天花粉蛋白2.6A分辨率的晶体和分子结构

天花粉蛋白晶体已经在2.6A分辨率进行晶体学修正,本文将详细描述天花粉蛋白的晶体和分子结构,在总结8种核糖体失活蛋白氨基酸顺序规律的基础上,结合天花粉蛋白晶体和分子结构对15个最保守的氨基酸残基进行分析,发现Gin 156,Glul60,Arg 163和Glu189 4个最保守的极性氨基酸残基聚集在大小结构域交界处的分子表面上,构成了蛋白分子的活性中心。     

正交晶系天花粉蛋白2.4分辨率的晶体结构和分子结构

在酸性条件下(pH=5.4)培养出正交晶系天花粉蛋白晶体。用面探测器收集了X射线衍射强度数据。以C2空间群天花粉蛋白2.6分辨率的晶体结构中的分子模型作为已知结构模型,用分子置换法解出正交晶系P2_12_12_1空间群天花粉蛋白的晶体结构。所得到的初始结构模型先后用模拟退火法和立体化学制约的最小二乘修正技术对原子坐标及温度因子进行修正。最后在2.4分辨率范围内模型的β因子为0.197,键长的均方根误差为0.021,键角距离的均方根误差为0.081。分子结构模型与(2Fo—Fc)为系数的电子云密度图吻合得很好。键长键角合理。结构测定结果表明,P2_12_12_1;空间群天花粉蛋白的分子的空间结构与单斜晶系C2空间群中的分子结构甚为相似。     

天花粉蛋白低分辨率晶体结构的测定

本文测出:天花粉蛋白分子量为24000,有219个氨基酸残基。晶体属单斜晶系,空间群为C2,晶胞参数a=75.64埃,b=75.52埃,c=88.85埃,β=99.51°,每个不对称单元内含2个分子。 用UO_2Ac_2和K_2Pt(NO_2)_4浸泡获得两个重原子衍生物,按照多对同晶置换加反常散射的联合概率法求得母体相角,计算了5埃和4埃分辨率电子密度图,从图上分辨出两个独立分子的界面,分子大小约为45×40×35埃~3,每个分子中有4段棒状的电子密度更为清晰,可辨认为α-螺旋结构。     

天花粉蛋白1.73分辨率结构测定及其精化

本文报道了用面探测器收集一套1.73分辨率天花粉蛋白(TCS)正交晶体的X射线衍射数据,利用已知的α苦瓜子蛋白模型,取10—4范围的TCS强度数据,应用分子置换法测定了晶体结构,并且采用限制参数最小二乘法在10—1.73分辨率范围内修正模型结构。修正结果,晶体学R因子为0.186,键长标准偏差为0.013,键角标准偏差为2.48°,一个不对称单位中找到133个水分子。本文详细描述了天花粉蛋白分子的结构、温度因子、氢键、结合水、保守残基的分布以及分子间相互作用。保守残基14Tyr的羟基与157位的羰基氧形成的氢键,对维持活性部位构象有重要作用;保守残基160Glu和它在活性部位的构象对酶的催化活性起着关键性作用。     

正交晶系天花粉蛋白晶体的X射线研究——5(?)分辨率的三维Fourier综合

本文报道正交晶系的天花粉蛋白晶体系生长自酸性溶液(pH～5.4),其空间群是P_(2_12_12_1),a=38.23,b=76.18,c=79.12。每个不对称单位内含一个分子量为26000,由234个氨基酸残基组成的蛋白分子。用浸泡法获得了两个重原子衍生物:K_2PtCl_4和K_2HgI_4。采用多对同晶置换加反常散射的联合概率法求得母体相角,计算了5分辨率的电子密度图。从图上可分辨出每个独立分子的界面。初步结果表明,与生长自碱性溶液(pH～8.6)的单斜晶体中的分子相比,分子在酸性条件下没有发生剧烈的构象变化。     

天花粉蛋白分子的肽链走向

本文证明从4分辨率的电子密度图上确定了一条合理的肽走向。天花粉蛋白属于α β型结构。整个分子包含八段α-螺旋,约占残基总数37％;13条β链组成4个β折叠层,占残基总数32％。α-螺旋相对地处于分子的中心,而4个β折叠层分布在外围。这是天花粉蛋白结构的显著特点,这种结构排布方式尚未见文献报道。用坐标叠合方法获得了不对称单位内两分子叠合时的旋转矩阵和平移向量,叠合后的均方根误差是1.31。     

2.1分辨率A1-(L-色氨酸)胰岛素晶体结构研究

本文对A1修饰色氨酸胰岛素进行了晶体学的深入研究。晶体的空间群为R3,晶胞参数:a_H=80.3,c_H=37.5。应用立体化学制约最小二乘法并结合差值Fourier图人工分析对2.1的结构模型进行了多次调整和精化,最终偏离因子R=O.195。独立区两个A1-(L-色氨酸)胰岛素分子A链N端的A1色氨酸残基在电子密度图上表现十分清晰,其中分子ⅠA1色氨酸残基侧链具有两种构象。本文从结构角度推断三方四锌胰岛素分子Ⅱ的结构是一种低活性构象存在于六聚体内。此外,对有关胰岛素结构与功能的一些问题进行了讨论。     

天花粉蛋白的化学 Ⅲ.溴化氰降解片段CBa的氨基酸顺序

前文已初步报道了天花粉蛋白的理化性质和N-端的部分氨基酸顺序.结晶天花粉蛋白经琥珀酸酐处理所得的琥珀酰天花粉蛋白,在88％甲酸中经溴化氰降解后的产物通过Sephadex G-75凝胶柱层析,可分得6个峰(见图1).     

白鲢鱼胰岛素的晶体结构测定

本文继用旋转函数方法对白鲢鱼胰岛素分子在P2_12_12_1晶胞中的取向分析之后,以已知的二锌猪胰岛素分子为模型,应用平移函数及R因子搜索方法,确定了白鲢鱼胰岛素六聚体在晶胞中的位置。在这样得到的模型晶胞中,分子的堆积合理。利用现有的3.5衍射数据,对该模型进行了初步的约束参数最小二乘修正。用修正过的原子参数算得的电子密度图上,未投入修正的多肽链片段有相应的表现。     

天花粉蛋白分子的三维结构

本文报道了我们最近建立的单斜晶胞内一个不对称单元中两个天花粉蛋白分子的模型,指出蛋白分子结构可以划分为大小两个结构域以及二级结构的一些特点,描述了独立单元中以一种非对称方式相关联的两个蛋白分子的差异及其相互作用,并解释了重原子衍生物的结合位置。     

绿豆胰蛋白酶抑制剂Lys活力片段-牛胰蛋白酶复合物的晶体结构测定——分子置换法及3分辨率电子云密度图

本文以修正过的牛胰蛋白酶分子的坐标为模型,应用旋转函数法和平移函数法成功地求得了牛胰蛋白酶分子在绿豆胰蛋白酶抑制剂Lys活力片段(以下简称MBILF)-牛胰蛋白酶(以下简称BTRY)复合物晶体晶胞中的取向和位置。从正确放置于MBILF-BTRY复合物晶胞中的BTRY分子的坐标出发,用Sim权重方法算得的一套相角作为MBILF-BTRY复合物的相角,以2丨F_0|—丨F_(?)丨为系数所得到的3分辨率的电子密度图中,除了投入计算的BTRY分子本身的电子密度外,在BTRY的活性部位附近可以清晰地看到MBILF分子所对应的电子密度及其边界,抑制剂片段的线度约为15×15×25。     

天花粉蛋白一级结构的修正及不同产地天花粉蛋白的研究

胰蛋白酶酶解天花粉蛋白, 用高效液相色谱分离酶解肽段, 用顺序仪测定其有关肽段的顺序。用羧肽酶A, B, Y测定了天花粉蛋白C-端和天花粉蛋白溴化氰降解肽CB1的C-端顺序, 修正了我们1985年测定的天花粉蛋白一级结构, 证明天花粉蛋白由246(7)氨基酸残基所组成, 除C-端微观不均一外, 与Collins结果一致。同时比较了芜湖产天花粉蛋白一级结构与平湖产的天花粉蛋白一级结构, 没有发现两者的一级结构有差别。     

激光光散射研究天花粉蛋白的聚集过程

运用激光光散射技术研究天花粉蛋白在水溶液及不同浓度KSCN水溶液中的聚集过程．KSCN的加入能提高天花粉在水溶液中的稳定性. KSCN浓度大于0．5mol•L－1时，天花粉溶液透明、稳定，溶液中天花粉以单个分子与聚集体两种形式存在．聚集体主要是由约120个天花粉分子组成，平均流体力学半径Rh值约为49nm，在溶液中排列疏松，类似θ溶剂中的无规线团。     

计算机辅助的羧肽酶法测定多肽羧端顺序

在初步用计算机辅助的羧肽酶法测定了天花粉蛋白C-端顺序的基础上, 进一步设计了两个计算机程序-DPS程序和CPA程序. 用合成小肽和天然的肽对这两个计算机程序进行模型实验证明, 运用这两个程序能分别满意地从羧肽酶的酶解动力学曲线中获得重要的C-端顺序信息, 并测定了天花粉蛋白分子中未知肽段CB-3的C-端顺序为: -SerAlaSerAlaLeuHserOH, 这一顺序后来已经其他实验结果所证实. 本法不仅使C-端顺序测定延长至七个氨基酸, 而且还基本上解决了多肽或蛋白质含有多种多次重复氨基酸残基的C-端顺序测定.     

A1-(D-色氨酸)胰岛素晶体结构的研究

本文报道了Al-(D-色氨酸)胰岛素晶体结构的研究,其空间群为R3,晶胞参数:a_H=b_H=78.6,c_H=50.0,不对称单位包含两个分子。收集了2.2分辨率三个独立区的衍射数据并进行了处理。参考三方二锌和三方四锌猪胰岛素结构模型,以结构模型逐步逼近和立体化学制约最小二乘技术并结合差值Fourier图人工分析,对模型多次进行重建调整和精化,最终偏离因子R=0.218,独立区内两个Al色氨酸残基在电子密度图上表现十分清晰。本文对Al-(D-色氨酸)胰岛素在晶胞中的密堆积、构象之间的差异以及有关胰岛素结构与功能的一些问题进行了讨论。     

去B链羧端七肽胰岛素晶体结构的测定

去B链羧端七肽胰岛素(DHPI)晶体中不对称单位合二个分子,空间群P2_12_12_1。运用Patterson搜索技术确定了二个分子在晶胞中的取向,联合运用平移函数和R因子搜索测定了两个分子各自在晶胞中的位置。运用生物大分子刚体最小二乘修正技术和能量极小化最小二乘制约修正精化分子的取向和位置后,在6分辨率晶体学R因子下降到0.384。初始Fourier图显示,与天然胰岛素分子相较,DHPI分子的B链N端(B1—B8)和C端(B20—B23)肽段的构象有剧列变化,但A,B链的三段螺旋及其相对配置大体保持。     

3.0分辨率[L-Met]~(B0)牛胰岛素的晶体结构研究

基于[L-Met]_(BO)牛胰岛素(LMBBI)晶体的对称性和分子密堆积法的基本原理,确定了只使用一维的旋转和一维的平移即可确定分子在晶胞中的位置和取向的结构测定方案,依据此方案,使分子置换法的旋转函数的计算和用R因子搜索法精化旋转平移位置的计算大大简化。运用生物大分子刚体修正技术对模型进行了初步精化,用能量极小化的立体化学制约的最小二乘修正技术并辅以差值Fourier图人工分析对模型进行了调整和精化。在最终的电子密度图上,B链N端加长的L-Met在独立区两个分子中的表现比较清晰,相对于三方二锌猪胰岛素分子,B链N端的构象发生了较大的变化。     

1.2分辨率胰岛素晶体结构的修正

在1.2分辨率修正了三方二锌猪胰岛素的晶体结构。采用将广泛的立体化学观测量并入最小二乘方程加以制约的倒易空间修正方法。在对蛋白质非氢原子和氢原子、水及溶剂相分别进行各向同性温度因子的修正和校正之后,对胰岛素二体的全部非氢原子进行了两轮各向异性温度因子的修正.对于1.2范围内的20005个大于1σ的独立反射的最终R因子是0.128,与理想共价键长的均方根偏差是0.021。在最终的电子密度图上有清晰的原子水平的密度表现,硫原子的电子密度的各向异性分布表现明显。经各向异性温度因子修正后,电子密度的拟合情况有明显改善。     

中等分辨率的白鲢鱼胰岛素的晶体结构

胰岛素结构和功能研究的一条重要途径是分析来源于不同种属的胰岛素的结构。基于用分子置换法获得的白鲢鱼胰岛素正交晶体结构模型,使用2.8分辨率衍射强度数据和约束参数最小二乘法,对处于不同结晶环境的6个白鲢鱼胰岛素分子进行了晶体学修正。胰岛素结构的比较研究表明,6个白鲢鱼胰岛素分子具有非常相似但不等同的三维结构,它们的结构类似于已知的三方二锌猪胰岛素结构,但某些局部构象有明显的差异。     

苄氧羰酰脯氨酰丙氨酰苏氨酰叔丁酯晶体结构的研究

用X射线晶体学方法测定了含有保护基的三肽(Z-Pro-Ala-Thr(But)_2)的晶体结构和分子构象.其结晶属正交晶系,空间群为P2_12_12_1,晶胞参数a=29.557A,b=11.583A,c=8.830A,z=4.用PW-1100四圆衍射仪收集衍射强度数据,用直接法解结构,使用MULTAN-80计算机程序系统.用块矩阵最小二乘方法修正结构,最终的R=0.088(不包括氢原子). 分子中丙氨酸的构象趋近屏蔽式,形成肽链的转折.脯氨酸与保护基之间形成的“肽键“是顺式结构.脯氨酸侧链的吡咯烷环五个原子不在一个平面上,C~β和C~γ分别向相反方向偏离平面.相邻的肽基团平面之间的交角都接近90°.分子之间存在氢键,它使分子沿晶体z方向无限伸展形成分子链.晶体沿x和y方向的分子间作用力为范氏力.保护基(Z)在分子堆积中起重要作用。