蛋白质的化学全合成

含有非天然氨基酸的蛋白质（如翻译后修饰蛋白质、修饰有探针分子的蛋白质等）是化学生物学中重要的生理活性分子。这些分子难以通过生物表达来获取，而必须使用化学方法来合成。半胱氨酸肽片段连接方法是目前应用于蛋白质化学全合成中的一种重要方法，该方法能够在温和的水溶液中高效地实现肽片段的连接，从而生成天然或者非天然的蛋白质。本文系统地综述了半胱氨酸肽片段连接方法的基本原理，详细讨论了近年来人们对该方法的一些重要改进。最后又介绍了该方法在几类重要的蛋白质分子合成中的代表性应用。     

金属卟啉蛋白质结合体的结构与功能*

在生命活动中起重要作用的蛋白质和金属卟啉是典型的生物高分子和金属配合物,而且绝大部分蛋白质与金属卟啉是通过形成结合体共同发生作用的,因此,研究天然金属卟啉蛋白质结合体的结构与功能并进行人工模拟受到关注并取得了很大进展。本文在对蛋白质与金属卟啉的结构与类型进行简单介绍的基础上,综述了 金属卟啉与蛋白质的天然结合体,如细胞色素P-450、过氧化物酶、血红蛋白、肌红蛋白及脑红蛋白等。总结了金属卟啉与蛋白的人工结合体,如原卟啉、血卟啉及其衍生物与血清白蛋白的结合体;合成水溶性与不溶性金属卟啉与白蛋白的结合体。介绍了人工合成蛋白,即基因重组蛋白与合成金属卟啉的结合体,如用做人工合成血液的栏式铁卟啉白蛋白结合体。到目前为止,不但金属卟啉可以合成,而且白蛋白、血红蛋白也可以通过基因重组进行人工合成。金属卟啉蛋白质结合体已应用于制备人工血液、疾病检测、治疗,及光解水产氢等多个领域。     

拓扑蛋白质的设计与合成

拓扑蛋白质是一类具有复杂拓扑结构的非线性蛋白质,为抗体工程、工程酶、生物材料等领域提供了崭新的研究对象,具有重要的基础科学意义和应用价值.本专论从拓扑高分子合成的重大挑战出发,总结了天然拓扑蛋白质的合成策略,详细阐述了如何灵活应用组装和反应协同构建人工拓扑蛋白质,讨论了拓扑蛋白质的表征方法,并提出了该领域进一步发展所面临的挑战和机遇.     

可能具有医学用途的磁性蛋白质

英国化学家通过在天然蛋白质的空心中引入磁铁矿（Fe3O4）晶核,合成了一种新奇的磁性蛋白质。这种空心的蛋白质宿主是从许多生物体用来储存铁的铁—蛋白质的化合物—铁蛋白中得到的。通常铁是以6nm的水合铁氧化物（5Fe2O3·9H2O）的晶体形式储存的,水合铁氧化物又是由天然铁蛋白经渗析除去空心的多肽壳得到的。     

多肽及蛋白质的化学合成研究

多肽与蛋白质作为生物体内的活性物质和生命活动的物质基础,在信号传递、能量利用、免疫应答等基础生理过程发挥着至关重要的作用,并与多种疾病的发生密切相关。获得一定数量高纯度的多肽和蛋白质是研究其结构、生物学功能以及开发相关药物的重要前提。天然多肽与蛋白质的来源主要有动植物的组织器官、微生物的次级代谢产物等。目前,自然提取、重组技术和化学合成是多肽与蛋白质的主要获得途径。相较于从天然产物中提取分离和基因重组表达,化学合成能够方便地在多肽与蛋白质的任意位点引入非天然氨基酸或特定类型的翻译后修饰基团,如糖基化、磷酸化、荧光团及光交联反应基团等,极大地促进了多肽与蛋白质在基础医学及生物医药研究领域的应用发展。本综述全面介绍了多肽与蛋白质的各种化学合成研究策略,并讨论了这些策略的基本原理、优缺点及应用价值,旨在为多肽及蛋白质的合成研究提供参考。     

蛋白质基生物材料的生物医学应用进展

尽管合成生物材料具有巨大的潜力和多样性,但其生物医学应用仍然受到生物相容性、生物降解性及生物再吸收性等问题的限制.天然高分子尤其是蛋白质基生物材料能够较好地解决合成材料存在的问题,在药物递送、组织工程、伤口修复和生物传感器等生物医学领域有着广泛应用.本文重点综述了动物、植物来源的蛋白质基材料在生物医学领域的已有和潜在临...     

蛋白质高分子结合体

蛋白质高分子结合体是蛋白质与高分子化合物以特定位置或方式结合的产物。其中,蛋白质(包括酶和多肽)分子中氨基酸残基上的氨基、巯基和羧基是常用的结合位点。本文主要对蛋白质高分子结合体的制备方法进行了综述。聚乙二醇是合成高分子中能够有效改善蛋白质性能的修饰剂,而多糖则是用于制备蛋白质高分子结合体较成功的天然高分子化合物。“点击化学”、活性聚合技术等技术已经被成功应用于蛋白质高分子结合体的制备。某些具有特异结合功能基团的化合物(如金属卟啉、生物素等)与高分子共价结合后也可制备蛋白质高分子结合体。在研究蛋白质高分子结合体制备方法的基础上,近年来开始了这类大分子的自组装行为研究,尤其是对巨型双亲性分子自组装行为的研究,这为设计和构筑先进功能材料提供了新的思路。与高分子化合物的结合是改善蛋白质性能和拓宽蛋白质应用范围的重要技术之一。蛋白质高分子结合体不但可用于生物医药领域,而且在纳米技术和材料科学等领域具有潜在的优势。     

快速蛋白质液相色谱仪测定蛋白质分子量

本文介绍一种用快速蛋白质液相色谱仪(FPLC)和高效凝胶色谱预装柱(Superose~(TM) 6HR,10/30)测定蛋白质分子最的方法,实验结果表明:本方法不仅快速、简便,而且经测定后,仍能保持其天然结构和生物活性。     

基于天然氨基酸的蛋白质修饰

基于天然氨基酸的蛋白质修饰种类繁多,由于在不同的氨基酸上所进行的修饰会对蛋白质的结构和功能产生不同的影响,所以科学家们一直在探索基于天然氨基酸特异的蛋白质修饰策略。本文主要以半胱氨酸、酪氨酸和蛋白质氮端特异修饰为例,简要回顾目前基于天然氨基酸的蛋白质化学的相关工作。     

生物模拟转氨反应在蛋白质修饰中的应用

作为化学生物学研究的重要方向,生物正交反应的发展与应用为生命科学研究提供了有力武器.利用生物正交反应,人们可以将合成分子与目标天然大分子在特定位点上实现特异性连接,进而达成诸如标记、定位、功能化、固定等一系列目标.生物模拟转氨反应及其衍生反应是一类特异性蛋白质N端修饰的生物正交反应,与天然蛋白侧链、C端的连接反应相互补充.由于该反应具有高效性、通用性、温和性及不需要引入突变或非天然氨基酸等优点,从发现以来已较为广泛地运用于蛋白质化学生物学的多个相关领域.在介绍其基本原理及反应优化的基础上,综述该类反应的发展及应用情况.     

蛋白质的天然构象与高分子生物材料的生物相容性

在论述天然象是蛋白质生物功能之根本、肽链－侧基协同作用是蛋白质构建天然构象和完成生物功能的动力所在，以及高分子生物材料吸附对蛋白质天然构象影响等的基础上，进一步阐述生物材料生物相容性与蛋白质构象的关系。结论是，设计与建立能够维持蛋白质等天然构象的表面分子结构是提高高分子生物材料相容性的一个基本方向。     

蛋白质功能化新策略:嵌入非天然氨基酸

天然蛋白质由20种天然氨基酸组成,这些蛋白质的构筑基元包含功能基团:羧基、氨基、巯基、硫醚、羟基、碱性胺、烷基和芳基。然而,这些有限的功能基团却不足以完成生物体内所有的生物学功能。为了更好地让生命的体现者--蛋白质完成更加精确和多样的生物学功能,自然界会对蛋白质进行翻译后的修饰,包括:磷酸化,甲基化,乙酰化或者羟基化,甚至在某些情况下,进化出一种新型的翻译机制以便插入硒代半胱氨酸或者吡咯霉素。受此启发,生物化学家发展出各种生物或化学方法来改变或插入新的蛋白质构筑基元,使天然蛋白质完成其相应的生物学功能或者使其具有某些特殊的性质,甚至是创造一种新酶。该文将简单介绍这些蛋白质修饰策略以及该领域的最新进展。     

聚合物蛋白质类药物单分子修饰的发展和展望

随着基因组学、生物化学、分子生物学及多肽合成等科学技术的发展,蛋白质及多肽药物已成为跨国医药企业竞相争夺未来生物医药领域的一个制高点。但是蛋白质类药物的临床应用受到了其理化及生物特性的种种限制,为了改善治疗效果,近年来聚合物修饰的蛋白质类药物有了长足的发展。本文着重回顾了蛋白质类药物聚乙二醇修饰的发展和现状,以及由此获得的优点和局限性;同时介绍了其它新型生物相容性聚合物蛋白质类药物修饰的最新研究进展,探讨了蛋白质类药物的"后聚乙二醇修饰"时代的可能方向和应用前景。     

全新设计蛋白质的折叠机制

蛋白质全新设计和折叠研究是从两个不同的方向来理解蛋白质序列-结构-功能关系这一结构生物学重要问题. 蛋白质全新设计取得的成功实例一定程度上检验了人们对蛋白质结构和相互作用理解的准确性, 但它们中多数所表现的不同于天然蛋白质的折叠动力学特征也表明, 要达到最终的功能化实现目标还面临着不少的挑战. 本文综述了蛋白质全新设计的发展过程及现状, 蛋白质折叠研究在实验、理论及模拟方面的研究进展, 以及全新设计蛋白质的折叠机制的研究现状. 阐述了深入了解全新设计蛋白质与天然蛋白质折叠机制的不同, 可以为进一步有效地合理化设计蛋白质提供有益的参考.     

蛋白质结构的“限域下最低能量结构片段”假说与蛋白质进化的“石器时代”

蛋白质折叠问题被称为第二遗传密码,至今未破译;蛋白质序列的天书仍然是"句读之不知,惑之不解"。在最近工作的基础上,我们提出了蛋白质结构的"限域下最低能量结构片段"假说。这一假说指出,蛋白质中存在一些关键的长程强相互作用位点,这些位点相当于标点符号,将蛋白质序列的天书变成可读的句子(多肽片段)。这些片段的天然结构是在这些强长程相互作用位点限域下的能量最低状态。完整的蛋白质结构由这些"限域下最低能量结构片段"拼合而成,而蛋白质整体结构并不一定是全局性的能量最低状态。在蛋白质折叠过程中,局部片段的天然结构倾向性为强长程相互作用的形成提供主要基于焓效应的驱动力,而天然强长程相互作用的形成为局部片段的天然结构提供主要基于熵效应的稳定性。在蛋白质进化早期,可能存在一个"石器时代",即依附不同界面(比如岩石)的限域作用而稳定的多肽片段先进化出来,后由这些片段逐步进化(包括拼合)而成蛋白质。     

荧光L-丙氨酸衍生物的立体选择性合成及对环境状态识别的初步研究

由于终止码抑制技术(nonsense suppressiontechnique)的发展,现在人们已能够将非天然氨基酸定点地(site-specifically)嵌入任何的功能蛋白质中[1-3]。这项技术所带来的一个重要意义是给化学生物学家提供一种潜在、系统、精确地研究蛋白质结构与功能关系的工具[4]。结合具有特殊光学的非天然氨基酸的设计合成与嵌入,科学家们可以利用相关的光谱学手段来探究目标功能蛋白质的内部活性结构,因此,设计和合成具有特殊光谱性质的的非天然氨基酸是合成化学家所感兴趣的课题。A ladan{β-6-′(N-二甲基)氨基-2′-萘甲酰]-L-丙氨酸}的设计合成就是…     

蛋白质链环和纽结

寻找和合成拓扑新颖结构的蛋白质是目前一个崭新的课题 ,本文介绍了已经发现的M bius蛋白质和蛋白质链环的新奇结构及实验事实     

十二烷基苯磺酸钠共振瑞利散射法测定蛋白质

在酸性条件下，十二烷基苯磺酸钠与牛血清白蛋白形成离子缔合物，使共振瑞利散射（RRS）急剧增强。研究了相应的光谱特征，影响了因素和适宜的反应条件。在此条件下，不同蛋白质在一定浓度范围内与散射强度呈线性关系。方法的检出限在17.8ng/mL至135.4ng/mL之间，可用于多种蛋白质的测定。本法已用于合成样品以及人血清样品中蛋白质量的测定。     

鲁米诺-四磺基锰酞菁-过氧化氢化学发光体系在蛋白质测定中的应用

1 引 言蛋白质的分析测定在科研和临床上都具有重要意义。目前已建立了许多对蛋白质进行定量的方法。利用血红素等天然酶,或者金属卟啉催化鲁米诺化学发光,已实现了对蛋白质样品的化学发光测定。作为与金属卟啉有类似母体结构的化合物,金属酞菁在荧光和化学发光分析中已显示了强烈的催化活性。在本文中,将MnTSPc用于催化鲁米诺-过氧化     

能选择性地切断蛋白质的试剂

耶鲁大学和加州大学贝克莱分校的两个研究小组分别开发了一种可选择性地切断蛋白质的试剂。它对确定蛋白质的结构和活性十分有用,有可能发展成为新的药物。耶鲁的A·Schepartz等以对细胞调节起重要作用的一种钙受体蛋白质Calmodulin为目标,合成了trifluoperazine-EDTA(TFE),可与Calmodulin以