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1、关于人类肝脏蛋白 质相互作用的研究1.研究的重要性v蛋白质及蛋白质相互作用形成的复合物是细 胞各种基本功能的主要完成者。几乎所有重 要的生命活动，包括DNA的复制与转录、蛋 白质的合成与分泌等，都离不开蛋白质之间 的相互作用。蛋白质-蛋白质相互作用是功能复合物形成 的基础（如线粒体内膜呼吸链） 。错误的相 互作用可能导致病理形象的出现。如 Alzheimers disease, beta-淀粉样结构的堆积 。v此项研究成果采用“纲举目张”的研究策略构建了第 一个人类器官蛋白质相互作用网络框架，为类似研 究提供了可借鉴的研究思路；在国际上首次采用蛋 白质相互作用网络阐释人类器官的功能调控特点；
2、为认识肝脏疾病的发生分子机制和预防、诊断标记 物和治疗靶点的发现奠定了基础。本项研究是中国 科学家在国际上率先提出的“人类肝脏蛋白质组计划 ”的重要研究内容之一，该成果标志着该计划的研究 又取得新的重要进展。 2.研究的最新进展v军事医学科学院放射与辐射医学研究所、蛋白质组 学国家重点实验室杨晓明研究员和贺福初院士所领 导的科研团队联合复旦大学、湖北大学等优势单位 完成的研究论文“Toward an understanding of the protein interaction network of the human liver”，于 2011年10月11日发表在最新一期分子系统生物学 杂
3、志。该论文阐释了目前世界上最大的人类器官- -蛋白质相互作用网络连锁图框架，标志着我国在人 类蛋白质相互作用网络研究领域进入世界先进水平 。 v 据估算，人类蛋白质大约有13 万对相互作用，当 前所有的已知数据仅鉴定了不到8%。杨晓明研究员 和贺福初院士率领的科研团队依托蛋白质组学国家 重点实验室，建立了全国性的合作研究体系和国际 先进的高通量、自动化蛋白质相互作用研究平台。 筛选了5026种人类肝脏蛋白质相互作用，共获得 2582种肝脏蛋白质之间的3484种高可信度相互作用 ，其中92%的相互作用为人类首次发现。 3.主要研究技术及相互作用这里仅详细介绍酵母双杂交技术及由其 得出的蛋白质间的
4、相互作用规律 酵母双杂交系统的建立得力于对真核生物调控转录起始过程的认识。 细胞起始基因转录需要有反式转录激活因子的参与。 80年代的工作表明， 转录激活因子在结构上是组件式的， 即这些因子往往由两个或两个以上相互独立的结构域构成， 其中有DNA结合结构域（BD)，转录激活结构域(AD). BD可识别DNA上的特异序列，并使转录激活结构域定位于所调节的基因的上游 ；AD可同转录复合体的其他成分作用，启动它所调节的基因的转录。单独的BD虽然能和启动子结合， 但是不能激活转录。 不同转录激活因子的BD和AD形成的杂合蛋白仍然具有正常的激活转录的功能 （如酵母细胞的Gal4蛋白的BD与大肠杆菌的一个
5、酸性激活结构域B42 融合得到的杂合蛋白仍然可结合到Gal4结合位点并激活转录）如果诱饵蛋白和靶蛋白能够相互作用，那么GAL4 DNA 结合结构域和GAL4激活结构域就会相互作用，从而激活lacZ报道基因的表达。所以我们可以通过转化的酵母的表型来确定诱饵蛋白和靶蛋白是否有相互作用。 v1）将编码DNA-BD的基因与已知蛋白质（诱饵蛋白）的基 因构建在同一个表达载体上，在酵母中表达两者的融合蛋白 BD-诱导蛋白。v2）将编码AD的基因和DNA文库的基因构建在AD-LIBRARY 表达载体上。同时将上述两种载体转化改造后的酵母v（这种改造后的酵母细胞的基因组中既不能产生GAL4，又 不能合成ADE
6、、 HIS 、LEU、TRP，因此，酵母在缺乏这 些营养的培养基上无法正常生长。）v3）当上述两种载体所表达的融合蛋白能够相互作用时，功 能重建的反式作用因子能够激活酵母基因组中的报告基因 ADE、 HIS、LACZ、MEL1，从而通过功能互补和显色反应 筛选到阳性菌落。将阳性反应的酵母菌株中的AD-LIBRARY 载体提取分离出来，从而对载体中插入的文库基因进行测序 和分析工作。 酵母双杂交系统通过两个杂交蛋白在酵母细胞中的相互结合及对报告基因的转录激活来捕获新的蛋白质，其大致步骤为:1、视已知蛋白的cDNA序列为诱饵，将其与DNA结合域融合，构建成诱饵质粒。2、将待筛选蛋白的cDNA序列与
7、转录激活域融合，构建成文库质粒。3、将这两个质粒共转化于酵母细胞中。4、酵母细胞中，已分离的DNA结合域和转录激活域不会相互作用，但诱饵蛋白若能与待筛选的未知蛋白特异性地相互作用，则可激活报告基因的转录；反之，则不能。利用报告基因的表达，便可捕捉到新的蛋白质。酵母双杂交系统 蛋白质-蛋白质相互作用v细胞组装与功能：* DNA：领导者* RNA：传递者* 蛋白质：表现者蛋白质的亚细胞结构 *蛋白质的亚细胞定位与其功能密切相关；* 涉及：蛋白质-蛋白质相互作用；蛋白质与磷脂的相互作用；* 蛋白质的组织特异性与亚细胞定位的研究是蛋白质功能研究的起始步骤相互作用区域是蛋白质相互作用的结 构基础v* 信号蛋白、调节蛋白以及大多数其他的蛋白 质都具有包括相互作用区域在内的好几个结 构域； v* 有些多肽仅由相互作用区域组成，从而充当 蛋白质复合物的核心。v例如相互作用区域SH2 分布最为广泛，它主 要识别特定的含有磷酸化Tyr的多肽模块。补充：可诱导的蛋白相互作用与翻译后修饰细胞面对不断改变的环境表现出来的动态行为有赖于蛋白质的翻译后修饰以及它带来的蛋白 质相互作用的变化。也就是说，蛋白质相互作用 的规律不是一成不变的。
