膜蛋白的研究进展
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有关。
• 因此内在膜蛋白三维结构无疑对新药 的发现、设计、筛选都有很大的作用。
大肠杆菌MsbA的三维结构
根据世界卫生组织的统计，全世界各种感染疾 病约有60%与多药耐受性的细菌有关，每年大 量癌症患者的不治身亡也与肿瘤细胞的多要耐 受性有关。导致多药耐受性的原因之一在于细 胞质膜存在一种内在膜 蛋白——ABC转运体，因此研究解析 它的结构对于寻找开发新 药显然很重要的。
因此，研究针对HCV包膜蛋白的体液免疫具有重要意 义。
HCV感染后血清中病毒含量极低，同时目前缺 乏有效的体外培养系统及合适的动物模型繁殖 病毒，无法获得大量的天然病毒抗原.
目前只能通过合成肽或基因重组的方法，获得 HCV包膜蛋白抗原，用于研究HCV感染者中针 对HCV包膜蛋白的免疫特征。
膜蛋白研究新技术
成员：黄换开 叶灿华 梁焯 玲
梁婉华
膜蛋白-生物膜所含的蛋白叫膜蛋白，是生物 膜功能的主要承担者
膜蛋白的分类（与脂双层的位置关 系）
1.整合蛋白又称整合蛋白（integral protein) 2.外周蛋白（peripheral protein) 3.锚定蛋白 （lipid-anchored protein)
• 膜蛋白具有的生理功能包括： • 1.选择性离子通道； • 2.进行能量的转换； • 3.响应细胞膜一侧的信号，并将其传递到膜的
另一侧；
• 4.形成可溶性代谢物（葡萄糖和氨基酸）的跨 膜转运系统；
• 5.通过与细骨架中的非膜结合 大分子以及胞外基质的相互作用
来调节细胞的形态结构。
• 1、膜蛋白结构研究的进展 • 2、膜蛋白与能量转换的研究进展 • 3、膜蛋白与物质运输的研究进 • 4、膜蛋白与信息跨膜转导的研究进展 • 5、膜蛋白与医学的关系 • 6、膜蛋白的技术、方法的研究进展
我国光合作用膜蛋白研究获重大成果——测定菠菜主要捕光 复合物晶体结构
光合作用由捕光系统和光反应系统共同完成 ,捕光复 合物这种膜蛋 白的三维结构是研究植物如何高效利用 光能的结构基础。
LHC —Ⅱ是绿色植物中含量最丰富的主要 捕光复合物 ,它是由蛋白质分子、叶绿素 分子、类胡萝 卜素分子和脂类分子组成 的一个复杂分子体系 ,被镶嵌在生物膜中, 具有很强的疏水性 ,难以分离和结晶。
美国Chang与Roth成功地从大肠杆菌中分离、 纯化一种具有多药耐受性的ABC载体转运体 （ATP-bingding cassette transport）的同 系物MsbA。这种ABC蛋白转运体以二聚体 形式存在。
。
我国的研究现状 总之，内在膜蛋白三维结构的解析虽然取得不少
可喜的成绩。但总的来说仍未取得突破性进展， 任道而重远。虽然探索性很强，难度很大，周期 很长，但鉴于它的重要性，世界各国仍给予很大 的关注，从最近几年的发展情况来看，与英国、 德国相比较，美国和日本有后来居上的趋势。 我国对生物膜三维结构的解析研究也艰难地开始 起步
• 整合蛋白占
膜蛋白的70％～80％。
• 它们部分或全部嵌入膜内 ，有的则全部跨膜分布， 如受体、通道、离子泵膜 孔（proe）、运载体（ transporter）以及各种 膜酶等。
• 要深入了解膜蛋白的功能必须解析它们的三维 结构。在整个真核细胞所包含的蛋白质中，据 估计，1\4~1\3为内在蛋白。人类基因组研究的 初步结果表明，在全长约30亿碱基对中只有 30000~40000个基因能编码并表达蛋白质，其 中内在膜蛋白也差不多占1\4~1\3.其他模式生 物的基因组所表达的蛋白质中，内在蛋白也占 相似的比例。
利伊诺大学 (University of Illinois) 的生化学家 Stephen Sligar研发出一项新的技术来解决研究细胞膜蛋白的难 题。
细胞膜蛋白之所以难研究是在于它们从细胞膜上纯化出来以后就无 法行使其正常功能。为了解决这项难题，Stephen Sligar等人研 发出一种脂质纳米圆盘来替代细胞膜上磷脂双层 膜 (phospholipid bilayer)，让被纯化出来的细胞膜蛋 白能够与一般细胞膜蛋白一样行使其正常功能。
膜蛋白与信息跨膜转导的研究进展
信号转导受体都是膜固有蛋白，有一个或 几个疏水跨膜序列。
信号转导受体的胞外区位于亲水环境下， 单独表达的胞外区比较容易结晶。信号转 导受体的胞外是受体与配基结合的部位， 且一般保留着与配基结合的性质，因此能 提供 大量的信息。
wenku.baidu.com
而质膜信号转导受体往往是药物作用的靶标，阐明受 体的结构与功能不仅有重要的基础 研究意义，而且有 重要的应用前景。 随着对膜蛋白晶体结构解析能力的提高，更多的受体 结构将被阐明，而从膜的角度研究受体与膜脂的相互 作用、受体在膜上侧向扩散的规律、受体在体外与脂 质体的重组等研究也会越来越深入。
• 总之，内在膜蛋白三维结构的解析，
无论对整个细胞重要功能的深入探索，
还是从后基因组研究考虑都是十分重要的。
• 此外，内在膜蛋白三维结构的解析也有很明显的的 应用前景，与医学的关系尤为密切。有人估计， 50%的受体和通道可能是药物的靶标。内在膜蛋白 的异常与一些遗传病【如囊性纤维变性受体(cystic fibrosis)】癌症甚至神经退行性疾病【如老年性痴 呆（Alzheimer disease）、铂金森病（ Parkinson’s disease）】等
目前的研究表明，HCV E1、E2蛋白通过非共 价键相连形成异源二聚体，代表了HCV包膜糖 蛋白的天然构象。
HCV包膜糖蛋白的体液免疫 HCV外膜区B细胞表位。
病毒的包膜蛋白对于宿主产生体液免疫反应很重要， 因为宿主首先接触的是包膜蛋白，而且这些蛋白的表 达水平较高；宿主的保护性免疫常依赖于针对病毒表 面蛋白的抗体，该抗体能阻断病毒与敏感细胞的结合， 也可能通过加强细胞免疫清除病毒
丙型肝炎病毒（HCV）
HCV属于黄病毒家族的一员，其基因组全长约9.4kb，编码3010～ 3 033个氨基酸的多蛋白前体。
E1糖蛋白是一个约30～35kD的糖基化蛋白， 含N-糖基化位点5～6个，脱糖基后为21kD。 E2糖蛋白含糖基化位点约11个，其糖蛋白的 分子量为58kD～70kD，在内源性糖基化酶 的作用下，得36kD～40kD的脱糖基蛋白。
• 因此内在膜蛋白三维结构无疑对新药 的发现、设计、筛选都有很大的作用。
大肠杆菌MsbA的三维结构
根据世界卫生组织的统计，全世界各种感染疾 病约有60%与多药耐受性的细菌有关，每年大 量癌症患者的不治身亡也与肿瘤细胞的多要耐 受性有关。导致多药耐受性的原因之一在于细 胞质膜存在一种内在膜 蛋白——ABC转运体，因此研究解析 它的结构对于寻找开发新 药显然很重要的。
因此，研究针对HCV包膜蛋白的体液免疫具有重要意 义。
HCV感染后血清中病毒含量极低，同时目前缺 乏有效的体外培养系统及合适的动物模型繁殖 病毒，无法获得大量的天然病毒抗原.
目前只能通过合成肽或基因重组的方法，获得 HCV包膜蛋白抗原，用于研究HCV感染者中针 对HCV包膜蛋白的免疫特征。
膜蛋白研究新技术
成员：黄换开 叶灿华 梁焯 玲
梁婉华
膜蛋白-生物膜所含的蛋白叫膜蛋白，是生物 膜功能的主要承担者
膜蛋白的分类（与脂双层的位置关 系）
1.整合蛋白又称整合蛋白（integral protein) 2.外周蛋白（peripheral protein) 3.锚定蛋白 （lipid-anchored protein)
• 膜蛋白具有的生理功能包括： • 1.选择性离子通道； • 2.进行能量的转换； • 3.响应细胞膜一侧的信号，并将其传递到膜的
另一侧；
• 4.形成可溶性代谢物（葡萄糖和氨基酸）的跨 膜转运系统；
• 5.通过与细骨架中的非膜结合 大分子以及胞外基质的相互作用
来调节细胞的形态结构。
• 1、膜蛋白结构研究的进展 • 2、膜蛋白与能量转换的研究进展 • 3、膜蛋白与物质运输的研究进 • 4、膜蛋白与信息跨膜转导的研究进展 • 5、膜蛋白与医学的关系 • 6、膜蛋白的技术、方法的研究进展
我国光合作用膜蛋白研究获重大成果——测定菠菜主要捕光 复合物晶体结构
光合作用由捕光系统和光反应系统共同完成 ,捕光复 合物这种膜蛋 白的三维结构是研究植物如何高效利用 光能的结构基础。
LHC —Ⅱ是绿色植物中含量最丰富的主要 捕光复合物 ,它是由蛋白质分子、叶绿素 分子、类胡萝 卜素分子和脂类分子组成 的一个复杂分子体系 ,被镶嵌在生物膜中, 具有很强的疏水性 ,难以分离和结晶。
美国Chang与Roth成功地从大肠杆菌中分离、 纯化一种具有多药耐受性的ABC载体转运体 （ATP-bingding cassette transport）的同 系物MsbA。这种ABC蛋白转运体以二聚体 形式存在。
。
我国的研究现状 总之，内在膜蛋白三维结构的解析虽然取得不少
可喜的成绩。但总的来说仍未取得突破性进展， 任道而重远。虽然探索性很强，难度很大，周期 很长，但鉴于它的重要性，世界各国仍给予很大 的关注，从最近几年的发展情况来看，与英国、 德国相比较，美国和日本有后来居上的趋势。 我国对生物膜三维结构的解析研究也艰难地开始 起步
• 整合蛋白占
膜蛋白的70％～80％。
• 它们部分或全部嵌入膜内 ，有的则全部跨膜分布， 如受体、通道、离子泵膜 孔（proe）、运载体（ transporter）以及各种 膜酶等。
• 要深入了解膜蛋白的功能必须解析它们的三维 结构。在整个真核细胞所包含的蛋白质中，据 估计，1\4~1\3为内在蛋白。人类基因组研究的 初步结果表明，在全长约30亿碱基对中只有 30000~40000个基因能编码并表达蛋白质，其 中内在膜蛋白也差不多占1\4~1\3.其他模式生 物的基因组所表达的蛋白质中，内在蛋白也占 相似的比例。
利伊诺大学 (University of Illinois) 的生化学家 Stephen Sligar研发出一项新的技术来解决研究细胞膜蛋白的难 题。
细胞膜蛋白之所以难研究是在于它们从细胞膜上纯化出来以后就无 法行使其正常功能。为了解决这项难题，Stephen Sligar等人研 发出一种脂质纳米圆盘来替代细胞膜上磷脂双层 膜 (phospholipid bilayer)，让被纯化出来的细胞膜蛋 白能够与一般细胞膜蛋白一样行使其正常功能。
膜蛋白与信息跨膜转导的研究进展
信号转导受体都是膜固有蛋白，有一个或 几个疏水跨膜序列。
信号转导受体的胞外区位于亲水环境下， 单独表达的胞外区比较容易结晶。信号转 导受体的胞外是受体与配基结合的部位， 且一般保留着与配基结合的性质，因此能 提供 大量的信息。
wenku.baidu.com
而质膜信号转导受体往往是药物作用的靶标，阐明受 体的结构与功能不仅有重要的基础 研究意义，而且有 重要的应用前景。 随着对膜蛋白晶体结构解析能力的提高，更多的受体 结构将被阐明，而从膜的角度研究受体与膜脂的相互 作用、受体在膜上侧向扩散的规律、受体在体外与脂 质体的重组等研究也会越来越深入。
• 总之，内在膜蛋白三维结构的解析，
无论对整个细胞重要功能的深入探索，
还是从后基因组研究考虑都是十分重要的。
• 此外，内在膜蛋白三维结构的解析也有很明显的的 应用前景，与医学的关系尤为密切。有人估计， 50%的受体和通道可能是药物的靶标。内在膜蛋白 的异常与一些遗传病【如囊性纤维变性受体(cystic fibrosis)】癌症甚至神经退行性疾病【如老年性痴 呆（Alzheimer disease）、铂金森病（ Parkinson’s disease）】等
目前的研究表明，HCV E1、E2蛋白通过非共 价键相连形成异源二聚体，代表了HCV包膜糖 蛋白的天然构象。
HCV包膜糖蛋白的体液免疫 HCV外膜区B细胞表位。
病毒的包膜蛋白对于宿主产生体液免疫反应很重要， 因为宿主首先接触的是包膜蛋白，而且这些蛋白的表 达水平较高；宿主的保护性免疫常依赖于针对病毒表 面蛋白的抗体，该抗体能阻断病毒与敏感细胞的结合， 也可能通过加强细胞免疫清除病毒
丙型肝炎病毒（HCV）
HCV属于黄病毒家族的一员，其基因组全长约9.4kb，编码3010～ 3 033个氨基酸的多蛋白前体。
E1糖蛋白是一个约30～35kD的糖基化蛋白， 含N-糖基化位点5～6个，脱糖基后为21kD。 E2糖蛋白含糖基化位点约11个，其糖蛋白的 分子量为58kD～70kD，在内源性糖基化酶 的作用下，得36kD～40kD的脱糖基蛋白。