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。     

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。     

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。     

鬼灯擎素的结构分析

本文报道了从鬼灯擎(Rodgersid aesculifolia Batal)中提取的鬼灯擎素(Bergenin)晶体的结构研究。鬼灯擎素晶体为正交晶系,C_(14)H_(18)O_(10),M_r=346.28,其晶胞参数a=7.468(9),b=13.899(4),c=14.228(0)A;空间群为P2_12_12_1;晶胞内分子数Z=4,D_c=1.5560g/cm~3,结构模型由SHELXTL程序解出;经Fourier合成和最小二乘修正,最后的偏离因子R=0.028。此外,利用晶体结构分析所得分子中各原子的坐标,以半经验分子轨道法CNDO/2程序计算了分子总能量、净电荷分布以及Wiberg键级等,并以此讨论了分子的反应活性中心。     

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。     

[Trp]~(B1)胰岛素的2分辨率结构

用2分辨率强度数据,以三方二锌猪胰岛素分子的原子坐标为初始模型,应用约束最小二乘方法对[Trp]~(B1)猪胰岛素结构进行了晶体学修正,R值下降到0.24。同三方二锌胰岛素相比,原来呈近似二重对称的两个独立分子的结构发生了不对称的变化。明显的构象变化产生在分子IB链N端和邻近残基A13的区域。     

精化的1.8埃分辨率胰岛素晶体结构——氢键网络和结合水

本文研究了胰岛素晶体中的氢键网络三种情况:螺旋氢键,分子自身极性基团间形成的非螺旋氢键,以及水分子与胰岛素分子间形成的氢键。它们形成错综复杂的交互作用,对胰岛素的结构和功能具有重要意义。修正后的结构显示了较可靠的水结构信息,表明晶胞中大约三分之一的水呈结合状态,它们与胰岛素分子且彼此以氢键结合。胰岛素分子各氨基酸残基的极性和荷电基团表现出最大限度结合氢键倾向,是稳定三维结构的重要因素。     

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。     

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。     

1.9分辨率(D-Ala)~(B_0)猪胰岛素晶体结构的研究

本文应用差值Fourier技术和制约立体化学参数最小二乘技术以二锌猪胰岛素模型为起点测定了1.9分辨率的(D-Ala)~(B0)猪胰岛素晶体结构,R因子为0.211,键长均方差为0.057。B_0残基的电子密度表现清晰。B_0的引入降低了B链N端肽段构象的运动性,使分子在晶体中的堆积更加紧密。(D-Ala)~(B0)猪胰岛素和二锌猪胰岛素结构的主要差异在于分子可能的受体结合表面中部分极性基团的构象和分子IA链两段螺旋的组装。(D-Ala)~(B0)猪胰岛素B链N端晶体学微环境与(Trp)~(B1)猪胰岛素和去B_1牛胰岛素有很大的差异。本文还简单地讨论了胰岛素分子结构与免疫功能的关系。     

脱氢延胡索碱氯合物的分子结构和晶体结构

本文证明生物碱脱氢延胡索碱(Dehydrocrydaline)氯合物(C_(22)H_(24)NO_4HCl)的晶体属正交晶系,空间群:D_(2h)~(14)—P_(bcn),晶胞参数:a=8.52_6A,b=23.31_7A,c=24.79_8A,单位晶胞中分子数:z=8.用直接法导出全部非氢原子位置,经最小二乘法修正和差值Fourier逼近发现晶体中每个不对称单位内存在4.5个具有不同占有率的水分子.进一步修正后,最终偏离因子R=0.053. 晶体中的水分子以氯离子为中心缔合成颇为庞杂的水网结构. 文中对脱氢延胡索碱分子的结构特点和水网结构以及两部分结构的关系进行了讨论。     

胰岛素分子与其受体结合的可能机制

以最小二乘叠合技术和图象显示技术对DPI、二锌胰岛素及其他一些衍生物结构进行了深入的比较和分析,确认与受体分子的结合相互作用是发生在胰岛素分子的一个两性表面上,其中部是由许多疏水残基构成的面积约150~2的疏水表面,而一些极性基团在其周围构成亲水带区。疏水表面通常被运动性很大的B链羧端肽段所覆盖,不受极性溶剂分子的干扰。两性表面在方位上与分子在二体中的缔合面构成约20°的夹角。Al-L-Trp胰岛素及Al-D-Trp胰岛素结构详细的比较结果,既很好地解释了两者在生物活性上的显著差异,又进一步确认了我们所提出的胰岛素分子与其受体结合的作用模型。     

分子密堆积法及其在B链羧端去六肽(B25—30)胰岛素结构测定中的应用

基于分子密堆积原理我们定义了一个能够表达在单位晶胞中对称相关分子之间堆积相容性的密堆积函数,并在计算机上模拟晶格中的分子密堆积,同时计算该函数在分子的每个旋转及平移位置的值,使分子密堆积定量化。这一方法不仅可以从多个旋转函数或平移函数峰中判断出一个正确的解,而且可能独立地、定量地和快速地解决一些特殊的旋转及平移问题。用已知结构B链羧端去五肽胰岛素作为例子检验了分子密堆积法及其程序的有效性,并用分子密堆积法独立地解决了未知结构B链羧端去六肽胰岛素的平移问题.R因子搜索等方法证实了密堆积法的解的正确性。分子密堆积法可以作为一种既相对独立于分子置换法又与之相辅相承的方法。     

最小二乘程序及晶体结构的修正

继双(1-二乙膦基-2-二苯膦基乙烷-双(分子氮)钼(0),[Mo(N_2)_2(Ph_2PCH_2CH_2PEt_2)_2],晶体结构测定之后,完成了编写全矩阵最小二乘结构修正程序,并对该晶体结构进行了修正。经三轮各向同性温度参数和坐标参数修正,R因子从0.189降至0.127,再经二轮各向异性温度参数和坐标参数修正,R因子为0.095,最后加权修正一轮,R因子为0.091。修正结果给出45个非氢     

乌风蛇胰岛素晶体结构的研究——单晶培养及X射线晶体学的研究

本文在乌风蛇胰岛素的分离、纯化和结晶的基础上,采用微量过饱和静置法,在柠檬酸缓冲液体系中培养出可供X射线结构分析用的乌风蛇胰岛素单晶,晶体衍射分辨率达到4埃以上。X射线晶体学分析确定它属于立方晶系,a=67.31埃,空间群为P4_232,每个结晶学不对称单位含一个乌风蛇胰岛素分子。并对单位品胞内六聚体之间可能的堆积方式及乌风蛇胰岛素分子在晶胞中的可能取向进行了讨论。     

2.4分辨率去五肽胰岛素结构的X射线研究——DPI分子及其同胰岛素的关系

本文描述了单体胰岛素类似物去五肽(B26—B30)胰岛素的结构。同三方二锌胰岛素结构的详细比较说明,DPI虽然在结构上有一些大的改变,但是基本的二级结构单位仍然完整地保持着。像胰岛素的其他晶形那样,DPI结构比较接近于二锌胰岛素结构中的分子Ⅰ。除了结构表面的改变之外,在分子中心还有一些微妙和广泛的改变。分子在晶体中紧密地堆积,有着许多不同的接触,包括蛋白质-镉相互作用的复合网及大量以水为媒介的接触。分子表面大批疏水基团绕蛋白质群集而成一厚带。晶体结构具有良好的有序性,某些侧链的清晰度和水分子的确定性优于在更具活动性的三方二锌胰岛素六体晶体所得的结果。     

KH(KD)分子基态(X~1Σ~+)的结构与势能函数研究

利用群论及原子分子反应静力学的有关原理,推导了KH(KD)分子基态X1Σ+的电子态和合理的离解极限.采用Gaussian03程序包中的多种方法和基组,对KH(KD)分子基态X1Σ+的平衡结构和谐振频率进行了优化计算.通过比较计算结果,发现B3LYP为最优方法,6-311g(3df,3pd)为最佳基组.运用优选出的方法和基组对KH(KD)分子基态进行了单点势能扫描,然后分别采用Murrell-Sorbie函数及修正的Murrell-Sorbie+c6函数进行了非线性最小二乘拟合,得到了KH(KD)分子基态的势能函数和相应的光谱常数.计算结果表明,利用修正的Murrell-Sorbie+c6函数计算所得的光谱常数与实验数据吻合得更好.     

水合双邻羟基苄胺铜(Ⅱ)的晶体结构

[Cu(o-OC_6H_4CH_2NH_2)_2·H_2O]·0.5H_2O的单晶用Syntex R3型四圆衍射仪,以θ-2θ扫描方式收集衍射强度数据,进行结构分析。晶体属空间群C_2~3-C2。晶胞参数a=25.726(7),b=9.196(2),c=12.826(2)A;β=102.97(2)°;z=8。由Patterson函数及直接法导出铜的坐标参数,再用部分结构扩充法与Fourier合成法得出粗结构,用块矩阵最小二乘法对坐标及各向同性与各向异性温度参数进行修正,并按理论加氢与由差值电子密度函数导出全部氢原子,修正后的偏离因子R=0.032。结构分析证实,铜与配位体的两个氮、两个氧以及一个水分子中的氧形成畸变四方锥型的五配位多面体。此水分子还与其它原子形成氢键。分子式中另外半个分子水(其氧位于二重轴上)与周围原子仅以氢键键合,此与热分析结果相符。氢键是联结配位分子、形成晶体的主要键力。     

关附庚素碘甲烷盐的晶体结构和分子构型

关附庚素是从毛茛科植物黄花乌头块根中分得的一种生物碱。关附庚素碘甲烷盐的晶体属正交晶系;空间群为D_2~4-P2_12_12_1;晶胞中含四个分子;晶胞参数a=16.87A,b=16.93A,c=10.09A。强度数据用PW1100四圆衍射仪收集,采用MoK_a辐射。晶体结构用重原子法导出;碘原子由Patterson法求得;其它卅五个非氢原子的坐标由三维Fourier综合确定。结构用块对角矩阵进行最小二乘修正,然后加卅六个氢原子位置又修正了一轮,最后的R因子为0.0578,并根据反常散射确定绝对构型。     

草药牛筋果化学成分的研究IV牛晶V的分子晶体结构

用SYNTEX R_3型四圆衍射仪收集了牛晶V的三维衍射数据,晶体空间群为P2_1/c;a=9.620(6),b=14.660(8),c=10.709(6),β=101.12°;Z=4。分子式为C_(16)H_(14)O_6·H_2O。利用直接法和差值Fourier法解出了晶体结构。经位置坐标参教,各向异性温度因子和比例因子,块矩阵最小二乘修正,R值为0.0522。 结构分析表明,苯环处在分子的中心位置,苯环两侧是两个六员杂环。除个别原子外,大部分非氢原子都处在同一个平面上。分子内存在着一个较大的共轭体系。所有的极性基团都分布在分子的外侧,这种结构可能与抗癌机理有密切的关系。