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羊草水孔蛋白及其編碼基因與應(yīng)用,目前對(duì)于羊草的研究?jī)H限于人畜的食用及成份分析等方面,而將其作為耐旱植物對(duì)其分子生物學(xué)方面的研究還少見報(bào)道.羊草水孔蛋白,是具有以下氨基酸序列的蛋白質(zhì):(1)序列表中的SEQ IDNo:1;(2)序列表中SEQ ID No:1的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代,缺失或添加,且與SEQ ID No:1蛋白質(zhì)序列具有相同活性的,由SEQ IDNo:1衍生的蛋白質(zhì).將本發(fā)明的水孔蛋白的編碼基因轉(zhuǎn)入其它植物,可增強(qiáng)轉(zhuǎn)基因植物的抗旱能力.本發(fā)明應(yīng)用于植物基因工程領(lǐng)域.

利用結(jié)構(gòu)生物學(xué)和生物信息學(xué)手段設(shè)計(jì)融合蛋白的構(gòu)建方式，通過(guò)生物制備獲得融合蛋白，結(jié)合生物反應(yīng)器工程技術(shù)和生物過(guò)程智能控制技術(shù)，建立大規(guī)模制備融合蛋白的工藝，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效藥物蛋白的生產(chǎn)和臨床應(yīng)用。其中長(zhǎng)效多肽/蛋白類藥物的發(fā)酵水平達(dá) 1g/L,純化得率達(dá) 20%,體內(nèi)半衰期較第一代基因工程藥物提高 30 倍以上。 

截止到2020年3月3日11時(shí)23分，我國(guó)累計(jì)已有新冠肺炎病例80302例，死亡2947人。我國(guó)的疫情防控已漸漸向好，但其它多個(gè)國(guó)家的疫情則呈快速上升和爆發(fā)趨勢(shì)，引起了強(qiáng)烈關(guān)注，世界衛(wèi)生組織總干事譚德賽28日在日內(nèi)瓦宣布將新冠肺炎疫情全球風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別由此前的高上調(diào)至非常高。基于流行病學(xué)數(shù)據(jù)，多名國(guó)內(nèi)外專家預(yù)計(jì)新冠肺炎可能會(huì)長(zhǎng)期流行。為了實(shí)現(xiàn)最終的有效防控，新冠肺炎的基礎(chǔ)研究必須要迅速得到加強(qiáng)，其中尤為重要的兩個(gè)方面是：1.對(duì)新冠肺炎康復(fù)人員血清中病毒特異性抗體的系統(tǒng)性分析；2.對(duì)病原-宿主相互作用的全局性研究。通過(guò)這些研究將可提供全面的免疫響應(yīng)數(shù)據(jù)及提示病毒蛋白質(zhì)的功能，為疫苗研發(fā)、中和抗體制備以及藥物靶點(diǎn)的確定提供重要線索，進(jìn)而加速新冠肺炎關(guān)鍵研究的進(jìn)程。系統(tǒng)性的分析需要強(qiáng)力工具，包含新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）絕大多少甚至所有蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)組芯片是一個(gè)極佳的選項(xiàng)。據(jù)BioArt獨(dú)家消息，上海交通大學(xué)系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)研究院陶生策團(tuán)隊(duì)傳來(lái)好消息。該團(tuán)隊(duì)對(duì)新型冠狀病毒的全部27個(gè)預(yù)測(cè)的基因進(jìn)行了密碼子優(yōu)化，并通過(guò)全基因合成得到了一套完整的表達(dá)克隆。經(jīng)過(guò)多輪優(yōu)化，到目前為止已成功表達(dá)純化了其中的17個(gè)蛋白質(zhì)，同時(shí)整合其他來(lái)源，該團(tuán)隊(duì)最終獲得了20個(gè)新型冠狀病毒的蛋白質(zhì)。在此基礎(chǔ)上于3月2日14時(shí)14分完成了首款新型冠狀病毒蛋白質(zhì)組芯片的構(gòu)建（圖1）。圖1. 新型冠狀病毒蛋白質(zhì)組芯片。A. 芯片整體質(zhì)控。一張芯片上有14個(gè)相同的點(diǎn)陣，可最多用于14個(gè)樣本的同步分析；B. 點(diǎn)陣中蛋白質(zhì)的排布；C. 實(shí)際樣本的初步測(cè)試結(jié)果。新型冠狀病毒蛋白質(zhì)組芯片對(duì)于深入研究病毒-宿主相互作用、病人的病毒特異性血清反應(yīng)、疫苗效果等具有重要價(jià)值。該團(tuán)隊(duì)將秉持開放的心態(tài)，積極地與相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)和科技企業(yè)合作，爭(zhēng)取在最短的時(shí)間內(nèi)最大程度地發(fā)揮蛋白質(zhì)組芯片的高通量全局性分析優(yōu)勢(shì)，以期對(duì)疫情防控有所幫助。該芯片的主要應(yīng)用點(diǎn)包括但不限于：1. 血清學(xué)分析。采用該芯片分析病人和康復(fù)人員血清或血漿，可全面地研究新型冠狀病毒引發(fā)的病毒特異性抗體響應(yīng)及其動(dòng)態(tài)變化，將幫助我們理解機(jī)體的免疫響應(yīng)過(guò)程，發(fā)現(xiàn)病毒的優(yōu)勢(shì)蛋白抗原，對(duì)確定哪些康復(fù)人員的血漿有更好的保護(hù)效果可能也會(huì)有幫助。2. 疫苗評(píng)估。疫苗的作用是預(yù)先建立免疫防御能力。無(wú)論是動(dòng)物實(shí)驗(yàn)或是臨床試驗(yàn)，動(dòng)態(tài)監(jiān)控疫苗注射后血清中針對(duì)各種蛋白組分的抗體水平，并將其與防御能力進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，將助力疫苗的篩選和前期評(píng)估，加速疫苗的開發(fā)進(jìn)程。3. 病毒-宿主相互作用研究。利用該芯片可在全局水平上進(jìn)行宿主關(guān)鍵蛋白與病毒蛋白質(zhì)相互作用研究、翻譯后修飾調(diào)控研究，以助力對(duì)病毒侵染、復(fù)制合成等關(guān)鍵機(jī)制的揭示，并給出有潛力的靶蛋白用于藥物開發(fā)研究。該團(tuán)隊(duì)積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，把研究成果第一時(shí)間公開，希望能有助于疫情防控，詳細(xì)數(shù)據(jù)和進(jìn)一步結(jié)果將會(huì)在近期發(fā)布。

膠原蛋白是人體含量最多的蛋白質(zhì)，主要存在于人體的血管、皮膚、跟腱、韌帶、軟骨和骨組織中。膠原中含有 21 種氨基酸，主要為甘氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸組成。氨基酸或成多肽鏈，三個(gè)多肽鏈形成三螺旋結(jié)構(gòu)，進(jìn)而形成膠原纖維。 江南大學(xué)藥學(xué)院藥劑學(xué)與藥劑材料學(xué)研究室，致力于研究高純度及無(wú)免疫原的膠原蛋白的提取方法，并開發(fā)其在醫(yī)藥和醫(yī)美產(chǎn)品中的應(yīng)用。本團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期與無(wú)錫貝迪生物科技股份有限公司產(chǎn)學(xué)研合作，已將科研成果轉(zhuǎn)化為三類產(chǎn)品，分別為膠原貼敷料，醫(yī)用膠原復(fù)配型凝膠敷料以及醫(yī)用膠原蛋白海綿，并都獲得了醫(yī) 療器械注冊(cè)證編號(hào)。雙方于 2017 年 5 月起在江南大學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心成立聯(lián)合研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，著手膠原蛋白類相關(guān)醫(yī)療器械的開發(fā)。

谷氨酸棒桿菌(Corynebacterium glutamicum)被廣泛用于食品工業(yè)生產(chǎn)，是一種安全性很高的工業(yè)菌株；具有包括 Sec 和 Tat 分泌途徑在內(nèi)完善的蛋白分泌系統(tǒng)；沒(méi)有類似于大腸桿菌(E. coli)所帶來(lái)的內(nèi)毒素和宿主細(xì)胞蛋白污染等問(wèn)題。這些顯著優(yōu)點(diǎn)使它成為一種有吸引力的外源蛋白表達(dá)生產(chǎn)用的底盤細(xì)胞。目前國(guó)內(nèi)生物醫(yī)藥領(lǐng)域主要依賴于 E.coli 表達(dá)體系生產(chǎn)醫(yī)藥蛋白，原創(chuàng)性外源蛋白表達(dá)體系的缺失，在知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面將制約到我國(guó)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。該項(xiàng)成果有望為我國(guó)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)提供一個(gè)具有自主知識(shí) 產(chǎn)權(quán)的谷氨酸棒桿菌安全高效外源蛋白表達(dá)體系。

日前，清華大學(xué)生命學(xué)院葛亮課題組在《細(xì)胞》（Cell）期刊上在線發(fā)表題為“蛋白跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)節(jié)非經(jīng)典蛋白分泌”（A translocation pathway for vesicle-mediated unconventional protein secretion）的研究論文，首次報(bào)道了非經(jīng)典分泌過(guò)程中的蛋白跨膜轉(zhuǎn)位機(jī)制。蛋白質(zhì)的分泌是細(xì)胞間信息傳遞的重要方式。分泌蛋白通常具有N端信號(hào)肽序列以指導(dǎo)新生多肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmic reticulum，ER）被加工、修飾，之后被運(yùn)輸?shù)礁郀柣w(Golgi apparatus)經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的加工，最終抵達(dá)細(xì)胞質(zhì)膜并被釋放到細(xì)胞外，這一過(guò)程被稱為經(jīng)典分泌途徑。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，許多分泌蛋白不具有典型的信號(hào)肽序列，其分泌不依賴于ER-Golgi途徑，這類分泌途徑被稱為非經(jīng)典分泌（unconventional protein secretion, UPS）途徑。直接跨質(zhì)膜轉(zhuǎn)位（I型）與細(xì)胞內(nèi)囊泡結(jié)構(gòu)介導(dǎo)的分泌（III型）是最主要的兩種UPS途徑。III型UPS中，蛋白首先進(jìn)入一個(gè)囊泡載體（例如autophagosome, endosome等），然后通過(guò)膜泡運(yùn)輸系統(tǒng)被運(yùn)送到細(xì)胞外。由于這類蛋白缺少信號(hào)肽，一個(gè)需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題就是這類UPS蛋白是如何進(jìn)入囊泡載體中的。 圖1. TMED10介導(dǎo)的蛋白質(zhì)非經(jīng)典分泌途徑工作模型在這項(xiàng)研究中，研究人員鑒定出一個(gè)膜蛋白TMED10可能形成一個(gè)蛋白通道介導(dǎo)UPS蛋白進(jìn)入囊泡結(jié)構(gòu)。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，TMED10能夠調(diào)控大量非經(jīng)典分泌蛋白的分泌，包括炎癥因子IL-1家族成員，galectin1和galectin3，以及小分子伴侶蛋白HSP5B。CLP誘導(dǎo)的敗血性休克（Cecal Ligation and Puncture (CLP)-induced septic shock）小鼠模型中，TMED10髓系敲除的小鼠分泌更少的IL-1β, 進(jìn)而導(dǎo)致更低的炎癥反應(yīng)與更高的存活率。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，TMED10的C末端區(qū)域與分泌蛋白的一個(gè)motif的相互作用對(duì)蛋白的選擇性轉(zhuǎn)運(yùn)與分泌非常重要。體外脂質(zhì)體實(shí)驗(yàn)證明，TMED10直接介導(dǎo)UPS蛋白進(jìn)入脂質(zhì)體，并且這一過(guò)程依賴于蛋白質(zhì)的去折疊。在細(xì)胞中，TMED10定位于ERGIC（ER-Golgi intermediate compartment）并且能夠指導(dǎo)分泌蛋白進(jìn)入這一膜性細(xì)胞器中。此外，研究還發(fā)現(xiàn)貨物蛋白與TMED10的結(jié)合會(huì)誘導(dǎo)TMED10寡聚化形成蛋白通道從而介導(dǎo)蛋白的轉(zhuǎn)位。基于這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與之前的研究成果(Zhang et al., 2015)，作者提出如圖所示的TMED10介導(dǎo)的蛋白質(zhì)非經(jīng)典分泌途徑（TMED10-channeled UPS , THU)工作模型（圖1）。UPS蛋白在胞質(zhì)分子伴侶HSP90A的幫助下去折疊并被運(yùn)送到ERGIC，結(jié)合TMED10誘導(dǎo)其發(fā)生寡聚化形成蛋白通道，在腔內(nèi)分子伴侶HSP90B1的幫助下轉(zhuǎn)位進(jìn)入ERGIC，之后可能通過(guò)ERGIC形成運(yùn)輸小泡，直接運(yùn)送到細(xì)胞質(zhì)膜，或進(jìn)入分泌型自噬體或分泌型自噬溶酶體/MVB，分泌型自噬體又可以直接和質(zhì)膜融合或首先與溶酶體融合，最終將蛋白釋放到細(xì)胞外。生命學(xué)院研究員葛亮為本文的通訊作者，實(shí)驗(yàn)室張敏老師與生命學(xué)院博士生劉磊為本文共同第一作者。本研究受到基金委和科技部的經(jīng)費(fèi)資助。文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.03.031

近日，上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院、微生物代謝國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室董濤團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)細(xì)菌Ⅵ型分泌系統(tǒng)（T6SS）可以分泌一種新型的具有分子內(nèi)伴侶的核酸酶毒素，并揭示了該毒素蛋白的分泌和自剪切機(jī)制。相關(guān)研究成果以“Intramolecular chaperone-mediated secretion of an Rhs effector toxin by a type VI secretion system”為題發(fā)表于Nature Communications雜志上。上海交通大學(xué)博士研究生裴同同、李浩和碩士研究生梁小夜為共同第一作者，董濤研究員為通訊作者，該文作者還包括謝志平研究員、于明特別研究員、林雙君教授和許平教授等。本文是董濤團(tuán)隊(duì)自2019年11月在PNAS和2020年2月在Nature Microbiology上發(fā)表的研究結(jié)果的延續(xù)和擴(kuò)展，深化了領(lǐng)域?qū)π?yīng)蛋白的分泌機(jī)制和功能的研究，并為下一步對(duì)T6SS進(jìn)行合成生物學(xué)工具化改造和應(yīng)用有重要的推動(dòng)作用。微生物廣泛存在于自然環(huán)境中或寄主體內(nèi)，相應(yīng)也進(jìn)化出了多種與其他物種競(jìng)爭(zhēng)的策略。Ⅵ型蛋白分泌系統(tǒng)（T6SS）是大多數(shù)革蘭氏陰性致病菌與環(huán)境中其他微生物競(jìng)爭(zhēng)及感染宿主的重要“武器”。T6SS 能夠通過(guò)直接接觸將具有抗菌活性或細(xì)胞毒性的效應(yīng)蛋白注射到受體細(xì)胞內(nèi)。T6SS效應(yīng)蛋白往往具有不同的大小、結(jié)構(gòu)和功能特性，因此對(duì)其分泌機(jī)制的解析一直是領(lǐng)域內(nèi)的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。本研究在致病性氣單胞菌Aeromonas dhakensis中發(fā)現(xiàn)了首個(gè)能夠自我剪切的T6SS效應(yīng)蛋白TseI。通過(guò)多種生化和遺傳突變實(shí)驗(yàn)，作者發(fā)現(xiàn)TseI表達(dá)時(shí)能夠自剪切為三個(gè)片段（N、 Rhs 和 C）。C端是一個(gè)核酸酶毒素，而N端和 Rhs在剪切后能夠作為伴侶蛋白與C端毒素非共價(jià)結(jié)合。在N端和Rhs的輔助作用下，C端毒素能夠通過(guò)T6SS分泌到受體細(xì)菌內(nèi)至其死亡。此外，該研究還在包括銅綠假單胞菌、丁香假單胞菌和副溶血弧菌等多種病原微生物中發(fā)現(xiàn)了具有類似特性的T6SS效應(yīng)蛋白。因此，作者將TseI及其同源蛋白定義為一類新型的含分子內(nèi)伴侶的自剪切效應(yīng)蛋白。T6SS效應(yīng)蛋白 TseI 的鑒定  A：純化后的 TseI 顯示蛋白剪切為三段；B：TseI同源蛋白的序列對(duì)比顯示保守氨基酸序列和N/C端自剪切位點(diǎn)；C：TseI同源蛋白在致病菌中的分布；D：分子內(nèi)伴侶介導(dǎo)的TseI分泌模型。該研究獲國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目(2018YFA0901200)和國(guó)家自然科學(xué)基金委(31770082)等項(xiàng)目的支持。論文鏈接：http://dx.doi.org/10.1038/s41467-020-15774-z

已有樣品/n本項(xiàng)目篩選獲得了一個(gè)蛋白酶，并利用該酶建立了制備明膠的新工藝。與傳統(tǒng)酸堿法相比，該工藝能夠節(jié)約淡水50%以上，生產(chǎn)周期從60-100天縮短為5-10天，同時(shí)大幅降低酸堿試劑的消耗量，與普通酶法相比，成本降低，產(chǎn)品質(zhì)量和得率將大幅提高。本技術(shù)適用于現(xiàn)有明膠廠的工藝升級(jí)替代。總投資額600-1000萬(wàn)元，綜合成本降低20%，三廢排放降低30%。

其他成果/n該方法包括如下步驟：1)將含有膠原蛋白的動(dòng)物組織在液氮中進(jìn)行冷凍、研磨；2)將研磨后的動(dòng)物組織以酸/酶法提取膠原蛋白，得到膠原蛋白溶液；3)將膠原蛋白溶液透析、凍干后，得到粉末狀的所述膠原蛋白。本發(fā)明采用冷凍研磨預(yù)處理方法，在液氮中預(yù)先冷凍含有膠原蛋白的動(dòng)物組織一段時(shí)間，利用研磨儀在一定頻率下研磨成粉末，該方法處理后，三螺旋結(jié)構(gòu)及熱變性溫度并未受影響，能在保持天然膠原纖維化性能的基礎(chǔ)上，比原有不冷凍研磨的酸提法的提取率提高18％?82％，這對(duì)于膠原應(yīng)用及膠原基生物材料的應(yīng)用具有重要意義。

傳統(tǒng)的蛋白質(zhì)獲取方式依賴于生物系統(tǒng)，其構(gòu)成通常局限于自然界常見的 20 種天然氨基酸，并不能滿足相關(guān)的需求。化學(xué)合成蛋白從原理上可以合成任何物理規(guī)律所允許的蛋白質(zhì)分子，極大豐富蛋白質(zhì)的種類和功能。 本團(tuán)隊(duì)針對(duì)多肽和蛋白質(zhì)化學(xué)合成所開發(fā)的一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的技術(shù)方法（如能合成>400AA 的蛋白合成；利用化學(xué)全合成方法合成最大膜蛋白；合成富含 4 對(duì)二硫鍵的具有生理功能的多肽，甚至已實(shí)現(xiàn) 7 對(duì)二硫鍵多肽的合成；開發(fā)出一系列方法實(shí)現(xiàn) 2 環(huán)肽的合成，并正在發(fā)展多環(huán)肽的合成技術(shù)；各種修飾多肽的成熟合成技術(shù)）， 針對(duì)科研院所和藥企提供基于多肽與蛋白質(zhì)化學(xué)合成技術(shù)的客戶肽產(chǎn)品定制和藥物篩選合成服務(wù)。