融合标签技术在膜蛋白结构研究中的应用

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1、万方数据138L生ETrE物RSIN技BIOT术ECHN通OI。OG讯Y⋯V01．2⋯0N·o．1-J—an．，200—9一H。·．，doi：10．3969／j．issn．1009-0002．2009．01．039融合标签技术在膜蛋白结构研究中的应用谢浩，郭小明武汉理工大学理学院生物科学与技术系，湖北武汉430070综述[摘要】膜蛋白高级结构的研究包括不同的层次，即膜蛋白拓扑学结构的研究、利用核磁共振技术和蛋白质晶体衍射技术对三维结构的研究，以及膜蛋白复合体的研究。在研究过程中，如果能够基于膜蛋白的拓扑学结构

2、预测，选择合适的蛋白质或多肽融合标签，利用基因融合技术在基因水平上对膜蛋白进行改造，可以产生含有融合标签的重组膜蛋白，不仅具有原有膜蛋白的功能活性，还具有融合标签所特有的生理生化特性。将会极大地促进膜蛋白结构和功能的研究。我们就目前膜蛋白结构研究中所涉及的融合标签技术及其应用策略和所取得的进展做一简述。[关键词】膜蛋白；融合标签；拓扑学结构；膜蛋白三维结构；膜蛋白复合体[中图分类号】Q51；Q78[文献标识码】A[文章编号】1009—0002(2009)01-0138-05ApplicationsofFusi

3、onTagsTechnologyinStructuralCharacterizationonMembraneProteinsX／EHao，GUOXiao-MingDepartmentofBiologiicalScienceandBiotechnology，InstituteofScience，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China[Abstract】Theresearchonadvancedstructureofmembraneproteinsaimstoi

4、nvestigatemembraneproteinsatdifferentstructurallevels，includingtopologicalstructuralcharacterization，3DstructuralcharacterizationwithNMRandX-raycrys-tallographytechnology，andstructuralcharacterizationofmembraneproteinscomplex．Basedonthetopologicalprediction

5、ofmembraneproteinsofinterest，appropriateproteinorpolypeptidefusiontagsareselectedandfusedtomembraneproteinsatgeneticlevelwithgenefusiontechnology．Resultanttaggedmembraneproteinsmayhavefunctionsoforiginalmembraneproteinstogetherwithbiochemicalpropertiesofthe

6、impartedfusiontag，whichgreatlycontributetothefunctionalandstructuralstudyofmembraneproteins．Inthisarticlethelatestbibliographywerereviewedrelatedtoapplications，strate·gies，andapproachesoffusiontagstechnologyinstructuralinvestigationOilmembraneproteins．[Keyw

7、ords】membraneproteins；fusiontags；topologicalstructure；3Dstructureofmembraneprotein；membraneproteincomplex膜蛋白，又称跨膜蛋白(transmembraneprotein)或整合膜蛋白(integralmembraneprotein)，嵌于细胞脂膜上，同细胞的许多生理过程相关，如通过载体系统和受体系统介导细胞质和细胞外环境间的物质交换和信息分子传递，通过光合系统和呼吸链系统实现能鼍的产生和转换等。膜蛋白的特点

8、为：①种类多，对现有真细菌、古细菌和真核生物基因组的研究表明，编码膜蛋白的基因占基因总数的20％一30％【”，而另一项对人类基因组的研究也预测，在人类基因中编码膜蛋白的基因占基因总数的15％-39％m；②数量少，多数膜蛋白的表达量少于细胞蛋白总量的0．1％翻；③通过跨膜区或共价键与磷脂双分子层相连，部分或全部嵌入膜内，有的则跨膜分布，具有一个或多个跨膜Ot螺旋或B折叠多肽片段，需要脂膜的存在以维持其