天然蛋白质
背景
概述
天然蛋白质，也被称为天然蛋白质，是从天然来源纯化的蛋白质。这些蛋白质可以来自人类、动物或爬行动物的全血、血清和血浆。此外，微生物和非微生物（如蛋清、动物皮）也是天然蛋白质的良好来源。天然蛋白质的特点是它们经历了一系列体内天然修饰过程，如前体蛋白裂解、二硫键形成、糖基化等。
在生物化学中，蛋白质的天然状态是其正确折叠和组装的形式，具有可操作的结构和功能。在生物物理学中，蛋白质的天然状态是由低熵和相对较低的分子内焓定义的。与使用蛋白质工程技术生成的重组蛋白质相比，天然蛋白质是从适当的生物体中获得的，不受热、化学和酶反应等外部因素的影响，并保持其自然折叠状态。
功能
有许多不同类型的天然蛋白质，每种天然蛋白质都有特定的功能。这对生物至关重要。
构建细胞和组织蛋白质是细胞和组织的主要成分，在细胞的结构维持、生长和修复中起着关键作用。
催化生物反应：某些蛋白质，如酶，能够加速化学反应，并充当代谢过程所必需的生物催化剂。
代谢过程的调节蛋白质参与调节体内代谢活动和维持生理平衡。
提供免疫保护：抗体等蛋白质在免疫系统中发挥作用，保护身体免受病原体的侵害。
进行材料运输和储存例如，血红蛋白负责氧的运输，而其他蛋白质则参与营养物质的储存。
支撑运动和结构：肌动蛋白和肌球蛋白等肌肉蛋白质参与肌肉收缩并支持身体运动。
参与信息传递：激素和受体等某些蛋白质参与细胞间的信号传递，调节生物体的多种功能。
应用
科学研究：天然蛋白-DNA偶联用于免疫PCR。天然蛋白质可以作为免疫生物测定（如ELISA和其他抗体测定）的对照。它们还可以用于蛋白质相互作用的研究或基于细胞的功能分析。
医学研究天然蛋白质用于研究其结构、功能以及与其他分子的相互作用。这些知识可以促进新药、材料和技术的开发。此外，通过检测某些蛋白标记物，可以诊断疾病、监测疾病进展并评估治疗效果。
药物开发通过研究和了解天然状态下蛋白质的结构和功能，天然蛋白质可用于药物靶点的筛选和确认。此外，天然聚合物，特别是基于蛋白质的生物材料，可以更好地解决合成材料的问题，因此在药物输送方面有着广泛的应用。
食品工业：天然蛋白质是健康饮食的重要组成部分，因为它们为身体提供了正常功能所需的构造块。它们存在于多种食物中，包括肉、鱼、蛋、乳制品以及豆类和坚果等植物来源。
生物技术：天然蛋白质用于生产生物燃料、酶和其他工业化学品。它们还可以用于基因工程，以创造具有理想性状的动植物新品种。
环境：天然蛋白质用于环境监测和修复工作，例如检测水和土壤中的污染物或从污染场所去除重金属。
案例研究
案例研究1：活性天然牛TSH蛋白(TSH-1315B型)
甲状腺激素是人类新陈代谢和早期发育的重要调节器。在植物保护产品的安全评估期间，在试验动物中观察到的化学诱导TH扰动与人类的相关性仍然不确定。欧洲监管机构要求进行后续体外研究，以阐明通过肝酶诱导对甲状腺功能或TH分解代谢的人类相关干扰。然而，基于单分子起始事件的人体体外试验不能很好地反映复杂的TH生物学和相关的肝-甲状腺轴。为了解决这一复杂性，研究人员提出了具有TH代谢关键功能的人体三维甲状腺和肝脏类器官。甲状腺模型类似于活体样滤泡结构和21天内TSH依赖性三碘甲状腺原氨酸的合成，这一合成被甲巯咪唑抑制。通过利福平、孕烯醇-16α-腈和β-萘黄酮诱导特异性CYP同工酶，证明了核受体PXR和AHR的激活。然而，这种核受体激活被认为是调节UDP-葡萄糖醛酸转移酶和硫转移酶的，在这种人源性肝细胞系模型中似乎对gT4和sT4的形成没有影响。
(朱莉娅·库伦茨（Julia Kühnlenz），2023年）
图1.静态培养21天后，非刺激（TSH-）和TSH-刺激（1 mIU/mL TSH）3D甲状腺模型的代表性免疫荧光染色。显示甲状腺球蛋白（TG，红色）、IV型胶原（COL IV，绿色）和细胞核（DAPI，蓝色）的蛋白表达。刻度30μm。
案例研究2：天然母乳乳铁蛋白APO(LTF-8196H型)
严重急性呼吸综合征冠状病毒2型（SARS-CoV-2）和相关疾病COVID-19的全球传播需要能够迅速识别并转化为临床护理的治疗干预措施。传统的药物发现方法失败率>90%，从靶点识别到临床应用可能需要10-15年。相反，药物的重新利用可以显著加快翻译速度。
从1425个美国食品和药物管理局（FDA）批准的化合物和临床候选化合物的库中，他们确定了17个抑制SARS-CoV-2感染的点击，并分析了它们在多个细胞系中的抗病毒活性。此外，他们发现Ras/Raf/MEK/ERK信号通路的抑制剂会加剧体外SARS-CoV-2感染。
(卡门·米拉贝利，2021年）
图2.经牛脱乳铁蛋白和全乳铁蛋白、天然人乳铁蛋白以及浓度为6250 nM的转铁蛋白治疗后，SARS-CoV-2感染Huh7细胞的百分比。
案例研究3：天然人类绒毛膜促性腺激素(CGA-8163H型)
流浪狗和自由流浪狗都是造成全球犬类严重过剩的原因。许多养狗人出于各种原因不愿意让他们的宠物去势，包括不愿意改变他们的狗的行为。对流浪狗和养狗进行非手术消毒有助于防止多余的垃圾。本研究的目的是比较将20%氯化钙溶液与95%乙醇混合注入睾丸或附睾头部的情况。在0、3、6和9个月时对动物进行精子质量、血清睾酮浓度和副作用的检查；在0个月和5个月时用超声造影（CEUS）增强睾丸实质或附睾的形态/改变；9个月时全部去势进行组织学检查。经过9个月的研究，所有接受CaCl2治疗的狗都因无精子症而不育。经CaCl2睾丸内治疗后，血清睾酮浓度显著降低。未发现任何不良反应。
(Raffaella Leoci，2019年）
图3：随着时间的推移，注射对各组血清睾酮水平的影响。随着时间的推移，其他三组的睾酮水平没有发现显著差异：附睾内注射CaCl2（IEca）、附睾注射盐水（IEsa）和睾丸内注射盐水（ITsa）（各n=37）。
案例研究4：天然人类血清性激素结合球蛋白(SHBG-8259H型)
维生素D缺乏与前列腺癌死亡率增加相关，并被假设为导致非裔美国人前列腺癌的侵袭性和差异性。最近发现前列腺上皮表达megalin，这是一种内化循环球蛋白结合荷尔蒙的内吞受体，提示细胞内前列腺荷尔蒙水平的调节。这与自由激素假说假设的激素被动扩散形成对比。在这里，研究人员证明，巨蛋白将与性激素结合球蛋白结合的睾酮导入前列腺细胞。
25-羟基维生素D（25D）可调节和抑制细胞系、患者源性前列腺上皮细胞和前列腺组织外植体中Megalin的表达。在患者中，激素之间的关系支持这种调节机制，因为非洲裔美国人的前列腺DHT水平较高，并且与血清25D水平呈负相关。根据Gleason分级，局部前列腺癌的Megalin水平降低。
(杰森·加西亚（Jason Garcia），2023年）
图4前列腺细胞表达巨蛋白并导入SHBG结合的T。SHBG-555（红色）导入具有DAPI（蓝色）核和F-肌动蛋白（绿色）细胞骨架反染色的细胞的可视化（×63）。LNCAP和22Rv1细胞在80%的汇合处与25 nmol/L T±125 nmol/L-人SHBG孵育。
案例研究5：天然人类MUC16蛋白(MUC16-1H型)
调查季前自我报告的心理韧性和自我调节策略是否能预测大学运动员的季后压力、心理健康、团队凝聚力和满意度。来自加拿大U-Sport大学的67名大学代表队运动员。运动员完成了季前和季后心理韧性、情绪调节、自我控制、团队凝聚力和满意度的测量。分析过程中采用了多种中介模型。季前情绪调节是心理韧性与季后压力感、心理健康感和团队凝聚力之间关系的重要中介。自我控制并不是一个重要的调节因素。总之，情绪调节在运动员感受到的压力、心理健康问题及其对团队凝聚力的评价中起着重要作用。研究情绪调节训练技术可能有助于研究学生和运动员的健康。
(Alison Crawford，2023年）
图5.左：OVCAR-3和HT29细胞MUC16表达的IHC分析。右：IHC分析
野生型（WT）或HuT小鼠气管、胃和卵巢中MUC16的表达。
优势
- 覆盖面广：来自20多个不同物种和近100个不同来源的1700多种天然蛋白质。
- 高质量：我们的天然蛋白质已经过不同方法的测试，以确保完整性和高纯度。
- 有 经验我们拥有在分子和细胞生物学领域拥有多年经验的专业研究团队。
- 定制服务：我们的咨询服务可以提供定制的解决方案，以满足客户的特定需求和要求。
常见问题解答
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Q： 天然蛋白质和合成蛋白质之间有什么区别？
A： 天然蛋白质是指那些在生物体中自然存在的蛋白质，而合成蛋白质是通过基因工程或化学合成在实验室中创造的。天然蛋白质经过数百万年的进化，在体内发挥了特定的功能，而合成蛋白质是为了模仿或增强这些功能而设计的。天然蛋白质通常比合成蛋白质更复杂和多样，合成蛋白质的结构和功能可能受到限制。此外，天然蛋白质可能会产生意想不到的副作用，或与体内其他分子发生相互作用，而合成蛋白质可以经过精心设计，将这些风险降至最低。
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Q： 天然蛋白质的来源是什么？
A： 天然蛋白质的来源是动物和植物。通常摄入蛋白质的动物包括鸡肉、牛肉、猪肉、鱼和鸡蛋。植物性蛋白质来源包括豆类、扁豆、豆腐、坚果和种子。
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Q： 天然蛋白质的提取和加工过程是什么？
A： 天然蛋白质的提取和加工包括以下几个步骤：采集原料、清洗和修整、研磨或切碎、提取蛋白质、过滤和分离、洗涤和脱盐、干燥。
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Q： 天然蛋白质结构分析的方法和技术有哪些？
A： 结构分析方法主要分为实验方法和预测方法。实验方法主要包括X射线晶体衍射、核磁共振和低温电子显微镜。
工具书类
- 米拉贝利C。； 等严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2型感染的形态学细胞图谱确定了新冠肺炎的药物再利用候选者。美国国家科学院程序. 2021;118（36）：e2105815118。
- 莱奥西·R。；等。睾丸内与附睾内氯化钙消毒剂对狗睾丸形态和生育能力的影响。病因学. 2019;127:153-160.
