蛋白质结构与功能分析（共9篇）
基于网络的蛋白质序列检索与核酸类似，从NCBI或利用SRS系统从EMBL检索。
1、疏水性
分
析
ExPASy的ProtScale
程
序（http:// PHDhtm: http:
EpitopeInfo: http://epitope-informatics.com/Links.htm
5、蛋白质功能预测 蛋白质序列分析的一般流程如下图。图1 蛋白质序列分析的一般流程（1）基于序列同源性分析的蛋白质功能预测 至少80个氨基酸长度范围内具有25%以上的序列一致性才提示可能的显著性意义。未知功能序列对库检索的一般分析策略如下： ①和运行Blastp程序的服务器（http://，将目的序列粘贴到输入框中，点击“search”即可。数据库PROSITE是由专家根据生物学知识审编的SWISS-PROT蛋白质序列中有生物学意义的位点（sites）、模式（patterns）和轮廓（profiles）的数据库，包括酶活性位点、辅因子结合位点、二硫键位点等。此库可以帮助确定新的蛋白质序列是否属已知的家族。其网址为： http://
PFAM: http://可用于对查询蛋白质序列相似性分析以确定其结构。
c、ISSD数据库
http://www.protein.bio.msu.su/issd/。d、HSSP数据库
http://www.sander.embl-heidelberg.de/hssp/。e、蛋白质结构分类数据库（SCOP）蛋白质结构分类数据库（structural classification of proteins，SCOP）http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/。f、Dali/FSSP数据库
http://www.embl-ebi.ac.uk/dali/。（2）蛋白质二级结构预测
蛋白质多重序列对齐结果进行蛋白质二级结构预测的PHD程序：
http://www.embl-heidelberg.de/predictprotein/predictprotein.html（3）蛋白质三级结构预测 a、与已知结构的序列比较
采用BlastP程序直接搜索NRL-3D、SCOP等数据库，如果在连续100个氨基酸范围内含有大于40%的一致性，那么在蛋白质结构上则具有较为显著的相似性。此种情况下，即预测中结果按照同源模建（homology modeling）方法能够提供详细而准确的结果。在25~40%之间则难以提供精确的结果。
如果无法在NRL-3D数据库找到匹配序列，下一步则是搜索HSSP数据库。最简单的方法是用BLAST或FASTA程序搜索蛋白质序列数据库（SWISS-PROT，Trembl，PIR）。序列检索系统（sequence retrieve system，SRS）能够提供大于25%的序列一致性。如果检出结果含有HSSP数据库的信息，那么在字段DR中会有注释。如果与HSSP数据库中的蛋白质含有超过25%的序列一致性，那么一般认为该蛋白质至少和HSSP数据库中的蛋白质具有相似的折叠模式。
b、同源模建
Swiss-Model服务器（http://www.expasy.ch/swissmod/SM_TOPPAGE.html）提供自动化财同源模建分析任务。c、穿针引线（threading）算法和折叠识别 有如下程序资源： TOPITS: http://www.embl-heidelberg.de/predictprotein/predictprotein.html frsvr
(fold
recognition
server): http://www.mbi.ucla.edu/people/frsvr/frsvr.html 123D: http://www-lmmb.ncifcrf.gov/~nicka/123D.html THEADER
and
THEADER2: http://globin.bio.warwick.ac.uk/~jones/threader.html http://globin.warwick.ac.uk/~jones/threader.html
7、蛋白质分子进化分析
同源蛋白质（homolog）进一步可分为直系同源（ortholog）和旁系同源（paralog）。前者指在不同物种中具有相同功能和共同起源和基因，后者则指在同一物种内具有不同功能、但也有共同起源的基因，例如同是起源于珠蛋白的α珠蛋白、β珠蛋白和肌红蛋白。
早期基于序列同源性来区分蛋白质家族的不同层次。由于在分子进化过程中，组成一个蛋白质序列的所有氨基酸并不具备同样的进化速率，具有重要功能位点的氨基酸显然进化较慢，因此单纯基于序列相似性并不合理。蛋白质进化过程中反映出重要氨基酸组群进化速率较慢而形成的保守性。这一结果体现在很多蛋白质家族成员之间蛋白质序列相似性可能只局限于某个序列区域或结构域中。因此，蛋白质超家族的概念已发展成为具有某种共同结构域的所有分子组成的分子集合。这一概念将蛋白质超家族进行了扩大。这一点也反映在PDB数据库的处理中，即PIR数据库不只依据序列的相似性，而且结合结构域的分析进行蛋白质家族和超家族分类。
蛋白质分类数据库（ProtoMap）：http://www.protomap.cs.huji.ac.il/。如果发现一个未知蛋白质序列和较多不同种属或同一种属的蛋白质序列具有较高的同源性（大于30%），那么提示待分析蛋白质序列可能是相应家族的成员，从而可从分子进化的角度对蛋白质序列进行综合分析。基本步骤包括：
①用待分析蛋白质序列检索蛋白质序列数据库，获取同源性较高的蛋白质序列。此过程可通过NCBI/Blastp程序分析。
②将所有相关序列组织成FASTA格式，作为后续进行Clustal W/X软件分析的输入数据。
1 材料与方法
1.1 材料
PEDV M蛋白氨基酸序列 (参考GenBank) 、GST-M’重组融合蛋白 (M’为含LJB/03株PEDV M蛋白N端47 aa的肽段) , 由辽宁医学院畜牧兽医学院重点实验室保存;针对LJB/03株PEDV M’蛋白的多克隆抗血清, 由辽宁医学院畜牧兽医学院重点实验室制备[2];抗PEDV 阳性、阴性血清, 由中国农业科学院哈尔滨兽医研究所田志军博士提供;抗CV777株PEDV M蛋白单抗, 由瑞士苏黎士大学Ackermann博士馈赠。
1.2 方法
1.2.1 M蛋白N端1~50
aa序列分析 以PEDV国际标准毒株CV777株和Brl/87株为参考, 利用DNAMAN软件对比分析4株PEDV中国分离株的氨基酸推导序列差异。
1.2.2 M蛋白的二级结构及其B细胞抗原表位分析
利用在线TMHMM Server v2.0和BcePred Prediction Server等软件对PEDV M蛋白分别进行二级结构分析及B细胞线性抗原结合位点预测, 该法综合了蛋白的疏水性或亲水性、可及性、可变性等方面因素。
1.2.3 M’蛋白抗原性鉴定
采用Western-blot分析、鉴定重组M’蛋白的免疫原性。
2 结果
2.1 PEDV M蛋白N端1~50 aa序列分析结果 (见图1)
注:划框部分为B细胞抗原位点;下划线部分为跨膜区。
由图1可见:与PEDV标准毒株 (CV777、Brl/87) M蛋白N端的1~50 aa相比, LZC株无变异;LJB/03株、JS-2004-2株分别有1处13Q和42A变异;QH株有2处变异分别为13Q和43I。
2.2 M蛋白二级结构及其B细胞抗原表位部分分析结果 (见图2)
由图2可见:M蛋白跨膜3次即20~38 aa、43~65 aa、75~97 aa, N端1~19 aa、66~74 aa为膜外区部分, 39~42 aa、98~226 aa为膜内区部分。如图1划框区所示, LZC株、JS-2004-2株与标准株M蛋白N端膜外区的1~19 aa内B细胞抗原表位均为S5IPVDEVI12 8个氨基酸序列;而相应LJB/03株、QH株的B细胞表位为S5IPVDEVIEHLR16 12个氨基酸序列, 说明13Q的变异引起了B细胞抗原结合位点的氨基酸序列预测范围扩大了4个。
2.3 M’蛋白抗原性鉴定结果 (见图3)
M.蛋白质Marker; 1.GST-M’蛋白 (分子质量约为31.5 ku) 与抗PEDV M蛋白单抗作用;2, 3.取自猪小肠内并经纯化的PEDV全病毒蛋白分别与自制的抗重组M’蛋白多抗血清和抗PEDV M蛋白单抗作用;4, 5.GST-M’蛋白分别与抗PEDV阳性血清 和阴性血清作用。
由图3可见, 经Western-blot分析GST-M’重组蛋白具有良好的免疫原性与反应原性, 可为应用合成肽抗原进行PEDV早期诊断制剂的开发提供重要数据参考。
3 讨论
PEDV M蛋白是由226个氨基酸组成的膜糖蛋白, 分子质量为27~32 ku, 有3个结构域, 暴露于病毒囊膜外的糖基化短的N末端区、中间的α螺旋区和膜内大的C末端区。由于M蛋白可与S、E甚至HE蛋白及其自身之间发生聚合反应, 因此M蛋白在病毒粒子的组装和出芽过程中发挥着重要作用。但有趣的是, 当将M蛋白N端膜外区序列切除后并不影响M蛋白发挥上述作用, 说明M蛋白的膜外区在病毒的组装与出芽过程为非必需成分[3]。那么是否M蛋白N端膜外区在病毒侵入宿主细胞前发生的膜融合过程中发挥某些作用尚无相关报道, 需进一步研究证实。在构成抗原条件的易接近性、亲水性等因素方面, 图1、图2经软件分析结果显示, 本研究中的重组蛋白GST-M’包含的膜外区N端1~19 aa序列是有效的抗原表位区[4], 其预测核心序列为S5IPVDEVIEHLR16 和S5IPVDEVI12。虽然LJB/03株PEDV M蛋白N端有1处13Q变异使其被预测的B细胞抗原结合位点 (S5IPVDEVIEHLR16) 较CV777株的S5IPVDEVI12氨基酸序列范围扩大了4个, 但Western-blot分析结果 (见图3) 表明, 针对CV777株PEDV M蛋白的单抗与GST-M’发生特异免疫反应, 这表明此处肽段的B细胞抗原结合位点并未受13Q的变异影响而改变[4,5], 据此可以推断S5IPVDEVI12 为B细胞抗原结合位点的核心序列。这一定位为有效利用PEDV M蛋白N端膜外区进行后续的应用性研究如针对PEDV的诊断试剂的开发或方法的建立提供了依据。
参考文献
[1]UTIGER A, TOBLER K, BRIDGEN A, et al.Identification ofroteins specified by Porcine epidemic diarrhea virus[J].Adv ExpMed Biol, 1995, 380 (2) :87-90.
[2]FAN J H, LI Y J.Cloning and sequence analysis of the M gene ofPorcine epidemic diarrhea virus LJB/03[J].Virus Genes, 2005, 30 (1) :69-73.
[3]UTIGER A, TOBLER K, BRIDGEN A, et al.Identification of themembrane protein of Porcine epidemic diarrhea virus[J].VirusGenes, 1995, 10 (2) :137-148.
[4]CHENJ F, SUND B, WANG C B, et al.Molecular characterizationand phylogenetic analysis of membrane protein genes of Porcine epi-demic diarrhea virus isolates in China[J].Virus Genes, 2008, 36:355-364.
【中图分类号】R4 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8801（2016）03-0004-02
钠氢交换蛋白（NHE1）家族是一类存在于所有真核细胞、定位于胞膜上的跨膜转运蛋白，又有“管家蛋白”之称。一方面它是NHEs家族中的最早被发现的。另一方面，是由于它的功能直接关系到整个细胞的生死存亡：它在正常生理状态下主要是调节细胞内的酸碱度、维持细胞正常体积；它在异常生理状态中如在肿瘤中参与调节细胞的伪足形成、增殖、迁移和侵袭；在心血管疾病中与心肌肥大、心肌缺血再灌注造成的损伤有关[1]；在近端肾小管中涉及水钠的重吸收及肾细胞的凋亡[2]；在脑损伤后神经元缺血缺氧的状态下抑制NHE1的表达和活性又可以起到保护神经元的作用，等等。在现有的研究中，NHE1发挥作用最主要是自身的活化，最主要的活化形式是磷酸化，完成磷酸化形式除了可以与蛋白结合，它自身还有很多磷酸基团结合位点。当它的生理作用和机制逐一被挖掘出来后，它的特异性抑制剂不断研发推进，如何让NHE1扬长避短，变身治疗疾症和肿瘤的利剑，成为临床医师最为关注的研究热点。
1、NHE1的结构和生理功能
1.1 NHE1的结构
1996年，Sardet首次阐述钠氢交换蛋白（钠氢泵）NHE1是一种糖蛋白，广泛表达在细胞膜上。最新的研究表明，NHE1由815个氨基酸组成，其中1-500位氨基酸组成N-terminal疏水膜，而501-815位氨基酸组成C-terminal亲水膜。N-terminal由12个α螺旋跨膜结构域构成，行使NHE1的主要职责既通过等比例对换胞内的氢离子和胞外的钠离子来调节细胞内的酸碱度（pHi），该区域也被认为是NHE1抑制剂的结合区[21]。从以往的文献来看，对N-terminal研究地比较多，也比较明确。研究发现在N-terminal的氨基酸有突变情况发生的时候，可以导致一些TM发生改变，从而赋予了它抵抗抑制剂的能力，甚至原有功能的丧失。至于C-terminal，它有很多磷酸基团和蛋白结合的结合位点，通过磷酸化和与其他蛋白的作用来调节NHE1的活性。通过剖析它的氨基酸结构我们可以推测它的生理作用远远不止调节pHi，可能还有其他重要的功能，影响着细胞的正常运转和疾病转归。
2.1 NHE1的生理功能
2.1.1调节细胞分化和体积
Li等人在 2009阐述了NHE1蛋白的表达有助于胚胎干细胞分化为心肌细胞。这与最近Mark D 阐述的永生化大鼠近端小管细胞（rat proximal tubule cells，RPTCs）的分化过程中，NHE1的表达/激活是增加的结论相一致。但是，还不能肯定NHE1的表达/激活的增加能促进分化。在高渗环境的刺激下NHE1会发挥调节细胞体积的作用来减缓细胞凋亡。综上所述，NHE1有多种调节细胞的功能如调控细胞分化和体积，但是二者是否互为充分必要条件仍然存在不同见解，需要更多的研究数据解决这一问题。
2.1.2调节细胞的凋亡
Carraro-Lacroix 等人在使用顺铂诱导肾近端小管细胞凋亡的过程中，发现NHE1会通过激活丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶B来抵抗细胞凋亡。这与Manucha和Darmellah等人的结论不谋而合，在输尿管梗阻的新生大鼠模型中，抑制NHE1的表达加速了小管上皮细胞的凋亡。与此同时，也有与之截然相反的研究结论，Karki 等人在对心肌细胞进行缺氧-复氧的处理后，NHE1的过表达却推进了心肌细胞的凋亡。在近期的研究中发现干扰一种鸟苷酸激酶，可以改变膜转运功能，进而影响NHE1介导心肌细胞凋亡的过程。由此可知，NHE1到底在细胞生存凋亡中扮演什么角色还要视细胞种类而定。进而也可推断，可能存在多种途径、多种成分调控NHE1参与细胞生存凋亡过程。
可以明确的是，NHE1基因在乳腺癌、黑色素瘤和肾癌等多种肿瘤细胞中呈高表达。进一步发现，NHE1可被各种肿瘤发生刺激因子以及各种化学试剂和药物过度活化。然后在这种种的刺激因子中，很多都离不开最后一步，就是磷酸化NHE1来达到活化NHE1的目的。
3、NHE1的磷酸化
Salazar率先阐述了在凝血酶和生长因子处理后，NHE1的磷酸化水平显著提高，Wakabayashi 等随后也报道了NHE1主要的磷酸结合位点位于C-terminal的636-815位氨基酸。敲除这些结合位点可减少50%生长因子对胞质碱化的作用。有磷酸化就会有去磷酸化，磷酸酶蛋白，如磷酸酶蛋白1、磷酸酶蛋白2A就被Misik等人证明它们均是通过去磷酸化作用来终止NHE1的活性。除了这两种直接磷酸化/去磷酸化作用，还有很多不同的生化途径在NHE1的磷酸化/去磷酸化的途径中发挥了不可小觑的作用。
3.1 MPK-GPCRs 通路
GPCRs（G protein coupled receptors）指的是包含有七种细胞膜表面受体的胞外结构域，与配体结合，通过鸟嘌呤绑定蛋白作为媒介，与胞内结构域传递信号。GPCRs由α、β和γ三个亚单位组成。Gα有四个原始家族成员G个s、G个i、G个q、G个11/12组成。Gα与其他两个亚单位的不同之处在于它可以激活效应器和酶类如腺苷酸环化酶和磷脂酶C。激活Gαq能观察到NHE1对pHi的敏感性明显提高，提示NHE1被激活。G2可以被多种αⅠ-AR激动剂激活。
3.2 MARKs
MARKs，尤其是ERK1/2和p38MARKs（p38），在通过GPCRs途径活化NHE1过程中起着重要作用。有很多刺激因子如 PE和生长因子可以通过激活ERK途径，最终活化NHE1。Ras是MARKs信号途径的一个中间蛋白，属于GDP蛋白的一种，它可能可以同时激活NHE和ERK。在这个过程中ERK就像一个筛子过滤出可以激活NHE1的细胞外刺激因子，这有助于Gγ更好地与ERK结合来磷酸化NHE1，从而激活NHE1。这些充分说明MARKs活化NHE1是通过ERK1/2途径。另外，近来的研究证实ERK1/2是NHE1的上游因子之一，提示激活ERK1/2会伴随NHE1的活化。
3.3 RSK家族
RSK是ERK1/2途径的下游效应器，RSK家族由四个RSK亚型（RSK1-4）构成。虽然Karki 等人在2010年就证实激活RSK1和RSK2可以磷酸化C-terminal的Ser703，它是14-3-3绑定蛋白序列的残基端，从而激活NHE1；而且，激活如AngⅡ一类的受体同样也可以通过磷酸化RSK来激活NHE1。既然RSK促使NHE1活化作用已经很明确了，下一步应该更深入地研究RSK是不是在所有的细胞中都能磷酸化NHE1；通过RSK磷酸化的NHE1是不是能起到正确开启NHE1生理作用。
4、NHE1的抑制剂
至今为止，人们发现了数种NHE1的特异性抑制剂。阿米洛利（Amiloride）衍生物， EIPA是第一代NHE1抑制剂。随后，第二代NHE1抑制剂也被研发出来，有EMD87850，卡立泊来德，依泊来德和BIIB513。其中BIIB513是这三者中最具特异性的NHE1抑制剂。第二代抑制剂有效的选择性地抑制NHE1和NHE2，BIIB513的抑制能力是卡立泊来德的八倍左右。第三代为沙泊来德及其衍生物。在大鼠心肌缺血再灌注模型中，第三代抑制剂表现出很好的心肌保护能力。根据资料统计，在体内外研究中，第一代阿米洛利和第二代卡立泊来德是应用最广的抑制剂，已经被临床证实有效并在推广应用。而第三代沙泊来德及其衍生物在动物模型中表现出更加优越的抑制性。综上所述，需要更多的实验和临床数据挑选出最合理有效的抑制剂以用于临床疾病的治疗。
参考文献
[1]Chang H B， Gao X， Nepomuceno R， et al. Na+/H+ exchanger in the regulation of platelet activation and paradoxical effects of cariporide[J]. Experimental neurology， 2015， 272： 11-16.
含有补体控制蛋白结构域的蛋白质的结构和功能
补体控制蛋白(CCP)结构域分布广泛,含有CCP结构域的蛋白质在补体调节、机体排异和抵御微生物侵袭,甚至肿瘤发生发展等方面具有重要的功能.现在发现的含CCP结构域的蛋白质大约有100多种.我们综述了CCP结构域的基本特征,简要介绍了有代表性的含CCP结构域的.蛋白质的功能.
作 者：冯帆 韩聚强 叶棋浓 FENG Fan HAN Ju-Qiang YE Qi-Nong 作者单位：军事医学科学院,生物工程研究所,北京,100850刊 名：生物技术通讯 ISTIC英文刊名：LETTERS IN BIOTECHNOLOGY年，卷(期)：201021(2)分类号：Q25 R392.1关键词：补体控制蛋白结构域 补体 结构 功能
GESTs(gene expression similarity and taxonomy similarity)是结合基因表达相似性和基因功能分类体系Gene Ontology(GO)中的功能概念相似性测度进行功能预测的新方法.将此预测算法推广应用于蛋白质互相作用数据,并提出了几种在蛋白质互作网络中为功能待测蛋白质筛选邻居的`方法.与已有的其它蛋白质功能预测方法不同,新方法在学习过程中自动地从功能分类体系中的各个功能类中选择最合适的尽可能具体细致的功能类,利用注释于其相近功能类中的互作邻居蛋白质支持对此具体功能类的预测.使用MIPS提供的酵母蛋白质互作信息与一套基因表达谱数据,利用特别针对GO体系结构层次特点设计的3种测度,评价对GO知识体系中的生物过程分支进行蛋白质功能预测的效果.结果显示,利用文中的方法,可以大范围预测蛋白质的精细功能.此外,还利用此方法对2004年底Gene Ontology上未知功能的蛋白质进行预测,其中部分预测结果在2006年4月发布的SGD注释数据中已经得到了证实.
作 者：高磊 李霞 郭政 朱明珠 李彦辉 饶绍奇 作者单位：高磊,朱明珠,李彦辉(哈尔滨医科大学生物信息学系,哈尔滨,150086)
李霞,郭政(哈尔滨医科大学生物信息学系,哈尔滨,150086;同济大学生命科学与技术学院,上海,200092)
饶绍奇(哈尔滨医科大学生物信息学系,哈尔滨,150086;Departments of Molecular Cardiology and Cardiovascular Medicine,the Cleveland Clinic Foundation,9500 Euclid Avenue,Cleveland, Ohio 44195,USA)
肝脏及常见肝病
危志福 食品院
生物工程 生工112 18411205 武枫林 职称: 副教授
2012 年 12 月 15 日
题 姓 学 专
班学指导教师 肝及常见肝病
【摘要】肝，是人体最大的腺体，最重要的消化器官、代谢器官和防御器官，也是胎儿的主要造血器官，人体新陈代谢的枢纽。肝脏也制造消化系统中的胆汁。大部分的肝脏疾病都会有黄疸症状，这是由于肝脏无法继续将胆红素排出所以就在体内累积。
【关键词】形态 结构 功能 肝病
【引言】肝脏是人体的一个巨大的“化工厂”，了解肝脏以及生活中常见的肝病对人的身体健康有着重要的意义。
（一）．形态结构
人的肝脏位于右季肋部及上腹部，上部紧贴膈肌，与右肺和心脏相邻；下面与胃、十二指肠，结肠右曲相邻；后面接触右肾、肾上腺和食管喷门部，是人体最大的腺体，红褐色，质软而脆，呈楔形，右端圆钝，左端扁薄，可分为上、下两面，前后两缘，左右两叶，上面突起浑圆，与膈肌接触，下面较扁平，与胃、十二指肠、胆囊和结肠相邻。
肝上界与膈肌的位置一致，约在右侧第五肋间，肝脏有一定的活动度，可随体位的改变和呼吸而上下移动；肝下界一般不超过肋弓，正常情况下在肋缘下摸不到，有时在剑突下可触及，但一般不超过
3cm，而小儿多可在肋缘下触及。
自下腔静脉左缘至胆囊窝中点的正中裂将肝脏分为左半肝和右半肝。自脉切迹至肝左静脉入下腔静脉处的左叶间裂将左半肝分为左内叶和左外叶，左段间裂将左外叶分为上下两段。肝右叶间裂将右半肝分为右前叶和右后叶，右段间裂又将右前叶、右后叶分别分成上下两段。
肝脏横沟内有门静脉、肝动脉、肝管、神经及淋巴管出入称为肝门。门静脉和肝动脉这两条血管均被包绕在结缔组织鞘内，经肝门(或称第一肝门)进入肝脏，以后就像树枝分叉样分布于腺泡内。由肝腺泡边缘肝小静脉(即中央静脉)汇合成较大的肝静脉分支，最后汇合成的肝静脉主干，进入下腔静脉，称第二肝门。
肝的后面肝短静脉有至
少3～4条，多至 7～8条小静脉注入下腔静脉，称第三肝门。
（二）.功能
一、代谢功能：①糖代谢：饮食中的淀粉和糖类消化后变成葡萄糖经肠道吸收，肝脏将它合成肝糖原贮存起来；当机体需要时，肝细胞又能把肝糖原分解为葡萄糖供机体利用。
② 蛋白质代谢：肝脏是人体白蛋白唯一的合成器官；γ球蛋以外的球蛋白、酶蛋白及血浆蛋白的生成、维持及调节都要肝脏参与；氨基酸代谢如脱氨基反应、尿素合成及氨的处理均在肝脏内进行。
③ 脂肪代谢：脂肪的合成和释放、脂肪酸分解、酮体生成与氧化、胆固醇与磷脂的合成、脂蛋白合成和运输等均在肝脏内进行。
④ 维生素代谢：许多维生素如A B C D和K的合成与储存均与肝脏密切相关。肝脏明显受损时会出现维生素代谢异常。⑤ 激素代谢：肝脏参与激素的灭活，当肝功长期损害时可出现性激素失调。
二、胆汁生成和排泄：胆红素的摄取、结合和排泄，胆汁酸的生成和排泄都由肝脏承担。肝细胞制造、分泌的胆汁，经胆管输送到胆囊，胆囊浓缩后排放入小肠，帮助脂肪的消化和吸收。
三、解毒作用：人体代谢过程中所产生的一些有害废物及外来的毒物、毒素、药物的代谢和分解产物，均在肝脏解毒。
四、免疫功能：肝脏是最大的网状内皮细胞吞噬系统，它能通过吞噬、隔离和消除入侵和内生的各种抗原。
五、凝血功能：几乎所有的凝血因子都由肝脏制造，肝脏在人体凝血和抗凝两个系统的动态平衡中起着重要的调节作用。肝功破坏的严重程度常与凝血障碍的程度相平行，临床上常见有些肝硬化患者因肝功衰竭而致出血甚至死亡。
六、其它：肝脏参与人体血容量的调节、热量的产生和水、电解质的调节。如肝脏损害时对钠、钾、铁、磷、等电解质调节失衡，常见的是水钠在体内潴留，引起水肿、腹水等。
(三).常见的肝病
常见的肝病有肝炎、肝硬化、肝脓肿、原发性肝癌等，肝炎主要以慢性肝炎为主，按病因学分为慢性病毒性肝炎、自身免疫性肝炎、药物毒性肝炎、遗传性疾病以及其它原因不明的慢性肝炎。而病毒性肝炎以乙型肝炎最为常见，乙肝病毒是一种世界性传染疾病，据统计全球携带乙肝表面抗原的人数超过2.8亿，中国是乙肝的高发区，目前有现症的慢性乙型肝炎约3000万人，每年国内死于乙肝后肝硬化者有40万人。1.乙型肝炎
乙型病毒性肝炎，简称乙肝，是一种由乙型肝炎病毒（HBV）感染机体后所引起的疾病。乙型肝炎病毒是一种嗜肝病毒，主要存在于肝细胞内并损害肝细胞，引起肝细胞炎症、坏死、纤维化。乙型病毒性肝炎分急性和慢性两种。急性乙型肝炎在成年人中90%可自愈，而慢性乙型肝炎表现不一，分为慢性乙肝携带者、慢性活动性乙型肝炎、乙肝肝硬化等。我国目前乙肝病毒携带率为7.18%，其中约三分之一有反复肝损害，表现为活动性的乙型肝炎或者肝硬化。随着乙肝疫苗的推广应用，我国乙肝病毒感染率逐年下降，5岁以下儿童的HBsAg携带率仅为0.96%。2.脂肪肝
脂肪肝，是指由于各种原因引起的肝细胞内脂肪堆积过多的病变。脂肪性肝病正严重威胁国人的健康，成为仅次于病毒性肝炎的第二大肝病，已被公认为隐蔽性肝硬化的常见原因。脂肪肝是一种常见的临床现象，而非一种独立的疾病。其临床表现轻者无症状，重者病情凶猛。脂肪肝按病原分类可分为酒精性脂肪肝、非酒精性脂肪肝。
酒精性脂肪肝是指由于长期大量饮酒导致的肝脏疾病。
非酒精性脂肪肝病（NAFLD）是指除酒精外和其他名明确的损肝因素所致的，以弥漫性肝细胞大泡性脂肪变为主要特征的临床病理综合症。包括单纯性脂肪肝以及由其演变的脂肪性肝炎（NASH）和肝硬化，胰岛素抵抗和遗传易感染性与其发病关系密切。随着肥胖和糖尿病的发病频率增加，NAFLD现已成为我国常见的慢性肝病之一，严重危害人民健康。3.肝硬化
肝硬化(hepatic cirrhosis)是临床常见的慢性进行性肝病，由一种或多种病因长期或反复作用形成的弥漫性肝损害。在我国大多数为肝炎后肝硬化，少部分为酒精性肝硬化和血吸虫性肝硬化。病理组织学上有广泛的肝细胞坏死、残存肝细胞结节性再生、结缔组织增生与纤维隔形成，导致肝小叶结构破坏和假小叶形成，肝脏逐渐变形、变硬而发展为肝硬化。早期由于肝脏代偿功能较强可无明显症状，后期则以肝功能损害和门脉高压为主要表现，并有多系统受累，晚期常出现上消化道出血、肝性脑病、继发感染、脾功能亢进、腹水、癌变等并发症。4．原发性肝癌
原发性肝癌是最常见的消化系统恶性肿瘤之一，严重威胁人民群众的生命及健康。男性发病率高于女性，全世界每年新发肝癌患者约六十多万，居恶性肿瘤的第五位，东亚及环太平洋地区是肝癌高发地区，我国新发肝癌人数占全球人数一半以上。我国发病率高的原因在于我国乙肝患病人数多，丙型肝炎的发病率近年亦有明显的上升趋势，肝癌多在乙肝、丙肝等慢性肝炎后肝硬化的基础上产生。
参考文献
1.高寿征等编，《病毒性肝炎防治研究》, 人民卫生出版社，P162 2.中华医学会肝病学分会脂肪肝和酒精性肝病学组.酒精性肝病诊疗指南（2010年修订版）.中华肝脏病杂志,2010,18(3):167-170 3.黄志强 主译。希夫肝脏病学。第九版。化学工业出版社，2006.pp367-574 4.中华肝脏杂志2006年3月第14卷第3期
TRIM家族蛋白是一系列细胞内重要蛋白,它们参与细胞凋亡[1,2]、肿瘤形成[3,4]、细胞周期调控[5]和阻止HIV感染[6]等细胞内重要生化过程。TRIM家族蛋白也叫RBCC家族蛋白,它的氨基端三重基序是三个锌指结合结构域,包括一个RING finger、一个或两个B - box motif及一个coiled - coil region[7]。最新研究发现了一个TRIM家族的新成员—TRIM72,它仅在骨 骼肌和心 肌中特异 性表达[8]。 目前对TRIM72蛋白的研究主要集中在探索TRIM72蛋白在心肌、骨骼肌等组织中的功能。近年来随着TRIM72蛋白研究的不断深入,以往有所忽视的它在结构生物学以及应用等方面的研究也受到了越来越广泛的关注。笔者将从结构和功能等多角度介绍TRIM72蛋白的研究进展,并针对TRIM72蛋白未来的研究和应用等方面进行初步讨论。
1TRIM72蛋白的结构
人源TRIM72蛋白共有477个氨基酸,分子量为53k D,因最初在骨骼肌细胞中发现所以也叫做mitsugumin 53 ( MG53)[8]。TRIM72蛋白的一级结构示意图如图1A,氨基端三重基序的组合方式高度保守,自可形成一个完整的功能单元[7]。而该蛋白的羧基端则由PRY - SPRY结构域构成,该结构域由1个 α 螺旋、13个 β 折叠片和1个310螺旋组成[9]( 见图1B) 。 目前认为TRIM72蛋白的许多功能可能与其结构有直接关联,如RING finger可能参与蛋白泛素化降解过程[10,11],而coil - coiled中的亮氨酸拉链LZ1可能与TRIM72蛋白二聚化相关[12]。
2TRIM72蛋白的功能
2.1膜损伤的“分子绷带”
TRIM72蛋白为人们所熟知的功能便是参与肌肉膜修复。膜修复过程大致分为四个主要步骤( 见图2) : 响应膜损伤信号、招募膜修复因子、转运修复囊泡和膜融 合。目前普遍 认可的膜 修复模型 中, TRIM72蛋白主要参与膜修复过程的前三个步骤。在初始响应步骤中,外界流入的氧化物氧化了TRIM72蛋白并在coiled - coil区域的亮氨酸拉链帮助下促成TRIM72蛋白的寡聚化[8,12]。接着TRIM72蛋白作为膜修复复合物核心招募其他膜修复因子如dysferlin和caveolin - 3等,从而组建完整的膜修复复合物机器[13,14,15]。同时TRIM72蛋白通过识别囊泡和质膜上的磷脂酰丝氨酸并在驱动蛋白和肌球蛋白的帮助下将膜修复囊泡转运至膜损伤部位[8,16,17]。最后在钙离子激活的annexin和/或dysferlin作用下完成膜融合过程[18,19]。
A. TRIM72 蛋白的一级结构示意图。 B. 人源 TRIM72 蛋白 PRY -SPRY 结构域的三维结构示意图。( PDB ID: 3KB5)A. Schematic representation of overall domain architecture of human TRIM72 protein. B. Cartoon representation of overall PRY - SPRY domain.
2.2心肌细胞的“守护使者”
TRIM72蛋白不仅仅在骨骼肌中有表达,它在心肌细胞中也有特异性表达。TRIM72蛋白介导的膜转运过程可以帮助保持细胞表面的钾离子电流密度从而保证心肌细胞的完整动作电位完成[20]。TRIM72蛋白素有心肌细胞的“守护使者”美誉,它主要帮助心脏应对缺血/再灌注( IR) 等引起的损伤。在体内, 心肌细胞应对IR损伤时主要有两种内生机制—缺血预适应( IPC) 和缺血后适应( Post C)[21,22]。这两种机制都是通过激活细胞存活信号通路如RISK信号通路和SAFE信号通路 来保护心 肌细胞[23,24]。 TRIM72蛋白主要通过影响RISK信号通路调节IPC和Post C过程从而有效保护心脏。
2.3胰岛素抵抗和代谢紊乱的核心元素
胰岛素抵抗是肥胖和Ⅱ型糖尿病等代谢紊乱疾病的常见病因之一。TRIM72蛋白成为明星分子的另一个重要原因是研究者们发现它参与调控胰岛素生长因子和胰岛素信号通路,是引起胰岛素抵抗和代谢紊乱的核心元素。在研究过量表达TRIM72蛋白的转基因小鼠时,研究者们发现该小鼠表现出体重增加,血压升高和血中胆固醇水平升高的代谢综合症症状,并在无高脂饮食条件下表现出胰岛素抵抗[25]。 相反,TRIM72基因敲除小鼠则能抵抗高脂诱导的一系列代谢综合征。这表明TRIM72蛋白可能影响了整个肌肉组织的能量代谢。进一步的研究发现, TRIM72蛋白具有E3泛素连接酶的作用,在E2结合酶UBE2H的帮助下可以通过泛素 - 蛋白酶体途径降解胰岛素受体( IR) 和胰岛素受体底物1 ( IRS 1) ,抑制骨骼肌胰岛素信号传导,从而产生胰岛素抵抗甚至全身性代谢紊乱[13,25,26]( 见图3) 。另一方面,对TRIM72启动子的研究发现其远端的2个E boxes和并列的MEF2位点分别是Myo D和MEF2蛋白的结合位点,它们可以协同激活转录TRIM72蛋白[27],Myo D也是胰岛素信号通路中的重要一环。这与之前发现TRIM72蛋白参与负调控胰岛素信号通路过程相一致。此外,早前的研究也发现TRIM72蛋白还可以作为IRS - 1的拮抗剂从而抑制胰岛素生长因子( IGF) 诱导的肌细胞分化过程[28]。而最近已发现TRIM72蛋白不仅仅可以诱导IRS - 1泛素化降解,在骨骼肌肌生长过程中也可以靶定黏着斑激酶 ( FAK) 促使其泛素化降解[29]。综上所述,TRIM72蛋白在肌细胞分化、生长和能量代谢中调控了胰岛素生长因子和胰岛素信号通路。
2.4TRIM72蛋白结构和功能间的联系
目前对TRIM72蛋白的研究主要集中在发现和探讨TRIM72蛋白的多种功能和应用上,对TRIM72蛋白的结构机制研究还很少。然而蛋白质结构是蛋白质发挥生物学功能的基础,对TRIM72蛋白结构及结构 - 功能间关联性的深入研究更能帮助人们理解和应用TRIM72蛋白的功能。
对TRIM72蛋白的结构生物学研究显示,TRIM72蛋白自身的氧化在肌膜损伤识别和心肌细胞修复过程中起到了关键作用[8,30]。另外,TRIM72蛋白与胆固醇关系密切,首先启动膜修复时TRIM72蛋白的锚定点依靠的是识别膜损伤暴露胆固醇的聚合酶逆转录酶释放因子( PTRF,也叫做cavin - 1)[30,31],同时TRIM72蛋白在心肌细胞修复中也表现出了胆固醇依赖性[30]。通过构建不同结构域组合的TRIM72蛋白和免疫共沉淀实验还发现TRIM72蛋白的氨基端三重基序部分和Caveolin 3有相互作用,而羧基端的PRY - SPRY结构域则和RISK信号通路中的PI3K的p85亚基有相互作用[32]。另TRIM72蛋白可以激活Akt、ERK1 /2、GSK - 3β 等激酶因子,从而调控RISK信号通路[32,33,34]。
3TRIM72蛋白应用方面的进展和问题
3.1疾病的预防、诊断和治疗
TRIM72蛋白是新兴的膜修复蛋白,它被认为可以预防、诊断和治疗由细胞膜缺陷引起的多种疾病。 由细胞膜缺陷引起的疾病最为典型的是肌营养不良症,研究者们发现TRIM72基因敲除小鼠表现出了进行性肌营养不良症[35],而在杜氏肌营养不良症mdx鼠模型中注射重组表达的人源TRIM72蛋白可以减弱病症[36,37],同时TRIM72蛋白在肌聚糖复合物( δ - SG) 缺陷型TO - 2仓鼠中改善了仓鼠的肌肉和心脏功能[34]。这些实验说明TRIM72蛋白可以成为肌营养不良 症的治疗 新靶点[38]。另一方面,由于TRIM72蛋白氨基端的三重基序和羧基端的PRY结构域能直接 结合肌浆 内质网钙 离子 - ATP酶1a ( SERCA1a) ,并削弱SERCA1a的活性,所以TRIM72蛋白可以用于诊断和治疗由SERCA1a突变或SERCA1a活性减弱引发的Brody综合症[39]。
3.2新型生物标记物
心肌细胞坏死后,血液中常出现的一些坏死生物标记物,这些是心肌梗死诊断的重要依据。有研究者利用基于蛋白质组学的方法分析了双氧水诱导下幼鼠心肌细胞坏死后释放的蛋白,他们发现TRIM72蛋白也许可 以作为心 肌细胞坏 死的新型 生物标记物[40]。
3.3组织修复和再生医学
TRIM72蛋白既能在肌肉组织和心脏中起到调节和保护作用,又能在其他种类的细胞和组织中发挥生理功能[36,37,41,42,43]。如在急性肺损伤的动物模型中静脉注射重组人源TRIM72蛋白可以减轻它们的病症和肺气肿现象[41]; 同时TRIM72蛋白能和Caveolin 1蛋白一起在肺上皮细胞受损伤时增强细胞的修复能力[42]; 而在由氧化型低密度脂蛋白( ox - LDL) 诱导的骨髓干细胞 ( BMSCs) 损伤中,重组表达的人源TRIM72蛋白的处理还可以避免膜损伤而增加了骨髓干细胞的存活率[43]。这些正说明TRIM72蛋白有望应用在组织修复和再生医学中。
然而TRIM72蛋白在非肌肉组织中发挥修复功能的例子已是屡见不鲜,但并非每一例都成功。例如重组表达的人源TRIM72蛋白对止血带诱导的缺血/ 再灌注损伤的大鼠肌肉并没有起到保护作用[44]。这说明TRIM72蛋白在组织修复和再生医学中的应用可能还需要面对更多的挑战,如需解决物种特异性响应缺失问题等。
4展望
4.1深入探讨TRIM72蛋白在肌肉膜修复过程中的作用
目前对TRIM72蛋白在肌肉膜修复过程中的作用的研究还处于起步阶段,依然有许多问题值得我们深入探讨。( 1) TRIM72蛋白在肌肉膜修复过程中扮演着重要角色,然而在整个的修复过程中还存在其他膜修复 相关蛋白 如dysferlin。 那么dysferlin和TRIM72蛋白的关系如何,在膜修复中它们是相互独立还是协同? 它们在行使膜修复功能时是否有空间和时间上的先后顺序? ( 2) 有实验表明TRIM72蛋白在膜修复过程中是非钙离子依赖的[8],然而有实验证明dysferlin的C2A结构域与TRIM72二聚体直接的相互作用又是钙离子依赖型的[45],这是否有矛盾? ( 3) dysferlin在钙离子和calpain作用下分离出羧基端约72k Da的片段mini - dysferlin C72,它被证实可招募到膜损 伤部位和 质膜融合,而质膜部 分需要TRIM72蛋白协同L型钙离子通道进行预先的修饰[46],这种协同的修饰作用是如何完成的? ( 4) TRIM72蛋白可以结合不同种磷脂,只是各自的亲和力大小不同[47],这说明它也许可以在多种磷脂结合状态中动态转换。TRIM72蛋白结合多种磷脂的差别是否和TRIM72蛋白在修复过程中接近和远离质膜的动态过程相关? 这也许和TRIM72蛋白参与囊泡转运的过程相关,但TRIM72蛋白与磷脂的结合依然缺少结构生物学的证据。
4.2TRIM72蛋白的双重靶点身份
TRIM72蛋白在保护心肌细胞时,其自身的第144位半胱氨酸存在具有氧化和S - 亚硝基化修饰的双重靶点身份,即TRIM72蛋白的第144位半胱氨酸的S - 亚硝基化( SNO) 修饰可以保护TRIM72蛋白不被氧化降解,增加了心肌细胞的存活率,以改善心肌梗塞现象; 与此同时,TRIM72蛋白行使修复心肌膜功能时需要氧化型的TRIM72蛋白,氧化的靶点之一即为第144位的半胱氨酸,这种氧化型可以促进蛋白酶体介导的TRIM72蛋白降解,从而引发 细胞死亡[48,49]。这两种修饰阴阳互补又相互竞争并且靶定在同一个氨基酸上,那么TRIM72蛋白在不同条件下是如何协调这两种修饰,又是否需要其他蛋白进行辅助或从旁抑制,这些都需要后续深入研究。
4.3信号通路的补偿途径
TRIM72蛋白参与负调控调控胰岛素信号通路,那么当TRIM72蛋白促使IRS - 1泛素化降解后导致PI3K - AKT信号通路中断时,这条中断的信号通路又是否有其它补偿途径。有研究表明在TRIM72过量表达的转基因鼠的心脏中发现有ET - 1 - ERK-RSK - m TOR信号通路进行补偿[50],而这种信号通路间的cross talk是否有组织特异性? 激活补偿信号通路的靶点和/或感受器又是什么?
摘要：TRIM72蛋白是一个新发现的三重基序(tripartite motif,TRIM)家族蛋白,它由一个RING finger、一个B-box motif、一个coiled-coil region和羧基端的一个PRY-SPRY结构域构成。TRIM72蛋白在肌肉组织中参与肌细胞损伤后的膜修复过程,在心脏中参与抵抗心脏缺血/再灌注损伤等,并与肌细胞中的胰岛素信号通路之间存在关联性。虽然它仅在骨骼肌和心肌中特异性表达,但人们在一些其他种类的细胞中也观察到它的生理功能。此文从结构和功能的角度介绍TRIM72蛋白的研究进展,并针对TRIM72蛋白未来的研究和应用等方面进行了初步讨论。
各种蛋白质都有不同的功能性质，在食品加工过程发挥出不同的功能。根据其功能性 质的不同，选定适宜的蛋白质，确定用量，加入到食品中，使之与其它成分如糖、脂肪、水反应，可加工成理想的成品。
(一)以乳蛋白作为功能蛋白质
在生产冰淇淋和发泡奶油点心过程中，乳蛋白起着发泡剂和泡沫稳定剂的作用。乳蛋 白冰淇淋还有保香作用。在焙烤食品中加入脱脂乳粉，可以改善面团的吸水性，增大体 积，阻止水分的蒸发，控制气体的逸散速度，加强结构性。乳清中的蛋白质，具有较强的 耐搅打性，可用作西式点心的顶端配料，稳定泡沫，脱脂奶粉可以作为乳化剂添加到肉糜 中去，增强其保湿性。’
(二)以卵类蛋白作为功能蛋白质
卵类蛋白主要由蛋清蛋白和蛋黄蛋白组成。
蛋清蛋白的主要功能是促进食品的凝结、胶凝、发泡和成形。在搅打适当黏度的卵类 蛋白质的水分体系时，其中的蛋清蛋白的重叠的分子部分伸展开，捕捉并且滞留住气体，形成泡沫。卵类蛋白对泡沫有稳定作用。用鸡蛋作为揉制糕饼面团混合料时，蛋白质在 气一液界面上形成弹性膜，这时已有部分蛋白质凝结．把空气滞留在面团中，有利于发酵，防止气体逸散，面团体积增大，稳定蜂窝结构和外形。
蛋黄蛋白的主要功能是乳化及乳化稳定性。它常常吸附在油水界面上，促进产生并稳 定水包油乳状液。卵类蛋白能促进油脂在其它成分中的扩散，从而加强食品的黏稠度。
鸡蛋在调味汁和牛乳糊中不但起增稠作用，还可作为黏结剂和涂料，把易碎食品黏连 在一起，使它们在加工时不致散裂。
(三)以肌肉蛋白质作为功能蛋白质
肌肉蛋白的保水性是影响鲜肉滋味、嫩度和颜色的重要功能性质，也是影响肉类加工 质量的决定因素。肌肉中的水溶性肌浆蛋白和盐溶性肌纤蛋白的乳化性，对大批量肉类的 加工质量影响极大。肌肉蛋白的溶解性、溶胀性、黏着性和胶凝性，在食品加工中也很重 要。如胶凝性可以提高产品强度、韧性和组织性。蛋白的吸水、保水和保油性能，使食品 在加工时减少油水的流失量，阻止食品收缩；蛋白的黏着性有促进肉糜结合，免用黏着剂 的作用。
(四)以大豆蛋白质作为功能蛋白质
余胜泉、何克抗
北京师范大学现代教育技术研究所（100875），ysq@elec.bnu.edu.cn
基于互联网络的教学支持平台由四个子系统组成：（1）网络教学管理系统：主要实现教师管理，学生管理，课程管理，权限认证等教务管理功能；（2）网络教学子系统：提供一系列的网络教学支持工具，如多媒体授课、网上答疑、网上考试、网上作业、交流工具等等；（3）网络课件开发工具：实施模板式课程开发，实现教学资源的管理和重用，简化部署网络课程的难度，降低开发网络课程的技术要求；（4）教学资源管理：以学科为单位，集中管理各种形态的课程资源，包括媒体素材（文本、视频、音频、图形、动画等）、优秀论文、测验试题、典型案例、文献资料等等。本文详细介绍了我们开发的网络教学平台的体系结构与功能。
Web Based Instruction Support System has four main components:(1)Instruction management subsystem,(2)Instruction subsystem,(3)Web course developing tool,(4)Instruction resource management subsystem.This paper introduce the architecture and function of a web based instruction support system developed by our institute in detail.关键字 网络教学支持系统、网络教学平台、在线教育、在线教育支持系统
网上教学不仅仅是将教学材料在网上发布，而更多的是学生与教师之间、学生与学生之间的充分沟通与交流，由于远程教学教师与学生之间在空间上的分离，这种沟通与交流就显得尤为重要，另外，传统教学过程中一些保证教学质量的关键环节，如作业、考试、图书馆、笔记记录等，都应该能够在网上得到很好的支持。所有的沟通与交流以及关键教学环节的支持，都需要一些专用的工具来支持，而现有Internet技术并没有提供这些工具，因此需要进行工具开发。此外网上交互式的程序设计，是一般非计算机专业教师所难以做到的，因此迫切需要一套网上的教学支持平台，为教师在网上实施教学提供全面的工具支持，屏蔽程序设计的复杂性，使得教师能够集中精力于教学，也使得网上教学从简单的教学信息发布变成一个充满交互与交流的虚拟学习社区。
一个完整地网络教学平台应该由四个系统组成：网上教学支持系统、网上教务管理系统、网上课程开发工具和网上教学资源管理系统四个子系统，其体系结构如图1所示。
网络教学支持平台是建立在通用的Internet/Intranet基础之上的，专门为基于双向多媒体通信网络的远程教学而提供全面服务的软件系统，在丰富的学科资源的基础之上，学科教师根据教学要求与教学计划，并根据自己的教学特色，开发网络教学课件，借助于网络教学的一些支持工具，开展双向的远程教学，教学管理系统可以保障这种教学更加高效，也更加规范化。
一、网络教学
网络教学系统是一整套提供远程教学服务的系统软件，它以网络课件为核心，在教学管理系统的支持下，合理有效地利用学科教学资源，为实施全方位的现代远程教学提供服务，它将网络课件与学校的远程教学服务进行了有机的集成。网络教学系统不仅是先进计算机科学和技术水平的体现，更重要的是要符合现代化教育的一般规律，能够为远程教育提供一个真正高效的现代化教育手段。1．流媒体的授课
在互联网络上，要传输大数据量的视音频数据，必须采用流式技术，传统的文档是先下载完毕再查看，这对于多媒体信息并不适合。因为数据量大，用户在查看之前可能需要等待太长的时间。而流式技术则
网络教学管理系统网络教学系统是这样的一种技术，客户先下载文件的某一部分，解压缩该部注册认证师生交流工具讨论组分，并在文件的其它部分到来之
聊天室学生学籍档案电子邮件前开始播放该部分的内容。在回管理邮件列表新闻组放之前将会建立一个数据缓冲教师档案管理区。在前面下载的文件片段被播
行政公文管理放的同时，将下载多媒体文件的适应性学习系辅导答疑系统后续部分。统信息查询基于流式媒体的授课系统可以让用户点播教师授课的视频课件，也可以在网上实时看到教师的实况转播，在远程教育中有着巨大的应用前景。
（1）课件点播系统
课件点播系统其实就是一个适于教学的VOD（Video On Demand）视频点播系统，它与普通的VOD的区别是：课件点播不仅需要播放语音和视频，而且还需要同步播放教师授课的板书，大多是基于PowerPoint或HTML的讲稿。主要功能简要列表如下：
数据统计与分析作业评阅系统学习管理个别辅导协作监控疑难解答成绩管理学习进度管理学生模型虚拟实验系统远程考试系统网络题库系统流媒体课件点播系统计费管理系统配置与管理网络课程开发工具专业管理网络课程开发模板库课程管理Íø Âç ¿Î ³Ì授课实况的数字化：教师授课的学 科 教 学 资 源 库 管 理 系 统视频信息事先数字化，并转换为流媒体的兼容格式存储在服务学科媒体素材库学科文档资料学科课件库学科案例库学科题库库器中。同时教师授课时使用的音频、视频、动画、图形、文本PowerPoint或HTML的讲稿也在服务器端存贮。
视频和授课讲稿的同步播放：当CERNET、卫星电视教育网、Internet、Intranet网络支撑平台用户在客户端点播相应的课程时，教师的授课视频将和PowerPoint或HTML的讲稿同步播放。用户可以暂停到某一个PowerPoint或HTML的讲稿观看当时的授课实况，也可以暂停到某一段授课实况来观看相应的PowerPoint或HTML的讲稿。
电子教鞭：在播放视频和讲稿过程中，可以有各种类型的电子教鞭，教鞭运动由播放的视频时间控制，与视频同步，用以指示教学重点。
（2）流媒体广播同步授课
不同于点播，流媒体广播的同步授课并不事先存储视频而后播放，它在将视频数字化后不存储而直接广播到一组客户端播放。因此，它是实时和同步的。
支持多个教室的视频同时广播：多个视频流可以同时向不同的教室广播。用户可以在这些教室中进行切换，观看不同授课实况。
支持服务器端的广播数据备份：在流媒体服务器中能够将数字化后的流视频数据备份存贮以便为日后的点播服务。
2．适应性超媒体学习
由于参与远程学习的学员来自各行各业，他们没有一个统一的起点，能力参差不齐，因此，远程教学系统必须能够针对不同能力的学生，提供不同形式的教学。适应性超媒体教学指根据学生的个别能力特征，动态呈现与学习者当前学习能力最相关的基于超媒体教学内容。它有两个含义，首先是学习内容的选择上，系统根据学习历史记录和能力估计，选择学生没有掌握或是没有学习过的教学内容，这些学习内容是与当前学生能力最接近的。学习内容的选择与组织以认知单元为最小单元，一个认知单元就是教学目标中所规定的一个知识点，针对这一个小知识点所展开的教学内容称之为一个认知单元。每个学习阶段，可以选择一个或几个认知单元。其次，是在学习内容的组织上，系统将根据对学生估测的能力和学生的认知风格，选择最适合学习者的内容呈现方式。
3．测评系统
测评系统包括试题库、测验试卷的生成工具、测试过程控制系统和测试结果分析工具、作业布置与批阅工具。试题库的主要功能是将某门课程的试题资源按照一定的教育测量理论加以组织，为测试试卷的生成与作业的布置提供试题素材，并为学生考试成绩的评价提供学科结构的支持。测验试卷的生成工具就是要根据测试的目的，自动从试题库中抽出试题，组成符合教师考试意图的试卷，根据考试的目的不同，可以有智能组卷、相对评价组卷、绝对评价组卷等三种成卷方式，另外，还可以在同一要求下，生成不同的A、B卷，以防作弊。测试过程控制系统主要完成对网上测试过程的控制，如远程实时监控，在需要时锁定系统，不允许学生进行与测试无关的浏览，控制测试时间，到时自动交卷等。测试结果分析工具一般是根据每道题中的知识点和学生的答题情况，对一些教育测量指标作统计与分析，根据这些测量指标所具体指示的意义，调整教学过程中和活动，并对具体学生给出诊断，对下一步学习提出建议。另外还要以根据考试测验的统计数据，运用教育评估理论分析题目的质量，如区分度、难度等。作业布置与批阅工具可以在试题库系统的基础中，自动形成作业，并在网络上发布、收集和批阅。
4．自动答疑系统
自动答疑是一个适应性的知识库系统，它分自动答疑与人工答疑两大部份。在教学设计阶段，教师将本学科最常见的疑难问题按一定的组织方式，存放到领域知识库中，当学生在遇到疑难问题时，通过网络远程提交问题的描述，系统将根据学生提交的问题描述，对领域知识库进行智能搜索（主要采用的技术有中文词语的自动切分、全文检索、语义网络匹配、关键词索引等），按照检索内容相关程度的高低，将对该问题的解答呈现给学生。当在知识库中没有检索到对该问题的解答时，系统将通知学生，并采取两种方法进行后续处理：1）自动将问题通过电子邮件的方式发送到主持这门课程的学科教师，当教师对该问题进行回答后，系统将自动将解答发送到学生的电子信箱；2）将问题公布在答疑布告牌上，征求解答，有人对其解答后，系统将通过电子邮件通知该学生。之后，系统将对该问题的解答归纳到领域知识库中，以便其他学生遇到类似问题时，能给予自动应答。系统的完备性与智能性，将随着知识库的不断扩充，而不断得以扩大。自动答疑还提供在线答疑功能，学生登录到答疑室，便可以将问题发送到答疑室的公共白板上，主持教师或其他学生可对学生作出适当的解答，并将解答发送到公共白板
5．师生交互工具
师生之间的交流是教学活动中的一个十分重要的环节。通过交流，学生可以获得疑问的解答，教师也可以了解学生的当前学习状况。在远程教学活动中建立一个有效的交流环境能够使得分布在异地的师生方便地交流，从而能够有效地提高远程教学活动的质量。
为了有效地支持分布在异地的师生间交流，远程交流工具应该包括同步/异步讨论园地、课程电子邮箱、协同工作工具等基于文本的交流工具，另外还应通过桌面视音频会议系统来提供包括图形、语音、视频、电子白板等多媒体的支持。
6．学习管理系统
不管系统具备多么高的智能性，计算机并不能替代人类教师，计算机可以把人类从简单的重复性的智力劳动中解放出来，但教学过程中的高级诊断、管理、推理必须由人类教师来完成，可以说，缺乏人类教师参与的学习系统，不是一个完善的学习系统，在基于Internet的教学系统中，人类教师的参与仍然非常重要，它可以弥补计算机系统智能的不足。学习管理应具备的功能有：针对性的辅导、疑难解答、协作监控、实施智能化、个性化的远程学习环境、成绩管理、学习进度管理、学生工作区、课堂笔记本管理等等。
7．基于WEB的虚拟实验室
网络虚拟实验就是在WEB中创建出一个可视化的三维环境，其中每一个可视化的三维物体代表一种实验对象。通过鼠标的点击以及拖曳操作，用户可以进行虚拟的实验。网络虚拟实验室实现的基础是多媒体计算机技术、网络技术与仿真技术的结合。虚拟实验技术与认知模拟方法的结合也赋予虚拟实验室的智能化特征，无论是学生还是教师，都可以自由地、无顾虑地随时进入虚拟实验室操作仪器，进行各种实验。
二、网络教务管理系统
教学管理在远程教育中居于一个至关重要的地位，它起着调配教学资源、组织教学活动、总结教学数据等重要作用。教学管理系统使得教学能够顺利实施，也可实现整个教学管理过程的现代化和管理的规范化，另外还能及时、准确地反映教学现状，分析教学效果。教学管理可划分为三个相对独立的模块：课程管理、教务管理和系统管理，它为学生、教师、管理人员提供全面的服务。学生可以通过管理系统保存自己的个人档案，及时获取教学机构发布的最新信息，得到教师的帮助与辅导等；教师可通过管理系统设置课程与教学计划，查看学生的学习档案，提供有针对性的帮助；管理者可管理教师档案、学生档案、发布最新信息、对远程教学系统进行管理和维护等。
1．教务管理系统
注册认证、学生学籍档案管理、教师档案管理、数据统计与分析、信息查询、行政公文管理、教师评价管理、学生学习评价管理。2．专业与课程管理
专业、课程的管理：包括专业的设置、管理，专业课程的设置、管理，培养计划的制定和调整。
课程管理：包括设立课程，指定课程相关人员（如开发人员、授课人员、助教人员和学生）的权限和口令，分配建立与课程相关的设施，如邮箱、讨论区、网址等。
课程内容发布：将教师开发的课程内容，上载到相应的远程教学系统，在网上发布，实施网上教学。教学计划发布：发布某门课程的教学计划，提供查询、修改、删除等功能。
选课管理：学生可以在已有的网络课程中，选择某些课程进行学习，选课系统自动为学生配置课程学习的资源，并记录本课程学习的过程。
3．系统管理
系统设置、维护功能：它负责系统的日常维护，参数设置、数据备份和恢复。系统的安全性和数据的完整性、一致性主要由本模块来保证。
网络计费管理：提供采集计费源数据的功能；
权限控制：将系统用户划分为不同的角色，不同的角色指定不同的功能、不同的权限。对于不同权限的用户，只提供他所能访问的功能界面，控制无关信息的显示。
数据备份：定期对系统关键数据进行备份，并对备份档案作详细记录，一旦出现意外，系统能够根据备份数据和备份记录数据进行恢复。
三、网络课件开发工具
网络课件工具可以针对不同性质学科的特点，将该学科的教学模式抽象为多个可以直接套用的模板，并给与相应资源库的支持，有了丰富的资源和使用简单的教学设计模板，就可方便地完成多媒体课件对交互性的要求。在课件编写过程中，从总体的教学设计到具体的教学方法，从版面设置到对象属性设置，由于每一步都有模板和提示支持，经过较短时间的学习，普通教师就可以轻松地完成课件的编写工作。网络课件开发工具主要完成网上课件内容的表示，支持基本教学逻辑的设计。
四、教学资源管理系统
教学资源包括媒体素材库、试题素材库、案例库、网络课件库、文献资料库等。所有上述资源都分别建有其索引信息，以便快速地查询、浏览和存取，另外，资源的收集、编辑、修订等都是资料库能否得到充分利用的关键因素，需要一个强大的资源管理系统对它进行管理和支持。
教学资源管理系统主要功能是对各种教学资源进行采集、管理、检索和利用。教学资源库首先是按照学科来组织，其次按照素材类型来组织，每种类型的素材都需要标记不同的属性，便于归类存储和检索。各种资源按照其物理形态分类存储，并进行不同的属性标注。按资源类型划分，可分为媒体素材、试题、网络课件、案例、文献资料等多个管理模块。
五、参考文献
[1].Badrul H Khan，《WEB-Based Instruction（WBI）：An Introduction》，《Educational Media International》，1998，Vol 2；
