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。     

天花粉蛋白化学 Ⅳ.天花粉蛋白的基本一级结构

前文报道从我国民间用于引产的中草药天花粉中提取到活性组分结晶天花粉蛋白和它的物理化学性质,N-端氨基酸顺序的测定及其溴化氰降解碎片CBa的顺序分析. 天花粉蛋白是一个由224个氨基酸残基组成的单一肽链的简单蛋白质,其N-末端残基为Asp,C-端顺序经羧肽酶A测定,并结合其水解动力学的计算机拟合为     

SARS冠状病毒E蛋白的结构研究及功能预测

结合生物信息学方法及分子模拟手段,选择较高准确度的方法,预测了SARSE蛋白的分子结构并探讨其潜在的生物学活性和功能.研究结果表明,SARSE蛋白跨膜区25个疏水的氨基酸形成α-螺旋结构,包埋于病毒外壳磷脂双分子层中;N端10个氨基酸残基位于膜外;C端41个残基则附着于磷脂双分子膜内侧.同时发现,C端由9个氨基酸组成的劈裂是一个可能的活性部位.对分子进行进一步静电势分析证实,E蛋白C端可能的活性部位具有较大的静电势,可能的活性残基具有最大电荷密度,故有较强的结合受体或与其它蛋白相互作用的能力.     

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。     

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.     

1.73分辨率天花粉蛋白晶体中的水结构

本文报道的天花粉蛋白晶体中水的结构模型,包括了133个水分子,其中118个同蛋白的原子成氢键。天花粉蛋白内部有4个分立的水分子,其中2个水分子W251和W252分剔与A5螺旋变形部位的残基156Gln和157Ser的侧链成氢键,对维持活性部位的构象有贡献。晶体中水结构的比较结果表明,核糖体接近蛋白时,会诱导蛋白活性部位残基的构象发生变化,使各催化基团按催化效果最佳的构象排布,并激活一个水分子(W257)直接参与核糖体失活作用。     

天花粉胰蛋白酶抑制剂及其类似物的全合成

天花粉胰蛋白酶抑制剂(Trichosanthes trypsin inhibitor, TTI)是一含27个氨基酸残基的多肽,其中包括三对硫硫键。本文报道了它的化学全合成及其分子内二硫键重组,合成产物纯化后其氨基酸序列以及与胰蛋白酶的抑制当量比均与天然抑制剂相一致。并合成了此抑制剂的类似物,其N端第6位Met残基由Ala所取代,合成产物纯化后,其抑制活力也与天然抑制剂相同。此结果为今后天花粉胰蛋白酶抑制剂作为融合蛋白用基因工程表达以及产物的后处理提供了依据。     

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。     

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。     

细胞色素c突变研究进展

在简述细胞色素c的生物功能和结构特征的基础上,综述了细胞色素c突变研究的进展,重点论述了对血红素辅基(heme)的轴向配体Met80、heme所在腔的保守氨基酸残基Tyr67以及蛋白表面的保守氨基酸残基Phe82的突变研究,并对一些突变体蛋白表现出来的特殊性质给予解释。     

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。     

牛视紫红质蛋白质中视黄醛的活性位点

视紫红质蛋白是一个跨膜蛋白, 视黄醛(RET)在该蛋白中的活性结合位点涉及到视觉过程机理, 与一些眼科疾病病理有关. 基于牛视紫红质蛋白1U19的蛋白质晶体结构数据, 采用密度泛函理论的B3LYP方法计算RET-Lys296残基与视黄醛分子周围半径为0.6 nm的空间范围30个氨基酸残基相互作用和结合能. 数值显示1U19蛋白中的残基Glu113、Glu181和Glu122是质子化的RET-Lys296残基的活性结合位点, 结合能分别为-333.38、-205.67和-194.56 kJ·mol-1. 这些氨基酸残基带有一个负电荷, 与质子化的RET-Lys296残基发生强烈的离子静电相互作用. 另外几个残基Ala292、Cys187、Phe293、Pro291以及Trp265等与质子化RET-Lys296残基也有相互吸引作用. 当RET-Lys296残基非质子化, 上述相互作用消失, 促使视黄醛分子与视蛋白分离. 研究发现残基Glu113和Glu181周围各自有一个结晶水分子通过双氢键形式起着稳定作用.     

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).     

猴金属硫蛋白突变体(N4C, T27C, N4C/T27C)的构建、表达与结构性质研究

在哺乳动物金属硫蛋白的61或62个氨基酸残基中,有20个十分保守的Acysteines,它们通常结合7个二介后过渡金属离了如ZN2+和Cd2+[1,2]等,并形成两个结构域[3],在N-端B-donain[M(I)3-Cys9]的中,3个二价后过渡金属离子均以两上端基巯基和两个桥基巯的相同方式与肽链上的半胱氨酸配位,而在C-端的a-domain[M(I)-Cys11]配位方式分为两类;两上二价后过渡金属离子分别与3个桥基巯基和1个端基配位,另两个二价后过渡金属的配位方式与中的相似,金属硫蛋白在一级序列上最显著的特征是存在多个片段,其中X是非半胱氨酸氨基酸残基[1,7].     

天花粉蛋白C-端顺序的测定

采用肼解法、乙内酰硫脲法和羧肽酶法检测了天花粉蛋白的C-端氨基酸有二,分别为Met和Ala借计算机辅助的羧肽酶法, 测定了天花粉蛋白C-端顺序, 其结果显示C-端是非均一的, 有两个未端, 分别为-ArgAsnAsnMetOH和-ArgAsnAsnMetAlaOH.这些结论已经从天花粉蛋白的溴化氰降解物中获得游离的Ala, 和从该蛋白的胰蛋白酶酶解物中分离得与该两顺序相符的两个碎片而完全证实.     

天然及修饰型天花粉多肽类胰蛋白酶抑制剂的研究

本文用固相Anhydro-胰蛋白酶亲和层析和HPLC C_(18)柱反相层析等方法,从中草药天花粉中分离纯化了一多肽类胰蛋白酶抑制剂,它有两个主要组份,均含有27个氨基酸残基,其中包括3对二硫键,经顺序测定表明,两者的区别仅限于第九位的残基不同,分别为Lys及Gln。此抑制剂活性中心Arg-Ile(3,4)的肽键在低pH下极易被胰蛋白酶“修饰”而断裂。这是迄今为止已知的天然蛋白质抑制剂中最小的胰蛋白酶抑制剂。胰蛋白酶对天花粉抑制剂的修饰作用类似酶对底物的酶促反应。“修饰”型的天花粉抑制剂其与胰蛋白酶的解离常数约是天然抑制剂的4倍。     

栝楼蛋白 2: 栝楼蛋白部分化学结构的初步测定

栝楼蛋白(Trichobitacin)是从栝楼(Trichosanthes kirilowiiMaxim, Cucurbitaceae)中新发现的核糖体失活蛋白, 分子量为27,228; pI为9.6。应用基质辅助的激光解析飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)和快原子轰击质谱法(FAB-MS)分别测定胰蛋白酶酶解栝楼蛋白和天花粉蛋白(Trichosanthin)的混合肽质谱, 通过比较发现了一些分子量相同的肽。由于这两种蛋白质都来源于栝楼块根, 同源性比较强, 所以这些肽序列在两种蛋白质中基本一样; 再结合蛋白N-端自动顺序仪测定栝楼蛋白N-端的结果, 确定了栝楼蛋白N-端38个氨基酸的顺序, 栝楼蛋白经胰蛋白酶酶解后所得肽段用HPLC分离纯化, 再用蛋白质自动顺序仪, DABITC/PITC双偶合手工法和质谱法共确定了栝楼蛋白N-端, C-端等100多个氨基酸残基的序列。     

栝楼蛋白 2: 栝楼蛋白部分化学结构的初步测定

栝楼蛋白(Trichobitacin)是从栝楼(Trichosanthes kirilowiiMaxim, Cucurbitaceae)中新发现的核糖体失活蛋白, 分子量为27,228; pI为9.6。应用基质辅助的激光解析飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)和快原子轰击质谱法(FAB-MS)分别测定胰蛋白酶酶解栝楼蛋白和天花粉蛋白(Trichosanthin)的混合肽质谱, 通过比较发现了一些分子量相同的肽。由于这两种蛋白质都来源于栝楼块根, 同源性比较强, 所以这些肽序列在两种蛋白质中基本一样; 再结合蛋白N-端自动顺序仪测定栝楼蛋白N-端的结果, 确定了栝楼蛋白N-端38个氨基酸的顺序, 栝楼蛋白经胰蛋白酶酶解后所得肽段用HPLC分离纯化, 再用蛋白质自动顺序仪, DABITC/PITC双偶合手工法和质谱法共确定了栝楼蛋白N-端, C-端等100多个氨基酸残基的序列。