α/β类蛋白折叠中π-π相互作用的特异性

以α/β类蛋白的2种典型折叠类型为研究对象,对205个低相似度蛋白样本中的π-π相互作用进行统计分析.计算结果表明,(α/β)8-barrel折叠中π-π相互作用的分布密度高于经典Rossmann折叠,且在关键的局部区域的差异更加显著;芳香族氨基酸在(α/β)8-barrel结构中更容易形成π-π相互作用;色氨酸对应的3种π-π相互作用组合在(α/β)8-barrel折叠中出现的几率显著高于经典Rossmann折叠;(α/β)8-barrel折叠中π-π相互作用形成复杂π网络的能力强于经典Rossmann折叠.上述结果表明,π-π相互作用在α/β类蛋白的不同折叠类型中存在特异性,其在稳定(α/β)8-barrel结构中的作用强于经典Rossmann折叠.     

一种高效的双烯酮替代物——2,2-二甲基-1,3-二噁环己-4-烯-6-酮类化合物的合成

2,2-二甲基-1,3-二噁环己-4-烯-6-酮类化合物2可以代替双烯酮, 定量地和亲核试剂发生反应, 并且本身安全无毒, 化学性质稳定, 成本低廉, 是一类高效的双烯酮替代物. 本文对2的合成方法进行了研究, 采用简便易行的方法成功地合成了一系列双烯酮的替代物.     

β-甲基亚硝基哌嗪致癌剂第二亲电中心邻基参与作用的理论研究

用从头计算Hartree-Fork方法和密度泛函B3LYP方法在6-311G(d)水平上对β-甲基亚硝基哌嗪类化合物代谢活化后的邻基参与作用机理进行了研究. 计算结果表明, 哌嗪环上N'原子和N'-取代基上氧原子的邻基参与作用明显提高了β-甲基亚硝基哌嗪代谢物的亲电反应活性, 促进了对DNA的烷化作用. 解释了甲基取代的N-亚硝基哌嗪较其母体化合物的致癌性具有显著增强的现象, 为N-亚硝基哌嗪在其γ-位形成第二亲电活性中心的致癌代谢途径提供了理论依据.     

二甲胺与亚硝酸反应生成N,N-二甲基亚硝胺的理论研究

应用量子化学计算方法在CCSD/6-311＋G(d,p)//B3LYP/6-311＋G(d,p)水平上对二甲胺(DMA)与亚硝酸作用形成N,N-二甲基亚硝胺(NDMA)的反应机理进行了研究. 分别讨论了DMA与一分子亚硝酸直接反应的途径和两分子亚硝酸先反应生成活性中间体N₂O₃再与DMA作用的间接反应途径. 计算结果表明, DMA与亚硝酸间接反应的活化能比直接反应的低约55 kJ/mol, 由此可推断DMA与亚硝酸生成NDMA的反应是以两分子的亚硝酸先生成ONNO₂再亚硝化DMA为主要反应途径. 这一结论和NDMA的形成速率与亚硝酸的浓度的平方成正比的实验结果相一致.     

流动注射法探究模拟酶催化过氧亚硝酸根氧化酪氨酸的动力学特征

过氧亚硝酸根作为生物体内高活性自由基,能损伤多种生物大分子进而引起一系列重大疾病,对其含量测定和反应机制的研究具有重要意义。过氧亚硝酸根性质活泼,反应速率快,捕捉其动态过程十分困难。本文首次利用流动注射分析仪探究在不同模拟酶血红蛋白和氯化血红素的催化下,过氧亚硝酸根氧化酪氨酸体系的动力学特征。结果表明：过氧亚硝酸根在两种酶催化下氧化酪氨酸的过程均遵循Michaelis-Menten的动力学规律;根据米氏常数K_m和最大初速率V_max,推断其反应机制,经模拟酶催化的过氧亚硝酸根能直接氧化与模拟酶结合后的酪氨酸快速生成酪氨酸二聚体,未生成·OH和O-_2·。此外,我们还检测了不同温度、pH下两种模拟酶催化的速率常数,得到血红蛋白催化该体系的最适条件为25 ℃和pH 8.0,速率常数k_cat=1.035×106 mol·L-1·s-1,氯化血红素适宜在37 ℃和pH 9.5的条件下催化该体系,速率常数k_cat=6.842×105 mol·L-1·s-1;比较动力学参数KHb_m(4.46 μmol·L-1)<KHemin_m(4.90 μmol·L-1),VHb_max(0.072 ΔI_F/s)>VHemin_max(0.026 ΔI_F/s),发现最适条件下血红蛋白的速率常数大于氯化血红素,得到血红蛋白对于该体系的催化活性高于氯化血红素。以上结果为探究酶催化法测定过氧亚硝酸根含量及其反应机理提供动力学参数,对于防治生物体内自由基引起的相关疾病与诊断新技术的开发奠定理论基础。     

停流荧光法研究牛血清白蛋白和叶酸反应动力学

叶酸属于B族维生素,作为生物体内转移一碳单位酶系中的辅酶,与其他维生素相互作用,共同维持体内红细胞的稳定,对氨基酸之间的转化、细胞的分裂生长,蛋白质合成的反应都有重要意义。药物半衰期、峰浓度和反应速度常数是研究药代动力学的重要参数,实验运用荧光分光光度计和停流光谱分析仪研究了仿生环境下牛血清白蛋白和叶酸反应的动力学参数,为叶酸相关的药物代谢参数提供参考。结果表明：利用Stern-Volmer方程处理荧光猝灭实验数据,得到25, 30和37 ℃下叶酸对牛血清白蛋白内源荧光的静态猝灭常数分别为2.455×1010,4.900×1010和6.427×1010 L·mol-1·s-1;动力学反应速率常数的计算结果表明不同温度、pH值和缓冲介质下BSA和叶酸反应的速率常数都大于100 mol·L-1·s-1,阐明了BSA与叶酸之间的猝灭机理是通过形成复合物的静态猝灭过程;生理温度下,牛血清白蛋白浓度与其初始浓度满足二级反应公式,相关系数为0.998 7,药代半衰期t_1/2为0.059 s;反应的表观速率常数随着叶酸浓度的增加呈线性增加趋势,且叶酸催化牛血清白蛋白荧光猝灭的速率常数k_cat=3.174×105 mol·L-1·s-1。此外还测定了不同缓冲介质下牛血清白蛋白与叶酸相互作用的表观速率常数和反应速率常数,以此来探讨生理介质对于二者反应的影响,为确定临床用药方案、预测药物的疗效和毒性以及合理用药有着重要意义。     

重组含糖识别结构域的人源半乳糖凝集素-3在糖蛋白/糖肽富集中的应用

植物凝集素是广泛使用的糖蛋白富集和识别材料,动物凝集素则较少被尝试用于糖蛋白富集。基于人源半乳糖凝集素-3的糖识别结构域（CRD）,设计了两种重组凝集素：Gal3C （一个CRD）和Tetra-Gal3C （四重串联CRD）。通过将两种凝集素固定于链霉亲和素琼脂糖小球上,构造了富集糖蛋白的重组凝集素亲和柱。使用凝胶电泳、免疫印迹以及生物质谱技术对重组凝集素的生物特征及其糖蛋白富集能力进行了表征与评价,发现两种类型的重组凝集素对糖蛋白/糖肽都有良好的富集效果,并具有较高的特异性和灵敏度。相对于Gal3C而言,Tetra-Gal3C由于具有四重串联的CRD结构域,表现出更高的糖蛋白/糖肽富集能力。该凝集素亲和柱成功用于人肝癌细胞系HepG2的糖蛋白富集,表明重组凝集素具有从复杂生物样本中选择性识别和富集糖蛋白/糖肽的能力。     

氯乙基亚硝基脲烷化碱基导致DNA单链断裂的机理研究

采用密度泛函理论(DFT)和MΦller-Pleset微扰理论(MP)方法对氯乙基亚硝基脲(CENUs)烷化DNA碱基导致单链断裂的机理进行了研究. 对包括CENUs的分解、DNA碱基的烷化、糖苷键的水解、脱嘌呤位点的开环以及最终导致单链断裂的磷酸二酯的消除在内的多步反应过程进行了探讨. 在B3LYP/6-31++G**水平上对各驻点(反应物、中间体、过渡态和生成物)进行了全几何结构优化; 为了模拟细胞环境, 采用自洽场连续极化模型(CPCM)在相同计算水平上对各驻点进行了水相中的单点能计算或全几何结构优化. 分别在B3LYP/6-31++G**和MP2/6-311++G**水平上绘出反应势能曲线, 结果显示, 在整个反应过程中, 磷酸二酯的消除反应能垒最高, 而氯乙基重氮盐离子烷化DNA碱基的反应能垒最低. 理论分析结果表明, CENUs 一旦分解便很容易烷化DNA碱基, 随后生成的氯乙基化鸟嘌呤会迅速从DNA链上脱去, 尽管如此, 脱嘌呤位点最终导致DNA单链断裂的一系列反应则是一个缓慢的过程, 这与断链反应的动力学实验结果相符合.     

二氧化钛富集磷酸肽方法优化及在腾冲嗜热厌氧菌磷酸化蛋白质组分析中的应用

为了提高二氧化钛富集磷酸肽法对磷酸肽的富集效率,以6种标准蛋白酶切肽段混合物为研究对象,对二氧化钛富集磷酸肽过程中的乙腈比例、三氟乙酸比例、二氧化钛用量等条件分别进行了优化。结果表明在乙腈含量为80%(v/v),三氟乙酸含量为1%(v/v),二氧化钛用量与需要富集肽段的质量比为40:1的条件下,可以取得较好的富集效果。将优化后的富集方法应用于腾冲嗜热厌氧菌磷酸化蛋白质的分析,初步鉴定到25个磷酸化蛋白质,为进一步研究这种极端环境下生存的低等生物的生命活动提供了参考信息。     

光谱法研究抗氧化剂、DPPH与人血清蛋白三元体系的作用

选取几种天然抗氧化剂杨梅素、桑色素、辣椒碱、甜菜碱作为研究对象,运用荧光光谱法、同步荧光光谱法以及三维荧光光谱法研究了几种抗氧化剂以及DPPH自由基与人血清蛋白相互作用,结果表明辣椒碱、甜菜碱、V_C不与人血清蛋白发生猝灭反应,杨梅素、桑色素、DPPH均能够与人血清蛋白发生猝灭反,反应均为形成了稳定复合物而导致的静态猝灭,通过疏水作用力与HSA结合,结合位点数均为1,主要结合位点在色氨酸基团附近,DPPH与人血清蛋白猝灭过程改变了人血清蛋白结构的疏水性,引起蛋白质构象发生变化,而杨梅素、桑色素与人血清蛋白相互作用未造成其构象发生了变化。运用荧光光谱法研究了几种抗氧化剂抑制DPPH直接损伤人血清蛋白的能力,杨梅素、桑色素、辣椒碱、甜菜碱、V_C对DPPH损伤HSA的抑制率分别为25%,18.30%,85.38%,4.02%和84.58%。根据分子结构分析辣椒碱主要通过清除DPPH自由基作用从而抑制其损伤人血清蛋白,根据二元体系反应结果可知杨梅素与桑色素三元体系反应过程中两种抗氧化剂与DPPH竞争结合位点,因此杨梅素、桑色素主要通过占据结合位点的方式抑制DPPH损伤人血清蛋白,而甜菜碱既不能占据结合位点也不能清除自由基,因而抑制能力最弱。分析表明几种天然抗氧化剂的抑制能力与其分子结构中主要官能团结构密切相关。