静电和疏水效应对SARS冠状病毒3CL蛋白酶二聚体稳定性的影响

从TGEV3CL蛋白酶二聚体结构出发,研究了TGEV3CL蛋白酶二聚体单体之间的静电和疏水相互作用.蛋白质的静电相互作用通过有限差分方法求解Poisson-Boltzmann方程得到,疏水相互作用通过分析溶剂可及性表面模型得到.考察了不同pH值对SARS3CL蛋白酶二聚体静电和疏水相互作用的影响,在pH=5.5～8.5时,二聚体静电相互作用能、静电去溶剂化能和疏水自由能都具有较小的数值,表明在该条件下静电和疏水相互作用有利于二聚体的稳定存在.由于SARS3CL蛋白酶活性模式为二聚体,因此,在该pH值范围内,有利于蛋白酶保持活性.在pH=7.0条件下,蛋白酶单体之间具有最强的静电和疏水相互作用,从而使蛋白酶具有最强的活性,这与实验结果相一致.pH值对静电去溶剂化能的影响大于疏水自由能,表明静电作用是造成强酸或强碱条件下二聚体不能稳定存在的主要原因.     

静电和疏水效应对TGEV主蛋白酶二聚体稳定性的影响

从TGEV 3CL蛋白酶二聚体结构出发,研究了TGEV 3CL蛋白酶二聚体单体之间的静电和疏水相互作用.蛋白质的静电相互作用通过有限差分方法求解Poisson-Boltzmann方程得到,疏水相互作用通过分析溶剂可及性表面模型得到.考察了不同pH值对TGEV 3CL蛋白酶二聚体静电和疏水相互作用的影响,在pH值为5.5～8.5时,二聚体静电相互作用能、静电去溶剂化能和疏水自由能都较小,表明在该条件下静电和疏水相互作用有利于二聚体的稳定存在,这符合实验结晶所需条件.pH值对静电去溶剂化能的影响大于疏水自由能,表明静电作用是造成强酸或强碱条件下二聚体不能稳定存在的主要原因.     

SARS冠状病毒3CL蛋白酶及其抑制剂的理论研究

应用AutoDock程序将SARS冠状病毒3CL蛋白酶及其抑制剂配体和受体进行了对接,并用InsightⅡ中的Discover 3模块进行了分子动力学模拟,分析了蛋白酶活性口袋的形状,讨论了其亚基的氢键、静电、疏水等相互作用,为进一步设计药物提供了重要的参考信息.     

非肽类SARS冠状病毒3CL蛋白酶抑制剂的设计与活性表征

SARS冠状病毒3CL蛋白酶是SARS病毒复制过程中的主要蛋白酶, 针对其开展药物设计有望得到有效的抗SARS病毒药物. 本文基于SARS冠状病毒3CL蛋白酶的三维结构, 对现有化学试剂及临床用药数据库进行虚拟筛选, 选出可能对SARS冠状病毒3CL蛋白酶有抑制的非肽化合物进行初步活性测试, 并研究了已知的人鼻病毒3C蛋白酶抑制剂对SARS冠状病毒3CL蛋白酶的活性, 合成了两种母环的衍生物, 得到靛红和哌嗪两类SARS冠状病毒3CL蛋白酶的抑制剂, 其中一个靛红类化合物的IC₅₀为0.76 µmol•L^－1; 而抗组胺药哌嗪类化合物对SARS冠状病毒3CL蛋白酶及细胞培育的SARS病毒的抑制作用, 提示了老药可以开发出新的用途.     

SARS 3CL蛋白酶同源二聚化与底物结合互为别构调控因素

研究了严重急性呼吸系统综合症(SARS)冠状病毒3C-Like蛋白酶(3CLpro)在存在底物或抑制剂时的二聚体形成情况. 通过测定酶活性随酶浓度的变化, 拟合出在底物存在下酶二聚体的解离常数约为0.94 μmol·L-1, 小于纯蛋白酶的二聚体解离常数(14.0 μmol·L-1), 表明底物对二聚体的形成具有增强作用. 选用与底物具有类似结合方式的靛红类抑制剂N-萘甲基靛红-5-甲酰胺(5f), 利用超速离心沉降速率方法定量测定了SARS 3CL蛋白酶单体和二聚体在不同浓度5f时的含量, 发现5f同样具有诱导二聚体形成的能力. 在3 μmol·L-1蛋白酶浓度下测定得到诱导二聚的EC50 值(半数有效浓度)约为1 μmol·L-1, 说明二聚体中只有一个单体与抑制剂结合. 研究结果表明, 随着底物浓度的升高, SARS 3CL蛋白酶会形成更多的二聚体, 而二聚体含量的提高又反过来提高酶的活性, 这种双向别构调控机制有可能是病毒用来调控多聚蛋白水解速率和组装时机的一种方法.     

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.     

静电喷涂法制备具有低吸附力的超疏水性聚苯乙烯膜

采用聚苯乙烯的N,N-二甲基甲酰胺溶液为原料, 通过静电喷涂的方法制备了具有微-纳米复合结构的聚苯乙烯膜. 通过调节溶液浓度, 得到了不同的结构、浸润性及吸附性的表面. 当聚苯乙烯的质量分数为5%、分子量为25000时, 得到的表面与水的接触角达到167°, 吸附力达到15 μN, 表明该膜表面具有超疏水性的同时对水滴具有很低的吸附力. 此外, 分子量的大小也对静电喷涂膜表面形貌的变化起重要的作用.     

正离子型疏水改性聚氧乙烯单成相组分双水相系统的相行为

对正离子型疏水改性聚氧乙烯(HM-EO)单成相组分双水相系统的相行为进行了考察,并分析其电荷特性.HM-EO在水溶液中呈现两亲性,可以形成胶束,进而形成带电的胶束簇集体.通过改变溶液的pH值、盐浓度及添加带相反电荷的表面活性剂SDS,可改变胶束簇集体的带电状态,从而影响系统的相行为.增大pH值,有利于系统的分相.盐的添加也可以增大双水相两相区域,正离子影响次序为K+>Na+,负离子次序为SO42->F->Cl->Br->I-.进一步考察了HM-EO和SDS之间的相互作用,结果表明SDS能与HM-EO形成混合胶束簇集体,改变HM-EO双水相系统的带电特性.     

4-乙烯吡啶型聚皂与表面活性剂相互作用的研究

１实验部分１１试剂Ｎ－乙基聚４－乙烯吡啶溴化盐（ＱＰＶＰＥ）和Ｎ－十二烷基聚４－乙烯吡啶溴化盐（ＱＰＶＰＤ）是根据文献方法合成〔７〕,其中ＱＰＶＰＤ－２０、ＱＰＶＰＤ－３０分别表示溴十二烷与４－乙烯吡啶投料的物质的量比为２０％和３０％．ＳＤＳ（北京化工厂,分析纯）,ＢＤＤＡＣ（北京化工厂,分析纯）使用前未做进一步提纯．１２待测溶液的配制向５×１０－５ｍｏｌ／Ｌ的表面活性剂溶液（ＳＤＳ、ＢＤＤＡＣ）中,在缓慢搅拌下加入质量浓度为２５ｇ／Ｌ的ＱＰＶＰＥ和ＱＰＶＰＤ溶液,最后加入蒸馏水定容．温度保持在３０℃,溶液静置２４ｈ后进行测定．１３实验方法相对粘度采用乌氏粘度计在（３０±１）℃水浴中测定．ＱＰＶＰＥ、ＱＰＶＰＤ与ＳＤＳ混合溶液的可见光透射率采用７２１分光光度计在室温下测定．以质量浓度为５ｇ／Ｌ的聚合物溶液为参比,波长为４２０ｎｍ,比色皿厚度为１ｍｍ．采用ＤＤＳ－１２Ａ数字式电导率仪（电极为ＤＪＳ－１光亮电极）．温度补偿为２５℃．２结果与讨论ＱＰＶＰＤ分子链上的长链疏水烷基在水溶液中可聚集成胶束,形成紧缩构象,这种聚集体又称为疏水微区（Ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｍｉｃｒｏｄｏｍａｉｎ）．同聚电解质类似,聚皂     

电荷密度和疏水性对疏水改性聚丙烯酰胺与牛血清蛋白相互作用的影响

对比研究了牛血清蛋白(BSA)与部分水解的未改性聚丙烯酰胺(PAM-AA)、疏水改性聚丙烯酰胺(PAM-C12)和含有丙烯酸基团的疏水改性聚丙烯酰胺(PAM-C12-AA)之间的相互作用.等温滴定量热实验结果表明,除PAM-C12外,其他聚合物与BSA的结合焓均为放热,随AA含量的增加,放热焓值增大.与PAM和PAM-C12相比,PAM-C12-AA能够诱导BSA二级结构和微环境的明显变化,表明疏水性和电荷密度均对聚合物与BSA相互作用有重要影响.另外,不同浓度的PAM-C12-AA与BSA的作用方式不同,当聚合物的浓度略高于临界胶束浓度(CMC)时,由于聚合物的量较少,BSA分子改变其构型从而最大程度地与聚合物结合;当聚合物的浓度远高于CMC时,更多的聚合物链结合到BSA分子的正电荷"patch"上,PAM-C12-AA与BSA的紧密聚集体利于BSA二级结构的稳定.     

Interactions of water-soluble polymers with small molecules II: Poly(2-diethylaminoethyl methacrylate)-methyl orange and its homolog systems at different temperatures

In order to investigate the interactions of poly(2-diethylaminoethyl methacrylate) (PDEAEMA) with methyl orange and its homologs in solution, temperature dependence of the complex formation has been examined in detail by the measurements of transmittance and specific conductance for the systems. Furthermore, the binding course of dyes to PDEAEMA has been studied on the basis of thermodynamic parameters obtained from equilibrium dialysis experiments at different temperatures. It was observed that the flocculation process shifted to lower dye concentrations in accordance with increasing hydrophobicity of the dyes in the order, methyl orange < ethyl orange < butyl orange, and the process of complex formation was characterized by three separate regions according to the slope of specific conductivity-mixing ratio curve for mixtures of PDEAEMA and dye. The temperature dependences of F,H and S suggest that, for dyes-PDEAEMA complex formation, the hydrophobic interaction is predominant at a low temperature but the electrostatic interaction becomes important as the temperature increases.     

Coacervation of copolymer of diallyldimethylammonium chloride and sodium styrenesulfonate aqueous solution

Coacervate behavior of polyelectrolyte complexes has been studied by many papers. Few studies have focused on the coacervate behavior of amphoteric polymer. In this study, amphoteric copolymer of diallyldimethylammonium chloride (DM) and sodium styrenesulfonate (SS) (the copolymer was noted as DMS) was synthesized with the mole content of SS to DM ranged from 0 to 10%. Firstly, DMS was characterized by static light scattering, FTIR, ¹H-NMR, TGA and DSC. Then, its phase and coacervate behaviors were studied. Turbidity was utilized as an indicator for the coacervate formation. It was found that when the SS content was more than 4 mol%, DMS coacervate would be formed in deionized water at a certain concentration. Temperature and pH have no effect on the formation of DMS coacervate. Meanwhile, salts has a great influence on the DMS coacervation. Unlike the results of the other polyelectrolyte complexes, Na₂SO₄, Na₂HPO₄, NaCOOCH₃, sodium citrate and NaI cannot prevent the DMS coacervate formation. However, the addition of NaCl, NaNO₃, NaBr and NaSCN can prevent the coacervate formation. The influence cannot be described by Hofmeister-like behavior. Results of surface tension and fluorescence spectrum presented that the driving forces to formation of DMS coacervate are the electrostatic interaction and the intermolecular hydrophobic interaction.     

靛红类双功能抑制剂: 调控SARS-3CL蛋白酶聚集状态与活性

1-(2-萘甲基)靛红-5-甲酰胺类化合物通过与底物口袋结合来抑制SARS-3CL 蛋白酶的活性, 而SARS-3CL蛋白酶自身的N端8 肽是作用于蛋白二聚界面的抑制剂. 本文设计同时占据SARS-3CL蛋白酶底物口袋和二聚界面的双功能抑制剂, 通过固相多肽合成方法制备由1-(2-萘甲基)靛红-5-甲酸和N端8肽组成的化合物, 得到不同长度连接链的6 个目标产物. 用显色底物方法测定化合物对SARS-3CL蛋白酶的抑制活性,其中化合物3的活性最高, IC₅₀值(半抑制率)为3.8 μmol·L^-1, 连接偶数甘氨酸的活性明显要好于连接奇数甘氨酸的化合物. 用超速离心沉降速率方法研究了化合物3对SARS-3CL蛋白酶聚集状态与活性的调控作用, 其同时具有诱导与抑制二聚的双重能力, 综合调控结果是抑制SARS-3CL蛋白酶的二聚. 这项研究给应用合成的化合物研究酶活性调节机制提供了一个示例.