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。     

拉曼光谱法测定冷冻对CuCl2与牛血清白蛋白作用的影响

用CuCl2溶液密度和粘度的变化表征溶液团簇结构的变化,发现CuCl2溶液经冷冻处理后,由于在水的微观结构上形成许多靠氢键结合的小水分子团簇结构,水分子氢键网络的缔合程度变大,溶液密度降低,粘度增大。采用激光显微共聚焦拉曼光谱法对冷冻前后CuCl2溶液与BSA相互作用进行研究,结果表明:Cu2+与BSA作用后,BSA酰胺I带特征峰发生位移,β-折叠构象增加,二硫键构象和酪氨酸外环境发生变化。CuCl2溶液经冷冻-解冻处理后,引起BSA酰胺I带特征峰发生位移的程度和对酪氨酸残基的影响变小,这种相互作用趋弱的效应与水分子团簇结构的变化有关。     

1.5分辨率去五肽(B26—30)胰岛素晶体中的水结构

本文报道1.5分辨率去五肽(B 26—30)胰岛素晶体中的水结构。根据扩充F_0的最后的(2F_o—F_c)Fourier图的检验,所讨论的水模型包括81个水分子(电子密度>0.4 e/~3),约占晶体溶剂的三分之二。以2.4—3.2为氢键范围,51个水分子同蛋白质原子成氢键,占水的63％,其中有12个以单水桥接相邻蛋白质分子,更多的以双水桥接相邻蛋白质分子。在蛋白质分子间的一长狭缝中有一个紧凑的水网,两头两个Cd原子通过三个水分子(配位体)像木桩一样支撑着这个水网,表明Cd原子和水网在分子密堆积中的重要作用。     

脂肪族氨基酸二肽与水团簇的理论研究

用ABEEMσπ/MM模型和MP2/6-31+G(d)//B3LYP/6-31G(d)方法研究水合效应对脂肪族氨基酸二肽的影响.从结构和能量两方面说明Leu残基在蛋白质中起成旋作用,Val和Ⅱe残基在蛋白质中起解旋作用.同时得出:水分子严重影响了二肽分子的骨架二面角;对于结合相同数目水分子的团簇倾向于形成含有环状氢键的结构,并且含有环状氢键团簇的结合能大于含有链状氢键团簇的结合能.     

细胞色素c突变体的共振拉曼光谱研究

采用共振拉曼光谱技术研究了细胞色素c一次突变体（WT）及其突变体Y67F和N52I在低频区的光谱特征。结果表明，以苯丙氨酸替代WT中酪氨酸残基Tyr67并没有明显影响血红素丙氨酸侧基周围多肽氨基酸残基的构象，而异亮氨酸对天冬酰胺残基Asn52的取代则较大程度地改变了蛋白质内部水分子与周围氨基酸残基间的氢键作用和多肽空腔的疏水性，进而使氨基酸残基和血素的构象相应发生调变。两种取代都导致形成血红素周围空腔的多肽氨基酸残基构象的变化。     

天花粉蛋白的化学VI.用液光拉曼光谱研究天花粉蛋白的二级结构

由天花粉蛋白的水和重水溶液的激光拉曼光谱,测得酰胺III谱带1240cm[-1]和酰胺I谱带1632,1660cm[-1]对CH2弯曲模式1448cm[-1]的强度比值,按Lippert等建立的方程组作定量计算,求得天花粉蛋白的二级结构含量为α-螺旋43.5%,β-折叠31.3%和无序25.2%,它们与4A分辨率天花粉蛋白单晶X射线衍射法的结果相一致,同时,研究了上述溶液的冻干粉状固体的二级结构,经过冻干,使其中约10%的β-折叠转变成无序构象,而α-螺旋含量无明显变化,在水溶液中,由测得的I850/I830比值计算,天花粉蛋白中的酪氨酸残基约有805呈"暴露式"。     

新烟碱类化合物药效构象的分子对接研究

从烟碱型乙酰胆碱受体(nACHR)-烟碱(nicotine)复合体晶体模型出发, 采用SYBYL 6.92软件包中FlexX分子对接模块对新烟碱类化合物的3种已上市化合物吡虫啉、噻虫啉、烯啶虫胺和3种吡虫啉的结构衍生物同受体蛋白作用的精确模型进行了研究. 通过全局搜索方法构建配体的构象库进行对接, 依据构象间RMS值对结果进行分类结合CScore打分函数数据对对接结果进行筛选, 最终给出合理的新烟碱类化合物-烟碱型乙酰胆碱受体的药效作用构象模型: 配体吡啶环上氮原子通过水分子同受体Leu102, Met114形成氢键并且咪唑环或噻唑环上亲水侧链同受体CYS187或SER186形成氢键, 疏水侧链同疏水部位A (TYR164, TRP53, TYR89以及TYR185残基), 或疏水部位B (TYR132, CYS187和CYS188)相互作用. 此模型同早先有关文献报道的试验结果部分吻合, 充分表明了其合理性. 同时依据本构象模型, 在新烟碱类化合物结构方面提出了一些改良建议并为研究其高选择性指出方向.     

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。     

天花粉蛋白的化学 Ⅵ.用激光拉曼光谱研究天花粉蛋白的二级结构

由天花粉蛋白的水和重水溶液的激光拉曼光谱,测得酰胺Ⅲ谱带1240cm~(-1)和酰胺I谱带1632,1660cm~(-1)对CH_2弯曲模式1448cm~(-1)的强度比值。按Lippert等建立的方程组作定量计算,求得天花粉蛋白的二级结构含量为α-螺旋43.5％,β-折叠31.3％和无序25.2％,它们与4 分辨率天花粉蛋白单晶X射线衍射法的结果相一致。同时,研究了上述溶液的冻干粉状固体的二级结构,经过冻干,使其中约10％的β-折叠转变成无序构象,而α-螺旋含量无明显变化。在水溶液中,由测得的I_(850)/I_(830)比值计算,天花粉蛋白中的酪氨酸残基约有80％呈“暴露式”。     

蛋白折叠中的暂态结构与表面水分子慢尺度动力学

蛋白表面水的慢尺度动力学行为往往被认为与蛋白的结构稳定性、功能以及折叠过程有关, 但在分子水平上, 还不清楚水分子的慢尺度动力学如何参与蛋白折叠过程. 以Trp-cage蛋白作为个案, 本文利用40条100 ns(总长4 μs)的全原子分子动力学轨迹,分析了蛋白折叠过程中蛋白表面水分子的停留行为,并探究影响蛋白表面水分子慢尺度行为的微观因素. 结果发现, 即使在蛋白折叠过程中蛋白拓扑结构变化很大, 残基之间也会形成稳定的局部暂态结构. 这些结构为水分子提供饱和、稳定的氢键, 通过与水分子之间的极性相互作用, 以及凹形的几何结构, 约束水分子长时停留, 我们称之为“停留中心”. 停留中心的形成是引起水分子慢尺度行为的重要因素. 另外, 停留中心的分布与蛋白折叠的进程有密切关系, 特别地, 在折叠轨迹中, 疏水核周围的残基组成了一个主要的停留中心. 研究结果不但有助于解释水分子慢尺度特征行为的来源, 还可以为实验中通过研究水分子在蛋白附近的慢尺度行为, 揭示蛋白折叠过程中的关键步骤提供一些启发.     

胺和水插层磷酸锰仿生模拟氢键网络用于电催化水氧化（英文）

自然界光合作用的析氧催化剂为不对称锰簇结构。催化中心除了自身特殊的结构外,还与周围氨基酸残基和水分子通过氢键来连接以提供高速的质子电子迁移通道。这些迁移通道对人工锰基析氧催化剂的开发和研究具有重要的启发意义,但却较少受到关注。本文通过简单的共沉淀法制备了一种夹有乙二胺离子和水分子的磷酸锰纳米片,磷酸锰与层间分子通过氢键连接,形成了氢键网络,一定程度上模拟了自然界析氧中心的外围结构。与氢键网络被破坏的磷酸锰纳米片相比,这种含有丰富、广泛和连续氢键网络的磷酸锰纳米片在中性条件下具有较高的催化析氧性能。磷酸锰纳米片中的氢键网络具有与光系统Ⅱ中氢键网络类似的功能,它加快了质子的转移速率,从而促进电催化水氧化。     

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。     

温度对液态水结构的影响：中子及X射线散射研究

采用中子散射和X射线散射研究了液态水在298～373 K温度范围内的结构,通过偏径向分布函数(PDF)、配位数分布(CN)、角分布(ADF)及空间密度分布(SDF)等讨论了温度对液态水结构的影响。整体来看,液态水具有"不规则四面体"氢键网络的短程有序结构,该有序度可延续到第三水合层。液态水分子的第一水合层中,围绕中心水分子约有4.8个水分子,然而其中仅有约3.3个水分子与中心水分子通过氢键相键合,约1/3进入到第一水合层的水分子并未与中心水分子直接键合,也正是这些间隙水分子的存在加剧了液态水结构的复杂性。温度对液态水的有序度存在一定的影响,在298～373 K的有限温度变化范围内,温度对液态水中氢键的键长、键角分布及第一水合层SDF的影响不大。从298K升温到373K,O(W)-O(W)距离仅增加0.03?,氢键数目也仅有微小减少,温度对第二和第三水合层的影响则要显著很多。     

含农药污水对乙酰胆碱酯酶结构影响的分子模拟

乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase, AChE)是一种重要的生态环境监测大分子标记物。环境中污染物对蛋白结构的影响是AChE环境监测效果的关键因素。本文以对硫磷作为农药的代表，通过分子模拟方法在分子水平下对AChE在纯水和含农药污水体系中的结构进行了研究。结果表明，在分子模拟过程中，AChE蛋白在纯水和污水体系中结构变化均不明显。AChE蛋白在污水体系中表面积的增加归因于对硫磷分子导致的蛋白疏水性表面积的增加。AChE蛋白二级结构所含残基数量在纯水和污水中均没有明显变化，但污水会导致蛋白中氢键数目增加，以及水分子与蛋白间氢键数目的减少。AChE蛋白与对硫磷分子间的范德华力与库仑作用力均为吸引力，范德华力为主要作用力。在含对硫磷农药污水中，蛋白结构中PHE284残基的波动大，是影响AChE结构的关键残基。     

水分子与聚苯胺间氢键的形成对电子性质的影响

用量子化学SCF-LCAO-MO AM1方法, 对于水分子与聚苯胺(PAn)间氢键体系进行了结构优化, 从理论上系统地研究了聚苯胺分子链不同位置形成氢键的可能性以及成键方式。运用晶体轨道EHMACC方法, 对具有不同氢键结构的PAn体系进行了能带结构计算, 揭示了水分子存在和氢键的形成对PAn掺杂导电性能的贡献。氢键形成后, 能带结构变化表明有利于导电能力的提高。     

[Mn(H2O)4(NCS)2](18-冠-6)的分子和晶体结构

报导了[Mn(H2O)4(NCS)2](18-冠-6)单晶的X射线结构分析.它的晶体正交晶系.锰(II)与两个硫氰酸根,四个水分子配合形成顺式八面体的配位分子,并通过其中的水分子与18-冠-6以氢键结合.     

应用MM/PBSA方法研究CDK2活性口袋内溶剂水分子对CDK2-配体结合自由能的影响

应用MM/PBSA方法研究了CDK2活性口袋内溶剂水分子对CDK2-配体结合自由能的影响. 结果表明, 活性口袋内溶剂水分子对CDK2-配体相互作用自由能有一定的贡献, 其贡献的大小随配体不同而有所差异, 导致这种差异的主要原因是活性位点内溶剂水分子与蛋白残基和配体之间形成了不同的氢键相互作用网络.     

蚕丝中蛋白构象含量与其力学性质间的关系

丝蛋白 (Ｆｉｂｒｏｉｎ)是一种具有优异力学性能的天然有机高分子材料 ,蚕丝是最具代表性的一种 .它既有较高的强度 ,又有较强的韧性 ,其强度甚至超过钢丝 .但蚕丝具有如此优异力学性能的机理还不很清楚[1～ 3 ] .通常认为在丝蛋白中有 3种二级结构 (构象 ) ,即α 螺旋 (α ｈｅｌｉｘ) ,β 片层 ( β ｓｈｅｅｔ)和无规线团 (Ｒａｎｄｏｍｃｏｉｌ) [4,5] .α 螺旋是由链内氢键引起的蛋白结构 ,而 β 片层是由链间氢键引起的蛋白结构 .但有研究表明[3 ,6] ,丝蛋白中还存在另一种由 4个氨基酸残基组成的发夹式结构 :β 转角 ( β ｔｕｒｎ)…     

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.