白的受体结合结构域(RBD)和人血管紧张素转化酶 ACE2 的结合作用较强。& nbsp SARS-CoV-2通过 S 蛋白 - ACE2 结合途径对人 类传播构成了重大的公共卫生风险。因此ACE2 也可能用于& nbsp SARS-CoV-2的治疗研究。 黄朝林等根据过往洛匹那韦利托那韦片对& nbsp SARS-CoV感染的患者有“ 实质性的临床益处” 的结果 推测这种疗法可能对& nbsp SARS-CoV-2感染的患者有效。此外,武汉病毒研究所与军事医学科学院毒物药物研究所联合发现了在细胞层面上对& nbsp SARS-CoV-2有较好抑 制作用的雷米迪维或瑞德西韦(RemdesivirGS-5734)、氯喹(ChloroquineSigma-C6628)、利托那 韦(Ritonavir)等三种“老药物”。& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 瑞德西韦属于核苷类似物能够抑制 RNA 依赖的 RNA 聚合酶 (RdRp),由美国知名药企吉利德科学公司研发原本用于对抗埃博拉病毒在体外和动物模型中瑞德西韦证实了对 SARS 和 MERS 的病毒病原体均有活性它们与新型冠状病毒结构相似,从理论预测瑞德西韦对新型冠状病毒可能有效。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 目 strong 前瑞德西韦已进入 III 期临床试验该临床试验项目将在武汉市金银潭医院等多家医院同时进行两部分组成均采用随机、双盲、安慰剂对照形式开展。 /strong 据吉利德对外披露,在武汉进行的临床实验有两项,一是研究评估瑞德西韦用于未表现出显著临床症状患者的治疗效果,也就是轻、重症患者。另一项则是评估其用于重症确诊病患的疗效。值得一提的是,来自中国科学院武汉病毒研究所等机构的中国学者已经在细胞水平上验证了瑞德西韦在2019 新型冠状病毒上有较好的活性。 span style=" text-indent: 2em " 研究结果显示在 Vero E6 细胞上瑞德西韦对 SARS-CoV-2的半数有效浓度EC50 =0.77μmol/L,选择指数 SI 大于 129,表明该药物在细胞水平上能效抑制& nbsp SARS-CoV-2 的感染,但其在人体上的作用还有待临床验证。 /span /p p br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 参考文献: /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 1.XU X T,CHEN P,WANG J F,et al. Evolution of the novel coronavirus from the ongoing Wuhan outbreak and modeling of its spike protein for risk of human transmission[J]. Science China-Life Sciences,2020.& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 2.FOUCHIER R A,HARTWIG N G,BESTEBROER T M,et al. A previously undescribed coronavirus associated with respiratory disease in humans [J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2004,101(16):6212 - 6216.& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 3.VANDER HOEK L,PYRC K,JEBBINK M F,et al. Identification of a new human coronavirus [ J] . Nature Medicine,2004,10(4):368 -373.& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 4.WANG M,CAO R,ZHANG L,et al. Remdesivir and chloroquine effectively inhibit the recently emerged novel coronavirus (2019¯ nCoV) in vitro [J]. Cell Research,2020 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 5.HUANG C,WANG Y,LI X,et al. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan,China [J]. Lancet,2020.& nbsp /p p br/ /p p br/ /p
  • 大会报告:糖蛋白的最新分析技术与研究进展
    仪器信息网讯,2010年5月15日,蛋白质组数据处理暨全国生物质谱学术交流会”在云南省丽江市召开。会议为期两天,主要讨论了蛋白质组学技术和应用、数据挖掘和生物质谱等方面的现状及其进展。在所有的大会报告中,除一些关于蛋白质组学技术最新研究进展的大会特邀报告外,第一天的专家报告集中讨论了糖蛋白组的最新分析技术与研究进展,第二天的报告集中讨论了蛋白质数据处理技术,包括蛋白质组生物数据库及分析平台的构建、数据统计分析方法的研究等方面。   作为会议议题的主要内容之一,糖蛋白广泛存在于生物体内,是重要的生物活性物质,具有很多重要功能,关于其的最新研究进展已受到国内外科学家们的高度关注。在本次大会上,南京大学的梁亮博士、美国约翰霍普金斯大学李岩博士、上海交通大学系统生物医学研究院的张延研究员等多位专家学者作了关于糖蛋白最新研究进展的报告,本文对关于糖蛋白研究的部分报告主要内容进行简要报道:   报告题目:应用糖蛋白质组学和糖组学的方法筛选癌症分子标记物   报告人:美国约翰霍普金斯大学李岩博士 李岩博士   李岩博士在报告中表示,目前分子标记物研究主要面临的挑战主要是,样品的复杂性与患者的个体差异性,应对其建立高准确度、高灵敏度、高通读、高重复性的分析检测方法。糖蛋白在分子标志物研究中的重要意义,大部分分泌蛋白、跨膜蛋白、和细胞表面蛋白是糖基化蛋白,他们涉及大量的生物学功能,并且,美国FDA已批准的生物标记物几乎全是糖蛋白。   在其报告中,分别通过糖蛋白质组学糖组学的方法对分子标记物进行了分析比较分析。   在糖蛋白质组学研究中,其分别采用多维色谱-质谱法(MALDI-TOF/TOF)和SRM-MS对糖蛋白进行了定量检测 在糖组学研究中,其表示,现有的糖组学方法不能用于临床样本检测,而新方法有待确立,李岩博士通过凝集素-抗体反应方法检测了糖的motif在前列腺组织中的表达水平。通过对糖蛋白质组学和糖组学方法的分析比较,其建立了适用于临床的检测方法,对于在前列腺中发现可能的分子标志物选择临床治疗方案有很大的帮助。   报告题目:用于糖蛋白富集的团队硼亲和方法研究   报告人:南京大学梁亮博士 梁亮博士   梁亮博士在报告中首先提到,糖蛋白(包括糖肽)的富集是糖蛋白质组学研究中的一个关键科学问题。目前用于糖蛋白富集的主要方法有凝集素亲和法、肼化学法、亲水作用色谱法和硼亲和色谱法等。和其他些方法比较,硼亲和方法虽具有显著的优点,但也有两个明显的缺点:(1)在中性pH下的亲和能力极弱,必须在碱性pH下才能与顺式二羟基化合物结合,这造成了操作上的不便,增加了样品变性的危险 (2)在碱性pH时取代硼酸带负电,与样品及样品基体间存在静电相互作用,因而导致专一性的下降。   为了同时解决以上两个问题,其科研团队提出了“团队硼亲和”的原理以及相应的方法。该方法要求分子团队成员在分子的另一端带上氨基,通过与环氧开环形成多孔整体材料,分子团队固定到整体材料的表面。该方法只需要一步反应即可制备得到所需的整体柱,操作十分简单,对操作者和环境友好。制备得到的整体柱可以直接应用于生理样品中的核苷等生物分子的专一性富集。最近,其科研团队提出了构建团队硼亲和的另一个绿色化学路线:分子自组装法。分子团队成员在分子的另一端带为噻吩或巯基,利用在金表面的分子自组装,一步反应即可得到团队硼亲和材料。利用该方法,制备了团队硼亲和磁性纳米颗粒和团队硼亲和MALDI靶板,其优异的亲和力和专一性得到验证,成功实现了在中性pH条件下对糖蛋白的专一性富集和纯化。利用团队硼亲和磁性纳米颗粒作为微萃取探针,通过MALDI-TOF MS检测,在生理pH条件下,存在于浓度高100倍的非糖蛋白基体中的糖蛋白能被专一性地萃取。   报告题目:蛋白质的O-糖基化修饰研究   报告人:上海交通大学系统生物医学研究院张延研究员 张延研究员   糖链修饰是一种重要的蛋白质翻译后修饰。细胞内50%以上的蛋白质都有糖链修饰。糖链参与了细胞识别、细胞分化、发育、信号传导、免疫应答等各种重要生命活动。按糖链与氨基酸的糖苷键结合方式的不同,真核生物中蛋白质糖基化可分为N-糖基化修饰和O-糖基化修饰,蛋白质的O-糖基化修饰中最主要的O-GalNAc修饰。   张延研究员通过对O-GalNAc糖基转移酶的糖基化修饰特性进行研究,利用UDP-GalNAc衍生物糖探针的荧光标记技术,结合质谱及多肽蛋白质芯片技术,建立了一种高通量发现蛋白质O-糖基化的新策略。
  • 我国首个高尔基体蛋白73测定试剂盒临床应用
    由解放军第302医院与北京热景生物技术有限公司联合攻关研制的“肝癌标志物高尔基体蛋白73(GP73)定量测定试剂盒”,日前获准临床应用。该试剂盒可精确定量测定肝病患者血液中肝癌标志物GP73含量,为肝病患者预警肝癌发生提供了新的手段。这也是我国第一个获得批准的可用于定量测定患者高尔基体蛋白73的试剂盒。   肝癌早期症状通常很隐蔽,许多患者几乎没有任何症状,当出现明显的肝癌症状时,多已到中晚期,此时治疗已较困难。肝病患者血液中高尔基体蛋白GP73 含量异常与肝癌发生密切相关,是肝癌早期诊断的血清标志物。在肝细胞癌(HCC)患者血清中,GP73水平显著升高,且对于早期HCC的诊断,GP73比常用指标甲胎蛋白AFP出现更早。对此,在302医院临床检验医学中心毛远丽主任牵头以及在北京市及院内课题的资助下,该中心筛选出高特异、高灵敏的高尔基体蛋白GP73的单抗3E12,并且应用该单抗研制出高尔基体蛋白GP73定量测定试剂盒。   在上述企业的支持下,经国内6家医院参加的多中心临床研究证实,在1645例正常人中,该试剂盒的特异性达到98.89% 在对未治疗肝癌标本(708例)进行的检测中,GP73的阳性率为68% 在对慢性肝病患者(946例)的检测中,特异性为80.11% 在对其他肿瘤标本(217例)的检测中,特异性为89.76%。随访研究发现,诊断为肝硬化且GP73升高的患者在随访观察中罹患肝癌的危险性显著增加:14例GP73 阳性肝硬化患者在8个月内第二次诊断时,有6位被确诊为肝癌 而在47例GP73阴性肝硬化患者中,在8个月内只有3例在第二次诊断时发现肝癌。对 GP73阳性和阴性的肝癌患者进行术后追踪发现,GP73阳性的肝癌患者术后GP73含量逐渐下降,而术前GP73阴性的肝癌患者术后GP73有短暂的异常升高,大约在4~5天后恢复正常,因此估计手术创面的形成也会影响GP73的释放。研究数据还显示,将该试剂盒与现有的甲胎蛋白联合使用,可将肝癌阳性检出率提高至88%。
  • 抗癌新思路:DNA修复蛋白研究进入亚纳米时代
    p   记者从中国科学技术大学了解到:近日,中国科学技术大学蔡刚团队与南京农业大学王伟武团队合作,在DNA修复的关键蛋白ATR激酶研究方面获得重大突破,在国际上首次在亚纳米尺度上描绘出ATR激酶的三维结构。通过获知这种蛋白对DNA损伤的响应机制,有望指导抗癌新药开发。国际权威学术期刊《科学》12月1日发表了该成果。 /p p   据了解,人体细胞通过不断分裂来修补和替换受损组织,每一次的分裂都需要重新“复印”一次细胞的“遗传蓝图”。随着DNA的复制,会不可避免地发生“错印”,这种损伤若是得不到修复,就会导致细胞的死亡或癌变。 /p p   一旦感受到DNA损伤的迹象,一种叫做ATR激酶的蛋白质就会活化细胞固有修复系统。作为机体负责维持细胞稳态的六大蛋白质激酶之一,ATR激酶负责启动细胞对DNA损伤和复制压力的修复。 /p p   ATR激酶是如何响应DNA损伤的,又如何活化修复系统的?解析ATR激酶的活化机制,一直是现代生命科学领域的核心问题之一。 /p p   据论文通讯作者、中国科学技术大学蔡刚教授介绍,他的团队利用电子显微镜,在0.39纳米的精度下构建了酵母中Mec1—Ddc2复合物的原子模型。这种复合物与人体内的ATR激酶和它的信号通路伴侣蛋白ATRIP,具有很高的结构相似度。 /p p   蔡刚说,对Mec1—Ddc2复合物进行数据收集、图像处理和三维重构的方法,可以获得近原子级别精度的三维结构,有助于阐明人类ATR—ATRIP复合物的结构和分子机制。 /p p   据了解,ATR激酶被视为潜在的癌症治疗靶点。处于待激活状态的ATR激酶,一旦检测到DNA损伤迹象,会迅速被激活。高分辨率的结构信息揭露了ATR激酶的调控位点,阐明其调控机制,有望指导新型癌症治疗药物的开发。 /p p   蔡刚教授和他的团队目前正在对酵母Mec1—Ddc2复合物及人类ATR—ATRIP复合体的不同激活阶段进行成像,期望开发特定性更强和效率更高的ATR激酶抑制剂,以便探索优化癌症治疗的可能性。 /p p /p
  • 纯化标签蛋白时填料的选择
    基因工程提供了人们改变蛋白质性质的机会,因而可以借此改善蛋白质的纯化特性。通过在目的DNA的3’端或5’端插入DNA序列,可以改变蛋白质两端的氨基酸序列,进而作为可纯化的融合蛋白。这些融合子可帮助蛋白质形成包含体,用于稳定蛋白质,免受蛋白酶的攻击,还可以赋予蛋白质特定的纯化性质,使其适用于免疫亲和、金属螯合、离子交换、疏水色谱以及其他分离操作。此外,对于已知特性的蛋白质,改变其中特氨基酸可引入具有特定基质吸附亲和力的片段。市面上有两种很常见的标签,分别为组氨酸标签和GST标签,这两种标签可插入蛋白形成重组蛋白,月旭科技现有针对这两种标签蛋白纯化的填料可供选择。His-Tag(组氨酸标签)是重组蛋白表达最常用的标签,无论表达的蛋白是可溶的或者包涵体都可以用固定金属离子亲和层析纯化。6×His-tag是指六个组氨酸残基组成的融合标签,可插入在目的蛋白的C末端或N末端。纯化组氨酸标签蛋白最常用的配体是亚氨基二乙酸(IDA)和次氨基三乙酸(NTA),可使用月旭科技Ni Tanrose 6FF(NTA)或Ni Tanrose 6FF(IDA)来纯化。技术参数✦✦谷胱甘肽-S-转移酶(GST)是一种亲和标签,用GST标记真核蛋白可增强融合蛋白的溶解性。此外,带有 GST 标签的蛋白可以在细菌中高水平表达,但可能会由于蛋白聚集而形成包涵体。一般将GST标签添加到目标蛋白质的N或C末端。 GST对谷胱甘肽具有很相对强的亲和力,这意味着可以在固定的基质(如键合谷胱甘肽的填料)上捕获GST蛋白融合物。这种结合特性可用于蛋白质纯化以及通过蛋白质的结合,来捕获对应的蛋白质。因此可使用月旭科技GST Tanrose 4FF来纯化GST标签蛋白。
  • 美科研机构全球招聘基因治疗,癌症蛋白组博士后
    职位一:美国辛辛那提儿童研究基金会招聘基因治疗博士后   主要研究方向: The research goal of the laboratory is to combine translational and basic research on virus-mediated, in vivo and ex vivo, gene transfer into stem cells, as well as their potential application for gene therapy of patients with lysosomal storage diseases (LSDs).   职位发布日期: 2014年6月10日   申请截止日期:未透露   职位描述:   Applicants with a strong background in molecular biology, immunocytochemical analysis, and animal studies on hematopoietic system and/or central nerve system are preferred. Prior research experience with microRNA studies or preclinical evaluation of viral vector mediated gene transfer, FACS analysis, pathology analysis, real-time RT-QPCR and/or primary cell culture is a plus.   招聘实验室介绍:   http://www.cincinnatichildrens.org/research/divisions/e/ex-hem/labs/pan/default/   申请方式:   To apply online go to: http://www.cincinnatichildrens.org/careers/apply/default.htm and search for requisition 69242. Please upload your cv, cover letter including a statement of research interests, and contact information for 3 references.   职位二:美国H. Lee Moffitt癌症中心和研究所招聘博士后   主要研究方向:Cancer proteomics research to characterize systems level views of cancer signaling networks   职位发布日期: 2014年6月10日   申请截止日期:Open Until Filled   职位描述:   We pursue an interdisciplinary approach spanning proteomics, chemical biology, translational medicine, molecular biology, biochemistry, and bioinformatics. Particular emphasis is given to integrating functional proteomics technologies, e.g. chemical and phosphoproteomics, to dissect the underlying mechanism of drug action and cancer biology. Ongoing projects are employing protein connectivity, phosphoproteomics (and other posttranslational modifications), and shotgun expression proteomics to study signaling in cancer models.   We are interested in two types of backgrounds. The first type is a background in bioinformatics and/or biostatistics with a cross-disciplinary skill set who is interested in working collaboratively on projects employing mass spectrometry based proteomics. Successful candidates will have a publication track record demonstrating a strong background in mass spectrometry based proteomics, bioinformatics, biostatistics, programming, and/or mathematics.   The second type is a biologist who is interested in working on projects using mass spectrometry based proteomics. Successful candidates will have a publication track record demonstrating a strong background in mass spectrometry based proteomics, bioinformatics, mammalian cell culture, immunoblotting, molecular cloning, retroviral/lentiviral transfection, RNAi, microscopy and flow cytometry.   招聘单位介绍:http://moffitt.org/careers   申请方式:   Interested candidates should submit letter of interest and background along with detailed CV to the attention of Dr. Eric Haura at eric.haura@moffitt.org and reference requisition number 13516.
  • 低温电镜解析蛋白结构十大进展
    结构生物学领域有一条不成文的观点:结构决定功能。只有知道生物分子的原子排布,科学家们才能了解这个蛋白的功能。几十年来,分析蛋白结构有一个无冕之王——X射线晶体衍射。在X射线晶体衍射中,科学家们让蛋白结晶,然后利用X射线照射,随后根据X射线的衍射来重建蛋白的结构。在蛋白质数据银行(Protein Data Bank)的100000多条蛋白词目里,超过90%的蛋白结构是利用X射线晶体衍射技术解析得到的。  尽管X射线晶体衍射一直是结构生物学家的最佳工具,但是它存在较大的限制。科学家们将蛋白进行大块结晶通常需要多年的时间。而很多基础蛋白分子,例如嵌在细胞膜上的蛋白,或是形成复合体的蛋白却无法被结晶。  X射线晶体衍射技术(X-ray crystallography)即将成为历史,低温电子显微技术(cryo-electron microscopy, 也称作electron cryomicroscopy, cryo-EM)引发结构生物学变革。  低温电子显微镜适用于研究大的、稳定的分子,这些分子能够承受电子的轰击,而不发生变形——由多个蛋白组成的分子机器是最好的样本。因此由RNA紧紧围绕的核糖体是最佳的样本。三位化学家用X射线晶体衍射研究核糖体溶液的工作在2009年获得了诺贝尔化学奖,但这些工作花了几十年。近几年,低温电镜研究者们也陷入了“核糖体热”。多个团队研究了多种生物的核糖体,包括人类核糖体的首个高清模型。X射线晶体衍射的研究成果远远落后于LMB的Venki Ramakrishnan实验室,Venki获得了2009年的诺奖。Venki表示,对于大分子来说,低温电子显微镜远比X射线晶体衍射要实用。  这几年,低温电子显微镜的相关文章有很多:2015年一年,这个技术就用于100多个分子的结构研究。X-射线晶体衍射只能对单个、静态的蛋白晶体成像,但低温电子显微镜能够对蛋白的多种构象进行成像,帮助科学家们推断蛋白的功能。  现在低温电镜迅猛发展,专家们正在寻找更大的挑战作为下一个解析目标。对很多人来说,最想解析的是夹在细胞膜内的蛋白。这些蛋白是细胞信号通路中的关键分子,也是比较热门的药物靶标。这些蛋白很难结晶,而低温电子显微镜不大可能对单个蛋白进行成像,这是因为很难从背景噪音中提取这些信号。  这些困难都无法阻挡加利福利亚大学(University of California)的生物物理学家程亦凡。他计划解析一种细小的膜蛋白TRPV1。TRPV1是检测辣椒中引起灼烧感的物质的受体,并与其它痛感蛋白紧密相关。加利福利亚大学病理学家David Julius等人之前尝试结晶TRPV1,结果失败。用低温电子显微镜解析TRPV1项目,一开始进展缓慢。但2013年底,技术进步使得这一项目有了重大突破,他们获得了分辨率为0.34纳米的TRPV1蛋白的结构。该成果的发表对于领域来说,无异于惊雷。因为这证实了低温电子显微镜能够解析小的、重要的分子。  尽管低温电子显微镜发展迅速,很多研究者认为,它仍有巨大提升空间。他们希望能制造出更灵敏的电子探测器,以及更好地制备蛋白样本的方法。这样的话,就能够对更小的、更动态的分子进行成像,并且分辨率更高。5月,有研究者发表了一篇细菌蛋白的结构,分辨率达到了0.22纳米。这也显示了低温显微镜的潜力。  1997年时,英国医学研究委员会分子生物学实验室结构生物学家Richard Henderson非常坚定地宣称,低温电镜会成为解析蛋白结构的主流工具。在将近20年后的今天,他的预测比当年有了更多底气。Henderson表示,如果低温电镜保持这样的势头继续发展,技术问题也得以解决,那么低温电镜不仅会成为解析蛋白结构的第一选择,而是主流选择。这个目标已经离我们不远了。  1. 施一公小组在《Science》发两篇论文报道剪接体三维结构    U4/U6.U5 tri-snRNP电镜密度及三维结构示意图。  2015年8月21日,清华大学生命科学学院施一公教授研究组在国际顶级期刊《科学》(Science)同时在线发表了两篇背靠背研究长文,题目分别为“3.6埃的酵母剪接体结构”(Structure of a Yeast Spliceosome at 3.6 Angstrom Resolution)和“前体信使RNA剪接的结构基础”(Structural Basis of Pre-mRNA Splicing)。第一篇文章报道了通过单颗粒冷冻电子显微技术(冷冻电镜)解析的酵母剪接体近原子分辨率的三维结构,第二篇文章在此结构的基础上进行了详细分析,阐述了剪接体对前体信使RNA执行剪接的基本工作机理。清华大学生命学院博士后闫创业、医学院博士研究生杭婧和万蕊雪为两篇文章的共同第一作者。  这一研究成果具有极为重大的意义。自上世纪70年代后期RNA剪接的发现以来,科学家们一直在步履维艰地探索其中的分子奥秘,期待早日揭示这个复杂过程的分子机理。施一公院士研究组对剪接体近原子分辨率结构的解析,不仅初步解答了这一基础生命科学领域长期以来备受关注的核心问题,又为进一步揭示与剪接体相关疾病的发病机理提供了结构基础和理论指导。详细新闻报道参见:施一公研究组在《科学》发表论文报道剪接体组装过程重要复合物U4/U6.U5 tri-snRNP的三维结构。(Science, 20 Aug 2015, doi: 10.1126/science.aac7629 doi: 10.1126/science.aac8159)  2. Science:HIV重大突破!史上最详细HIV包膜三维结构出炉!    这项研究首次解析出HIV Env三聚体处于自然状态下的高分辨率结构图,其中HIV利用Env三聚体侵入宿主细胞。图片来自The Scripps Research Institute。  在一项新的研究中,TSRI的研究人员解析出负责识别和感染宿主细胞的HIV蛋白的高分辨率结构图片。相关研究结果发表在2016年3月4日那期Science期刊上,论文标题为“Cryo-EM structure of a native, fully glycosylated, cleaved HIV-1 envelope trimer”。  这项研究是首次解析出这种被称作包膜糖蛋白三聚体(envelope glycoprotein trimer,以下称Env三聚体)的HIV蛋白处于自然状态下的结构图。这些也包括详细地绘制这种蛋白底部的脆弱位点图,以及能够中和HIV的抗体结合位点图。(Science, 04 Mar 2016, doi: 10.1126/science.aad2450)  3. Nature:史上最详细转录因子TFIID三维结构出炉,力助揭示人类基因表达秘密  在一项新的研究中,来自美国加州大学伯克利分校、劳伦斯伯克利国家实验室和西班牙国家研究委员会(CSIC)罗卡索拉诺物理化学研究所的研究人员在理解我们体内被称作转录起始前复合物(pre-initiation complex, PIC)的分子机构(molecular machinery)如何发现合适的DNA片段进行转录方面取得重大进展。他们史无前例地详细呈现一种被称作TFIID的转录因子所发挥的作用。相关研究结果于2016年3月23日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Structure of promoter-bound TFIID and model of human pre-initiation complex assembly”。论文通信作者是劳伦斯伯克利国家实验室生物物理学家Eva Nogales,论文第一作者是Nogales实验室生物物理学研究生Robert Louder。其他作者是Yuan He、José Ramón López-Blanco、Jie Fang和Pablo Chacón。  这一发现是非常重要的,这是因为它为科学家们理解和治疗一系列恶性肿瘤铺平道路。Eva Nogales说,“理解细胞中的这种调节过程是操纵它或当它变坏时修复它的唯一方式。基因表达是包括从胚胎发育到癌症在内的很多重要生物学过程的关键。一旦我们能够操纵这些基本机制,那么我们就能够要么校正应当或不应当存在的基因表达,要么阻止这种过程[即基因表达]失去控制时的恶性状态。”(Nature, 31 March 2016, doi:10.1038/nature17394)  4. Science:科学家成功解析人类剪接体关键结构   在最近发表的一篇Science研究论文中,来自德国的科学家们利用冷冻电镜技术首次在分子级分辨率水平上重现了人类剪接体中一个关键复合体——U4/U6.U5 tri-snRNP的结构。剪接体是一种由RNA和蛋白质组成的用于切掉mRNA前体中内含子的分子机器。该研究解析的U4/U6.U5 tri-snRNP是构成剪接体的一个重要组成部分,研究人员利用单颗粒冷冻电镜获得了人类U4/U6.U5 tri-snRNP的三维结构,该复合体分子量达到180万道尔顿,解析分辨率达到7埃。该研究模型揭示了Brr2 RNA解螺旋酶如何在分离的人类tri-snRNP中通过空间结构阻止未成熟的U4/U6 RNA发生解链,还展现了泛素C端水解酶样蛋白Sad1如何将Brr2固定在预激活位置。  研究人员将他们获得的结构模型与酿酒酵母tri-snRNP以及裂殖酵母剪接体的结构进行了对比,结果表明Brr2在剪接体激活过程中发生了显著的构象变化,支架蛋白Prp8也发生了结构变化以容纳剪接体的催化RNA网络。(Science, 25 Mar 2016, doi: 10.1126/science.aad2085)  5.北京大学毛有东、欧阳颀课题组与其合作者在Science发表炎症复合体冷冻电镜结构    炎症复合体三维结构  北京大学物理学院毛有东研究员、北京大学物理学院/定量生物学中心欧阳颀院士与哈佛医学院吴皓教授合作利用冷冻电子显微镜技术解析了近原子分辨率的炎症复合体的三维结构,首次阐释了其复合物在免疫信号转导过程中的单向多聚活化的分子结构机理。该研究工作以“Cryo-EM Structure of the Activated NAIP2/NLRC4 Inflammasome Reveals Nucleated Polymerization”为题于2015年10月8日在线发表在国际期刊Science。  先天免疫是人类免疫系统的重要组成部分,炎症复合体在触发先天免疫响应的过程中起到了关键信号转导的效应器作用,从而启动细胞凋亡等免疫应答和炎症反应。炎症复合体是胞浆内一组复杂的多蛋白复合体,是胱天蛋白酶活化所必需的反应平台,其复合物单体由多个结构域构成,并在上游蛋白的激活下诱导组装形成环状复合物。炎症复合体的结构对于认识先天免疫的信号转导过程、免疫调控和病原诱导活化等免疫响应机理具有关键的核心价值,因而成为国内外一流结构生物学和免疫学实验室追捧的研究对象。(Science, 23 Oct 2015, 10.1126/science.aac5789)  6. Nature:施一公团队揭示γ -分泌酶原子分辨率结构    人体γ -分泌酶3.4埃三维结构  日前,清华大学教授施一公团队与国外学者合作,构建了分辨率高达3.4埃的人体γ -分泌酶的电镜结构,并且基于结构分析了γ -分泌酶致病突变体的功能,为理解γ -分泌酶的工作机制以及阿尔茨海默氏症的发病机理提供了重要基础。相关成果8月18日在《自然》发表。  阿尔茨海默氏症是最为严峻的老年神经退行性疾病之一,但其发病机理尚待揭示。目前研究已知β -淀粉样沉淀是该病的标志性症状之一。而β -淀粉样沉淀的产生是APP蛋白经过一系列蛋白酶切割产生的短肽聚集而来。在此切割过程中,最关键的蛋白酶是γ -分泌酶。γ -分泌酶由四个跨膜蛋白亚基组成,其中,编码Presenilin(PS1)蛋白的基因中有200多个突变与阿尔茨海默氏症病人相关。γ -分泌酶在阿尔茨海默氏症的发病中扮演着重要角色。  研究人员通过收集更多的数据、大量的计算并升级分类方法,计算构建出3.4埃原子分辨率γ -分泌酶的三维结构,可以观察到绝大部分氨基酸的侧链以及胞外区部分糖基化修饰和结合的脂类分子。在高分辨结构的基础上,施一公研究组对PS1上的致病性突变体进行了研究,发现这些突变主要集中在两个较为集中的区域内。他们对于其中一些突变体进行了生化性质的研究,发现这些突变会影响γ -分泌酶对于底物APP的酶切活性,然而对切割活性的影响却有所不同。(Nature, 10 September 2015, doi:10.1038/nature14892)  7. Nature:人类核糖体结构终于被解析!    核糖体是进行蛋白质翻译的机器,能够催化蛋白质合成。目前,许多研究已经对多种生物的核糖体结构进行了原子水平的结构解析,但获得人核糖体结构一直存在很大挑战,这一问题的解决对于人类疾病的深入了解以及治疗手段和策略的开发都有重要意义。  近日,著名国际学术期刊nature在线发表了法国科学家关于人类核糖体结构解析的最新研究进展。  在该项研究中,研究人员利用高分辨率单颗粒低温电子显微镜以及原子模型构建的方法获得了人类核糖体接近原子水平的结构。该核糖体结构的平均分辨率为3.6A,接近最稳定区域的2.9A分辨率水平。这一研究成果对人类核糖体RNA,氨基酸侧链的实体结构,特别是转运RNA结合位点以及tRNA脱离位点处的特定分子相互作用提供了深入见解,揭示了核糖体大小亚基接触面的原子细节,发现在核糖体大小亚基的旋转运动过程中,其接触面发生了强烈的重构过程。(Nature, 30 April 2015, doi:10.1038/nature14427)  8. Nature:日本科学家成功解析代谢关键因子受体结构  近日,著名国际学术期刊nature在线发表了日本科学家的最新研究进展,他们利用结构生物学方法对脂联素(adiponectin)受体,AdipoR1和AdipoR2,进行了结构解析,发现脂联素受体具有与G蛋白偶联受体不同的七次跨膜螺旋,对于靶向脂联素受体的肥胖及其相关代谢疾病治疗方法开发具有重要意义。  在该项研究中,研究人员对人类AdipoR1和AdipoR2的晶体结构进行了解析,分辨率分别达到2.9 ?和2.4 ?,他们通过解析发现脂联素受体是具有不同结构的一类新受体。脂联素受体的这种七次跨膜螺旋在构象上与G蛋白偶联受体的七次跨膜螺旋不同,在这种新的 七次跨膜螺旋中,由三个保守组氨酸残基协同一个锌离子形成了一个大的腔体。这种锌结合结构可能在adiponectin刺激的AMPK磷酸化和UCP2表达上调方面具有一定作用。(Nature, 16 April 2015, doi:10.1038/nature14301 )  9. Molecular Cell:中国科学家揭示A型流感病毒RNA聚合酶复合体的三维冷冻电镜结构  2015年1月22日,中科院生物物理所刘迎芳研究组与清华大学王宏伟研究组在著名期刊Molecular Cell杂志在线发表了题目为 “Cryo-EM Structure of Influenza Virus RNA Polymerase Complex at 4.3 ? Resolution”的论文,揭示了流感病毒RNA聚合酶复合体的结构和功能。  生物物理所刘迎芳和清华大学王宏伟课题组等中外多方参与的实验室通过使用最新的高分辨率单颗粒冷冻电镜三维重构技术,解析了含有A型流感病毒RNA聚合酶大部分成分的4.3埃分辨率的四聚体电镜结构。该复合体涵盖了流感病毒聚合酶催化活性的核心区域。从三维重构密度图中可以清晰识别出该空腔内PB1上的催化结构域以及结合的RNA复制起始链,据此,研究人员推测这是进行RNA合成反应的区域。这一活性中心结构与正链RNA聚合酶具有相似性,研究人员也因此提出了流感病毒合成新生RNA链的机制。(Molecular Cell, 5 March 2015, doi:10.1016/j.molcel.2014.12.031)  10. Cell:科学家获得首个中介体复合物精确结构图    中介体复合物(Mediator Complex)是细胞中最大也最为复杂的分子机器之一。现在,来自斯克利普斯研究所(TSRI)的科学家们在《细胞》杂志上报告称,他们利用用电镜获得了首个中介体复合物(Mediator)的精确结构图。  Mediator是所有动植物细胞中的关键分子机器,对于绝大多数基因的转录有着至关重要的调控作用。Mediator拥有二十多个蛋白亚基,解析它的结构是基础细胞生物学的一大进步。这一成果能够为许多疾病提供宝贵的线索(从癌症到遗传性的发育疾病)。论文资深作者,TSRI副教授Francisco Asturias表示:"明确这些大分子机器的结构和作用机制,可以帮助我们理解许多关键的细胞过程。"  在这项新研究中,研究人员获得了高纯度的酵母Mediator,并通过电镜成像得到了迄今为止最为清晰的Mediator3D模型,分辨率达到约18埃。随后他们又进行了多种生化分析,例如在逐个去除蛋白亚基的同时观察电镜图像发生的改变。他们由此确定了酵母Mediator25个蛋白亚基的精确定位。  项新研究获得的结构图谱,全面修正了之前的Mediator' 粗略模型。论文第一作者Kuang-LeiTsai表示:"定位了所有的蛋白亚基之后,我们发现头部模块应该位于Mediator的顶部而不是底部。"此外,研究人员还对人类Mediator进行了深入研究。Tsai说:"大体上看,人类和酵母的Mediator总体结构颇为类似。"最后研究人员在结构数据的基础上,为人们展示了Mediator调控转录时的构象变化。(Cell, 29 May 2014, doi: 10.1016/j.cell.2014.05.015)

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