绿豆胰蛋白酶抑制剂Lys活力片段-牛胰蛋白酶复合物的晶体结构测定——分子置换法及3分辨率电子云密度图

本文以修正过的牛胰蛋白酶分子的坐标为模型,应用旋转函数法和平移函数法成功地求得了牛胰蛋白酶分子在绿豆胰蛋白酶抑制剂Lys活力片段(以下简称MBILF)-牛胰蛋白酶(以下简称BTRY)复合物晶体晶胞中的取向和位置。从正确放置于MBILF-BTRY复合物晶胞中的BTRY分子的坐标出发,用Sim权重方法算得的一套相角作为MBILF-BTRY复合物的相角,以2丨F_0|—丨F_(?)丨为系数所得到的3分辨率的电子密度图中,除了投入计算的BTRY分子本身的电子密度外,在BTRY的活性部位附近可以清晰地看到MBILF分子所对应的电子密度及其边界,抑制剂片段的线度约为15×15×25。     

绿豆胰蛋白酶抑制剂Lys活力碎片-牛胰蛋白酶复合物的晶体学研究

本文证明绿豆胰蛋白酶抑制剂的Lys活力碎片能当量结合胰蛋白酶形成复合物。用微量静置法得到该复合物的单晶。X射线晶体学研究表明晶体衍射分辨率可达1.8(?),空间群为P2_12_12_1,晶胞参数a=62.9(1)(?),6=63.4(1)(?),c=69.7(2)(?)。每个结晶学不对称单位含有一个复合物分子。     

绿豆胰蛋白酶抑制剂晶体生长及晶体学参数测定

从绿豆中提取的胰蛋白酶抑制剂,分子量为7984,具有两个活性中心,7对二硫键,属于Bowman-Birk抑制剂类型。用透析法和静置法生长出四方双锥和斜方柱两种晶体。用X1线旋进照相法测定它们的晶胞参数。四方双锥晶体属四方晶系,空间群P4_122(或P4_322),a=b=49.21(?),c=158.07(?)。每个晶体学不对称单位包含三个分子。斜方柱晶体属正交晶系,空间群P2_12_12,a=39.65(?),b=57.18(?),c=52.02(?)。每个晶体学不对称单位包含两个分子。     

绿豆胰蛋白酶抑制剂-猪胰蛋白酶复合物的晶体学研究

本文报道利用微量静置法培养出绿豆胰蛋白酶抑制剂-猪胰蛋白酶复合物可供X射线衍射分析的单晶体。晶体衍射分辨率2.7。晶体学参数测定结果为四方晶系,空间群1422,晶胞参数a=b=122.4(2),c=113.4(2)()。晶体密度1.20g/cm~3,溶剂含量36％,每个结晶学不对称单位含一个复合物分子。     

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     

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。     

猪胰蛋白酶自溶后活性产物的亲和层析分离和动力学性质

猪胰蛋白酶自溶后的活性产物可以用大豆胰蛋白酶抑制剂STI-Sepharose亲和层析方法分离出三种形式的活性分子:δ-,γ-和σ-胰蛋白酶.三者的分子量与母体酶分子β-胰蛋白酶的分子量相同;在与特异性底物反应时,三者的米氏常数K_m与β-胰蛋白酶的K_m基本相同。但与抑制剂STI作用时,δ-,γ-和σ-胰蛋白酶的抑制常数K_i与β-胰蛋白酶的K_i明显不同。     

荧光猝灭法结合分子对接研究胰蛋白酶与蒙花苷相互作用

以荧光猝灭法与分子对接为主要研究手段,研究了在模拟生理条件下蒙花苷对胰蛋白酶荧光发射的猝灭作用,并探究了二者之间的相互作用类型与复合物的动力学稳定性。实验结果表明,pH 8.4时在不同温度下蒙花苷均可有效地猝灭胰蛋白酶的荧光发射,并且猝灭类型均为静态猝灭,即蒙花苷与胰蛋白酶间形成了稳定的复合物。使用双对数方程计算可知复合物为1∶1型,根据Van’t Hoff方程对不同温度下蒙花苷猝灭胰蛋白酶的光谱数据分析可知复合物的生成是熵增放热的自发过程。同步荧光光谱结果表明蒙花苷对胰蛋白酶的发光猝灭主要是通过影响其Trp残基的荧光发射实现的。分子对接研究表明蒙花苷可结合在胰蛋白酶表面由His57、Thr98、Gln175、Trp215、Gln192、Ser195等残基所形成的疏水性口袋中,并通过氢键、芳环堆积、疏水、静电吸引等弱作用与胰蛋白酶形成非共价复合物,蒙花苷与Trp215残基间存在明显的疏水与氢键作用,这些作用可减弱这个残基微环境的极性并最终导致其荧光发射的猝灭。30 ns分子动力学模拟表明胰蛋白酶与蒙花苷所形成的复合物具有良好的稳定性,验证了分子对接结果的稳定性和合理性。     

环乙烷中牛胰蛋白酶与正戊胺复合物的晶体结构

丝氨酸蛋白酶是有机溶媒中研究酶促反应的主要对象之一。其中的胰蛋白酶在 生物体内有重要的作用，对其抑制剂如苯甲脒衍生物的研究可应用于治疗很多疾病 。在水溶液中包括正太胺在内的开链脂肪胺类小分子对胰蛋白酶的抑制能力有限， 不能生成复合物。我们对浸泡在含有正戊胺的环已烷中的β-牛胰蛋白酶的晶体结 构进行了测定，分辨率为0.2 nm，并与水相中同样处理的晶体作了比较。结果表明 ，正戊胺于环已烷中和β-牛胰蛋白酶有强结合作用，一个戊胺分子结合到酶活性 中心；另一个结合在β-牛胰蛋白酶的表面，与也被结合的硫酸根形成氢键。此X射 线蛋白质晶体结构分析提供了一个例子，在有机溶剂中可用弱抑制剂的探针小分子 研究其和蛋白的结合情况，以及描绘蛋白质表面的结合位点。这些研究可以为搜索 弱抑制剂提供有用的结构信息。     

环乙烷中牛胰蛋白酶与正戊胺复合物的晶体结构

丝氨酸蛋白酶是有机溶媒中研究酶促反应的主要对象之一。其中的胰蛋白酶在 生物体内有重要的作用，对其抑制剂如苯甲脒衍生物的研究可应用于治疗很多疾病 。在水溶液中包括正太胺在内的开链脂肪胺类小分子对胰蛋白酶的抑制能力有限， 不能生成复合物。我们对浸泡在含有正戊胺的环已烷中的β-牛胰蛋白酶的晶体结 构进行了测定，分辨率为0.2 nm，并与水相中同样处理的晶体作了比较。结果表明 ，正戊胺于环已烷中和β-牛胰蛋白酶有强结合作用，一个戊胺分子结合到酶活性 中心；另一个结合在β-牛胰蛋白酶的表面，与也被结合的硫酸根形成氢键。此X射 线蛋白质晶体结构分析提供了一个例子，在有机溶剂中可用弱抑制剂的探针小分子 研究其和蛋白的结合情况，以及描绘蛋白质表面的结合位点。这些研究可以为搜索 弱抑制剂提供有用的结构信息。     

[2,4—CH3）2C5H5]2TiCO的合成及结构

合成了开环夹心羰基化合物[2,4-(CH_3)_2C_5H_5]_2GCO,得到了该分子的单晶结构,[2,4-(CH_3)_2C_5H_5]_2TiCO晶体属于正交晶系,P2_12_12_1空间群,晶胞参数a=1.0078(5)nm,b=1.1909(8)nm,c=1.1946(5)nm,b=1.4337(13)nm~3,Z=4,R=0.054。单晶结构表明该分子为平行覆盖型开环夹心化合物,用EHMO方法计算了[2,4-(CH_3)_2C_5H_6]_2TICO的电子结构。     

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。     

磷脂酶A2吲哚类抑制剂的结构和活性关系

应用一种新的预测酶-配体复合物亲和性的方法来研究磷脂酶A2蚓哚类抑制剂的结构-活性关系．磷脂酶A2-抑制剂复合物的三维结构是用分子模构的方法搭建的，复合物的亲和性由程序SCORE计算．共分析了12个抑制剂分子．计算所得的亲和性和实验测定值吻合得很好，明显优于用CoMFA方法分析同一系列化合物所给出的结果．通过分析SCORE的输出结果，识别出了蚓哚类抑制剂和磷脂酶A2相互作用的关键位点，为设计新型的磷脂酶A2抑制剂提供了指导．     

膜亲和色谱用于胰蛋白酶抑制剂的分离

分别采用酰化-胺化和氯甲基化-胺化对聚砜进行化学修饰,用相转化法制成平均孔径为450nm的超滤膜,经重氮化反应,共价键合上具有活性的胰蛋白酶。其相对活力可达10200 u/g。每克化学改性聚砜膜上可固载化上15 mg胰蛋白酶。用此酶膜对胰蛋白酶抑制剂进行了亲和分离,一次可得6.5mg纯胰蛋白酶抑制剂。     

计算机辅助设计的新型胰蛋白酶抑制剂的合成及其抑制活性

以6-氰基-2-萘酚为原料,经两步反应制得6-羟基-2-萘甲脒甲磺酸盐(2)。利用分子对接法辅助设计,2分别与芳酸(1a~1h)反应,合成了8个萘甲脒蛋白酶抑制剂(3a~3h);硝基化合物(4)经还原反应合成了1个嘧啶胰蛋白酶抑制剂(3i)。以邻胺基苯酚为原料,经两步反应合成了1个嘧啶胰蛋白酶抑制剂(3j)。3b~3f为新化合物,其结构经1H NMR,13C NMR和HR-ESI-MS表征。体外活性测试表明:6-甲脒基-2-萘酚4-(4-氨基丁酰胺)苯甲酸酯(3e)对胰蛋白酶有较好的抑制活性,其IC50为0.352μg·m L-1,优于奈莫司他(IC500.451μg·m L-1)。     

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。     

苄氧羰酰脯氨酰丙氨酰苏氨酰叔丁酯晶体结构的研究

用X射线晶体学方法测定了含有保护基的三肽(Z-Pro-Ala-Thr(But)_2)的晶体结构和分子构象.其结晶属正交晶系,空间群为P2_12_12_1,晶胞参数a=29.557A,b=11.583A,c=8.830A,z=4.用PW-1100四圆衍射仪收集衍射强度数据,用直接法解结构,使用MULTAN-80计算机程序系统.用块矩阵最小二乘方法修正结构,最终的R=0.088(不包括氢原子). 分子中丙氨酸的构象趋近屏蔽式,形成肽链的转折.脯氨酸与保护基之间形成的“肽键“是顺式结构.脯氨酸侧链的吡咯烷环五个原子不在一个平面上,C~β和C~γ分别向相反方向偏离平面.相邻的肽基团平面之间的交角都接近90°.分子之间存在氢键,它使分子沿晶体z方向无限伸展形成分子链.晶体沿x和y方向的分子间作用力为范氏力.保护基(Z)在分子堆积中起重要作用。     

凝血酶抑制剂的结构与活性的关系

应用了一种新的预测酶－配体复合物亲和性的方法来研究凝血酶抑制剂的结构－活性关系．凝血酶－抑制剂复合物的三维结构根据模板化合物的晶体结构进行搭建，然后使用程序SCORE计算复合物的亲和性．共分析了3个系列34个抑制剂分子．计算所得的复合物的解离常数与实验值吻合得很好，大大优于用分子力学所给出的结果．通过比较其中两个抑制剂分子的结构和活性，说明了此方法能够定量给出配体分子中每个原子对结合过程的贡献大小，给出十分直接的结构－活性关系．     

胰蛋白酶定向固定化亲和配基的理性设计

在胰蛋白酶三维(3D)结构的基础上, 首先利用分子对接从ZINC 数据库中筛选获得了与胰蛋白酶具有较高亲和性的小分子配基2-硝基苯基-β-D-葡糖苷, 并分析了该配基与蛋白质之间的相互作用力主要为范德华和氢键相互作用. 并利用分子动力学模拟进一步验证了2-硝基苯基-β-D-葡糖苷与胰蛋白酶之间具有较强的亲和作用. 分子动力学(MD)模拟结果表明, 配基-目标蛋白质之间形成稳定的复合物且它们之间的距离基本没有变化. 此外, 一个水分子通过氢键在配基和目标蛋白质的结合腔之间架桥. 最后制备了偶联有该配基的亲和载体, 进行了胰蛋白酶的定向固定化, 并考察了该固定化酶的活性. 研究结果表明, 利用修饰2-硝基苯基-β-D-葡糖苷配基的亲和载体固定化胰蛋白酶的酶活达到340.8 U·g^-1, 比活达到300.3 U·mg^-1, 分别是未修饰亲和配基载体的10倍和5倍, 具有明显的优势. 上述结论证明了结合分子对接和分子动力学模拟理性设计定向固定化亲和配基的方法是可行的, 具有一定的理论和实用价值.     

大豆制品中胰蛋白酶抑制剂的抑制活性测定

胰蛋白酶对苯甲酰-dl-精氨酸-p-硝基酰替苯胺盐酸盐（BAPA）水解的催化作用受到胰蛋白酶抑制剂的抑制效应而使水解反应产物在410 nm波长处的吸收减弱,其减弱程度反映了有关胰蛋白酶抑制剂的活性。基础于此原理建立了测定胰蛋白酶抑制剂活性的紫外分光光度法。用大豆标准品验证了所提出方法的可行性和准确度,10次测定结果的标准偏差值为3.0%。分析了一件大豆样品,10次测定结果的平均值为2 527 TIU/g,RSD值为1.2%。