1、为什么研究蛋白质的结构与功能,对蛋白质结构和作用机理的深层次理解 对蛋白质结构进行改造的基础 对蛋白质功能的控制 随心所欲创造具有新功能的蛋白质,为什么研究蛋白质结构与功能,蛋白质结构与功能研究方法,X-Ray衍射 NMR (核磁共振) Molecular Modeling Mutation/Function (分子生物学),结晶困难 分子量不能太大 理论不太完善费时费力,蛋白质结构与功能研究方法,1、免疫体系中分子间的识别机制 2、DNA与蛋白质的相互作用 3、蛋白水解酶与疾病 4、膜蛋白、受体与信号转导 5、酶抑制剂与药物开发,本章主要内容,1. 免疫体系分子的相互识别,1 免疫体系分子的
2、相互识别,Helper T cell 是免疫体系的关键细胞,Helper T cell,Killer T Cell 是保卫我们的主要战士,Killer T cell,两种T细胞上的MHC分子是特异性识别的关键,两种不同的MHC分子,TCR识别抗原,TCR如何识别抗原,MHC1分子的结构,容纳抗原的口袋,MHCI分子结构,2.蛋白质与DNA的相互作用,Helix-Turn-Helix Helix-Loop-Helix Zinc-finger Leucine zipper,非特异性:,特异性:,Histones,2 蛋白质与DNA的相互作用,核小体上DNA与组蛋白的接触点,核小体的组蛋白与DNA,
3、核小体上的DNA碱基组成分布,核小体的DNA碱基组成分布,蛋白质与DNA的相互作用 Helix-turn-helix，HTH,Helix-turn-helix,HTH的分子识别机制,HTH的分子识别机制,HLH结构特征,HLH的结构特征,Leucine-zipper的结构特征,Lwucine-zipper结构特征,Alpha helix截面图上Ca的位置,Leucine Zipper蛋白的剪刀型结合模式,Leucine Zipper蛋白与DNA的结合模式,Zinc-finger蛋白结构特征,Zinc-finger蛋白结构特征,研究蛋白在DNA上的结合位点的Foot Printing,Foot-
4、Printing,3.蛋白水解酶与人体疾病,Cardiovascular dieseases 心血管疾病 Hemophilia A/B 血友病 Programmed cell death / appotosis 细胞凋亡 Alzheimer disease 痴呆 Cancer metastasis 癌细胞转移 Pulmonary emphysema/pancreatitis/arthritis Parasite disease: malaria/T cruzain 疟疾 Influenza A & AIDS 甲型流感与爱滋病,3 蛋白水解酶与人体疾病,血栓形成与消除,血栓形成与消失,Life
5、Cycle of Influenza A virus,甲型流感病毒生活史,A型流感病毒的H抗原蛋白的结构域,受蛋白水解酶活化后才有感染细胞的能力,H抗原蛋白的结构域,AIDS病毒生活史,有个必须的Protease,AIDS病毒生活史,癌细胞的转移需要蛋白水解酶的帮助,癌细胞的转移,4.膜蛋白、受体与信号转导,4 膜蛋白_受体与信号转导,白介素-6的信号转导,IL-6的信号转导,FGF的信号转导,几条信号转导途径,5. 酶抑制剂与药物开发,5 酶抑制剂与药物开发,真正意义上的抗流感病毒药物,Zanamivir,Sialic acid,GS4104,真正意义上的抗流感病毒药物,金刚烷(Amanta
6、dine)的结构,作用于Matrix Protein 2 (M2) 蛋白,Amantadine结构,作用于DNA聚合酶的抗病毒药物,病毒DNA聚合酶的抑制剂，真核生物的DNA聚合酶不敏感,抗病毒药物,抗AIDS病毒 的药物（I）,抗AIDS药物I,核苷类抗AIDS药物作用原理,核苷类药物作用原理,HIV protease,HIV protease,作用于AIDS病毒专有的蛋白水解酶,抗AIDS病毒的药物（II）,Viracept (Nelfinavir, Agouron, 1998),Crivivian (Indinavir, Merck, 1997),Invirase (Sequinavir
7、, Roche, 1995),Norvir (Ritonavir, Abbot, 1997),抗AIDS药物II,抗病毒感染药物的开发,抗病毒感染,抗癌药物的研究动态,MMP inhibitor cdk2/cdk4 inhibitor Poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) inhibitor Glycinamide Ribonucleotide formyl transferase (GRFT) inhibitor VDGF receptor blocker等等，等等,抗癌药物研究动态,6. 新方向与新技术,1、Proteomics 2、Protein chip
8、s 3、Display / molecularevolution engineering 4、Two-hybrid system 5、Gene knockout mice,新研究方法与技术,What is Proteomics?,Proteomics,什么是生物芯片技术？,以微点阵排列技术（Microarray Technology）将生物大分子固定到适当的固体载体上，方便各种生化和分子生物学的操作。,生物芯片技术,蛋白质芯片筛选新药的原理,受体、酶的微点阵,与中草药抽提物反应后再与受荧光标记的配体或底物结合,以激光进行检测,不出现荧光的点表明中草药样品中含有与这些点上的蛋白质相互作用的物质，因此是作用于这些位点的新药候补,荧光,蛋白质芯片筛选新药,酵母双杂交体系,酵母双杂交,转基因鼠的制备,转基因属的制备,Phage Display的原理,Phage Display,T7，M13等,常利用蛋白质数据库,/www.espasy.ch/swissmod/ /www.ncbi.nlm.nih.gov/ /www.rcsb.org/pdb/,
