聚氨基酸在材料科学及生物医药中的二级结构效应

聚氨基酸不仅具有优异的生物相容性和生物可降解性,其类似于蛋白质的二级结构(α-螺旋、β-折叠、无规卷曲)及二级结构的响应性转变赋予了聚氨基酸不同于常规聚合物的特殊功能,在材料及生物医药领域具有重要应用。本文简要概述了本课题组近年来围绕聚氨基酸二级结构在聚合物防污涂层、纳米颗粒-细胞膜相互作用以及蛋白质改性研究中的新进展,并对聚氨基酸二级结构未来的发展方向进行了简要的展望。     

蛋白质二级结构的氨基酸紧邻位效应和二肽构象因子

提出了蛋白质二级结构中的氨基酸C端和N端邻位因子以及二肽构象因子. 基于对蛋白质数据库PDB105版全库的分析, 讨论了N端和C端邻位对氨基酸二级结构倾向性的影响, 讨论了二肽序的二级结构倾向性. 发现有些氨基酸的邻位因子对和二肽序对的二级结构构象因子差别较大, 表明这些氨基酸对其N端和C端邻位的影响不对称.     

三种氨基酸在尿素水溶液中的体积性质

精密密度法详细测定甘氨酸、L-丙氨酸、L-丝氨酸在尿素水溶液中的表观摩尔体积,计算了三种氨基酸从水到尿素水溶液的迁移偏摩尔体积,结合前期的氨基酸从水到尿素水溶液的迁移焓,探讨尿素水溶液的结构特点及其对氨基酸与尿素在水溶液中相互作用的影响。结果表明,尿素分子在水溶液中自缔合,引起溶剂结构的变化并削弱其与氨基酸分子的结构相互作用,造成氨基酸从水到尿素水溶液的迁移偏摩尔体积和迁移焓随尿素浓度的增加而出现多个变化点,这一效应随着氨基酸疏水性的增强而增大,表明氨基酸的疏水性越强,其与尿素相互作用引起的去水化作用越明显。     

氨基酸从水到尿素水溶液中的迁移焓研究

用微量量热法测定甘氨酸、L-丙氨酸、L-丝氨酸在水和尿素水溶液中的溶解焓, 计算得到氨基酸从水到尿素水溶液的迁移焓, 并根据水合结构相互作用模型予以讨论. 结果表明, 氨基酸两性离子与尿素分子的静电作用以及两性离子头部与尿素分子的结构相互作用对氨基酸迁移焓有负贡献, 氨基酸侧链与尿素分子的结构相互作用依其亲水性或疏水性分别对迁移焓有负贡献或正贡献. 在实验浓度范围(0～13 mol/kg)内, 三种氨基酸的迁移焓总体上随尿素浓度的增加而下降, 其大小依次为L-丝氨酸＜甘氨酸＜L-丙氨酸, 氨基酸迁移焓的差异反映了溶质-溶剂结构相互作用的变化.     

微波无溶剂法合成香草醛氨基酸席夫碱

氨基酸席夫碱是制备特殊生物活性物质的重要中间体。氨基酸席夫碱中的亚胺(C=N)结构与亚磷酸烷基酯加成的化合物具有良好的抗植物病毒,除草,杀菌等性能[1-3]。氨基酸席夫碱中的羟基,羧基和亚胺等多个活性基团,可以与多种金属离子配位,其配合物具有抗菌,抗病毒,抗癌等性能[4-9],     

三种氨基酸在尿素-水混合溶剂中的体积性质

用精密密度法详细测定甘氨酸、L-丙氨酸、L-丝氨酸在尿素-水混合溶剂中的表观摩尔体积.计算了三种氨基酸从水到尿素-水混合溶剂的迁移偏摩尔体积,结合前期的氨基酸从水到尿素-水混合溶剂的迁移焓,探讨尿素-水混合溶剂的结构特点及其对氨基酸与尿素相互作用的影响.结果表明,尿素分子在水中自缔合,引起溶剂结构的变化并削弱其与氨基酸分子的结构相互作用,造成氨基酸从水到尿素-水混合溶剂的迁移偏摩尔体积和迁移焓随尿素浓度的增加而出现多个变化点,这一效应随着氨基酸疏水性的增强而增大,表明氨基酸的疏水性越强,其与尿素相互作用引起的去水化作用越明显.     

氨基酸在甲醇-水混合溶剂中粘度的研究

报导了在293.15及298.15 K下, 氨基乙酸和DL-氨基丙酸在甲醇-水混合溶剂中的密度及粘度数据; 计算了在无限稀释条件下, 这些体系中氨基酸的粘度B系数及偏摩尔体积。实验结果表明: 在甲醇-水的质量比值(W_B)分别约为0.15及0.25处, 两种氨基酸的B系数均出现极小值。讨论了氨基酸的引入对溶剂结构的影响; 并应用流动过渡状态理论计算了两种氨基酸在甲醇水溶液中的流动活化参数。     

配合物[Tb(BsGlyH)2(phen)2(H2O)2]ClO4·H2O 的合成及晶体结构

N 酰化氨基酸含有肽键,结构与肽链羧基末端结构相似[1,2],并能直接参与生物过程,显示重要的生物作用。N 磺酰化氨基酸是N 酰化氨基酸中的一类,具有良好的生物活性。二十世纪七十年代到九十年代初,是国外一批学者研究过渡金属与N 磺酰化氨基酸配合物的热点时期[3 9],但到目前为止,稀土与N 磺酰化氨基酸配合物的研究报道尚未多见。随着稀土微肥、稀土饲料添加剂的使用,稀土已通过各种途径进入环境,所以研究稀土与N 酰化氨基酸、肽生物配体的配位作用对认识稀土离子在体内的存在形式和作用机理以及与蛋白质的构效关系有重要意义。本文合…     

三种氨基酸从水到DMSO水溶液的迁移焓研究

用微量量热法测定甘氨酸、L-丙氨酸、L-丝氨酸在二甲基亚砜(DMSO)水溶液中的溶解焓, 计算得到三种氨基酸从水到DMSO水溶液的迁移焓, 根据共球交盖模型对氨基酸与DMSO在水溶液中的相互作用进行讨论, 并与前期的氨基酸在尿素水溶液体系中的迁移焓进行比较. 结果显示, 氨基酸与共溶剂分子之间产生的静电相互作用以及亲水-亲水相互作用对氨基酸迁移焓有负贡献, 而亲水-疏水、疏水-疏水相互作用对氨基酸迁移焓有正贡献. 与尿素水溶液中氨基酸迁移焓的绝对值随尿素浓度的增加而增加, 并规律性地出现多个变化点的情况不同, 氨基酸从水到DMSO水溶液的迁移焓随DMSO浓度的增加而线性增加. 这种差异反映了尿素与DMSO及其水溶液结构的不同, 为认识尿素在水溶液中的缔合作用提供了对比依据.     

氨基酸在乙醇/磷酸氢二钾双水相体系中分配行为

研究了5种结构和性质各异的氨基酸(谷氨酸,半胱氨酸,苯丙氨酸,赖氨酸,精氨酸)在亲水性有机溶剂乙醇和磷酸盐溶液形成的乙醇/K2HPO4双水相体系中的分配行为及其影响因素。当双水相体系中乙醇的质量分数从22%增加到30%时,半胱氨酸和苯丙氨酸的分配系数明显增大,其它三种氨基酸的分配系数变化幅度不大;当磷酸盐的质量分数从14%增加到22%时,氨基酸的分配系数的变化均不明显;双水相体系的pH值对氨基酸的分配系数影响较大,当pH增加时,5种氨基酸的分配系数均增加,但是当pH约为9.5时,苯丙氨酸、半胱氨酸的分配系数接近相等但与其它3种氨基酸的分配系数相差较多,当pH为6.0~8.0时,苯丙氨酸的分配系数远远大于另外4种氨基酸。氨基酸的支链结构中含有非极性基团将导致其分配系数的增加。     

蚕丝丝素纤维中氨基酸在丝素纤维的径向分布研究

通过显微镜观察、红外光谱、氨基酸组成分析、福林试剂分析等方法研究蚕丝丝素纤维的微结构、丝素表层和内层的结构差异 ,研究氨基酸尤其是对丝素纤维的结构和性能起重要影响的主要芳香族氨基酸———酪氨酸在丝素由表及里各层中的含量和分布 ,以期最终揭示丝素结构与蚕丝织物应用中的固有缺陷 (如泛黄、易皱、色牢度等 )的关系 .结果表明蚕丝丝素存在多层次结构 ,表层无定形区的比例较高 ,里层结晶区的比例较高 ;侧基较大的氨基酸和赖氨酸、组氨酸、胱氨酸、精氨酸、天门冬氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、谷氨酸、酪氨酸等在丝素的表层分布相对较多 ,而乙氨酸、丙氨酸、丝氨酸等小侧基氨基酸则在中间层至里层较多     

(α/β)_8桶状蛋白质中紧密接触对的统计性质研究

在计算蛋白质分子中的氨基酸紧密接触对时采用以氨基酸的重心代替Cα 原子的新方法 ,通过计算(α/β) 8桶状蛋白质中的中程和远程紧密接触对的数目 ,研究了不同氨基酸在形成紧密接触对时所具有的不同能力以及在蛋白质结构稳定性中所起的不同作用 .发现在 (α β) 8桶状蛋白质中氨基酸形成的远程紧密接触对数目与它的Fauchere Pliska疏水性实验数值 (FPH)存在着非常好的线性关系 ,而对于氨基酸所形成的中程紧密接触对数目不存在这种关系 .同时还研究了 (α β) 8桶状蛋白质分子大小 ,发现其回转半径大小与表示远程接触对数目的远程次序值LRO存在着关系 .表明这一类 (α β) 8桶状蛋白质具有相似的结构 ,分子的远程接触对数目越多 ,分子越紧密 ,分子尺寸就越小 .同时还研究了不同氨基酸之间形成紧密接触对的能力 .     

邻氰基-D，L-苯丙氨酸盐酸盐的合成与表征

氨基酸是构成多肽的基本单位,肽链中不同的氨基酸及氨基酸所含基团的不同使其在化学和生物活性等方面有着不同的性质。通过改变肽链中不同氨基酸来修饰肽链的结构和环境,能赋子肽链新的功能。天然氨基酸由于结构的原因,无法满足特殊的需要。随着生物化学合成、分离和测试技术的     

综合大学应用化学类专业发展迅速

北京大学物理化学研究所结构他学实验室最近用分子置换法成功地解得了3(?)分辨率绿豆胰蛋白酶抑制剂Lys活力碎片(含有35个氨基酸残基)—牛胰蛋白酶(含有223个氨基酸残基)复合物的晶体结构及4(?)分辨率的绿豆胰蛋酶抑制剂(含有72个氨基酸残基)—猪胰蛋白酶(含有223个氨基酸残基)的四方晶系复合物的晶体结构,并得到了以上两个复合物的初步结构模型。复合物中的绿豆抑制剂属于Bowman-Birk型丝氨酸蛋白酶抑制剂,这类抑制剂的空间结构在国内外尚未有过报导,这项工作在国际上第一次揭示了Bowman-Birk型抑制剂的空间结构。这种类型的抑     

一种新的蛇毒解离素同系物的分离

为发现新的具有生物活性的蛇毒蛋白,以我国华南地区富有的蝮蛇蛇毒为分离样品源,采用高效液相色谱,从中分离出一种新的解离素同系物———AHP-4,建立了快速分离纯化蛇毒蛋白的方法。结构确认的结果表明,AHP-4的相对分子质量为7 554 Da,是由一条多肽链组成的蛋白质,N-端第1~15位的氨基酸序列为GEECDCGSPANPCCD。经GeneBank protein-protein BLAST检索及人工检索,在已知蛋白质N-端第1~15位氨基酸序列中,未发现与AHP-4氨基酸结构完全相同的蛋白质。AHP-4 N端第1~5位氨基酸序列与5种解离素中的氨基酸序列具有高度同源性,表明AHP-4是一种新的解离素同系物。     

典型蛋白质折叠中阳离子-π相互作用的特异性

蛋白质中的阳离子-π相互作用是带正电荷的氨基酸(Lys、Arg)和芳香族氨基酸(Phe、Tyr、Trp)之间的一种作用力.对α/β类蛋白中两种典型折叠类型(单绕和双绕)的研究表明:(1)单绕结构中阳离子-π相互作用的分布密度大约是双绕结构中的2.6倍;(2)在单绕结构中,样本所含氨基酸残基数量与样本中阳离子-π的数量有明显的相关性,在双绕结构中没有发现类似的相关性;(3)Lys、Arg与Tyr在单绕中比在双绕中更容易形成阳离子-π相互作用;(4)Arg-Tyr组合在单绕中出现的几率较大,Arg-Phe组合在双绕中出现的几率较大;(5)阳离子-π相互作用在65%的单绕样本中形成阵列或分布在结构的首尾间.     

甘氨酸从水到有机物水溶液的迁移焓研究

蛋白质是各种生物形态结构和生命活动所依赖的物质基础,在水溶液中蛋白质天然结构的稳定性归结于氨基酸残基之间以及与溶液中其它组分的相互作用．天然环境中存在的众多物质对蛋白质的溶解度、变性行为和解缔等都有很大的影响．为深入了解蛋白质折叠与解折叠过程中的物理化学现象,以氨基酸、肽、酰胺及其衍生物作为蛋白质模型分子的热力学研究引起了广泛重视．     

氨基酸在木糖醇水溶液中的体积性质

应用精密数字密度计测定了298.15 K时甘氨酸、L-丙氨酸或L-缬氨酸与不同组成的木糖醇-水混合溶剂构成的三元系溶液的密度, 计算了氨基酸的表观摩尔体积、极限偏摩尔体积、迁移偏摩尔体积和水化数. 根据结构水合作用模型讨论了迁移偏摩尔体积和水化数的变化规律. 结果表明, 氨基酸两性离子部分与木糖醇羟基间的相互作用占主导地位, 且随木糖醇浓度的增大而增大. 氨基酸在木糖醇水溶液中的迁移偏摩尔体积为正值, 甘氨酸的迁移偏摩尔体积大于L-丙氨酸和L-缬氨酸的. 氨基酸在木糖醇水溶液中的水化数随溶液中木糖醇浓度的增加而减小.     

盐酸在氨基酸水溶液中热力学性质的研究——Ⅰ.甘氨酸+盐酸+水体系

生物体液可看作是由多种离子与氨基酸、蛋白质组成的混合电解质溶液,研究电解质或离子与这些氨基酸、蛋白质间的相互作用对了解生物体液内复杂的作用机理,揭示许多生命现象具有重要意义。1978年以来,Kelley采用有液体接界的电池研究了几种氨基酸或肽与一些碱金属氯化物的相互作用自由能,为研究电解质与氨基酸、蛋白质间的相互作用奠定了基础。研究溶质的迁移热力学性质是了解溶质-溶剂间相互作用以及溶液微观结构的常用手段。以氨基酸水溶液作为含水离子溶剂,用电动势法研究电解质从水到该溶液中的迁移热力学性质,进而研究电解质与氨基酸间的相互作用是可行的,目前这方面的研究工作很少见文献报导。本文通过测定电池:     

(α/β)8桶状蛋白质中紧密接触对的统计性质研究

在计算蛋白质分子中的氨基酸紧密接触对时采用以氨基酸的重心代替C^α原子的新方法，通过计算（α/β）8桶状蛋白质中的中程和远程紧密接触对的数目，研究了不同氨基酸在形成紧密接触对时所具有的不同能力以及在蛋白质结构稳定性中所起的不同作用．发现在（α/β）8桶状蛋白质中氨基酸形成的远程紧密接触对数目与它的Fauchere—Pliska疏水性实验数值(FPH)存在着非常好的线性关系，而对于氨基酸所形成的中程紧密接触对数目不存在这种关系．同时还研究了（α/β）8桶状蛋白质分子大小，发现其回转半径大小与表示远程接触对数目的远程次序值LRO存在着关系．表明这一类（α/β）8桶状蛋白质具有相似的结构，分子的远程接触对数目越多，分子越紧密，分子尺寸就越小．同时还研究了不同氨基酸之间形成紧密接触对的能力．