烯酰基-辅酶A水合酶催化机理的理论研究

采用DFT方法研究了烯酰基-辅酶A （ECH）催化的4-（N,N-二甲氨基）-肉桂酰-辅酶A （DAC-CoA）和巴豆酰基-辅酶A （Crotonyl-CoA）水合反应.计算表明：水合反应以分步机理进行,经历一个烯醇负离子中间体.Glu164残基作为唯一的催化碱/酸参与水合反应,而Glu144虽然没有直接参与反应,但是它能通过氢键作用诱使水分子以合适的朝向活化底物.Crotonyl-CoA底物的水加成活性高于DAC-CoA.Ala98和Gly141与底物羰基之间的氢键作用既有利于底物的准确结合,也能有效稳定反应中形成的过渡态和中间体.另外,Glu144和Glu164周围的氢键网络对于合理维持活性位点排布进而有效促进底物活化也很重要.     

磷脂酶A2家族的功能性分类研究

采用“结合强度指纹图谱分析”方法, 通过对多重分子对接得到的作用强度数据进行聚类矩阵分析对蛋白质进行功能分类. 着重研究了磷脂酶A₂家族基于抑制剂作用强度的功能分类, 并且与基于序列的聚类结果进行比较, 成功地解决了序列比对方法不能处理的远源蛋白(cPLA₂)的分类问题.     

基于辅因子化学本质及功能的分类与讨论

辅因子是蛋白质或酶结构的重要组成部分,在许多酶的功能中发挥重要乃至关键作用。在科研和教学中,现有的辅因子概念及其分类系统不够清晰准确。本文从化学本质和功能上将辅因子分为催化型、载体型和底物型3类,并以若干典型的辅因子为例讨论辅因子的特异性及再生性等问题。     

高效液相色谱法测定3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶抑制剂的活性

通过检测反应体系中烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸(NADPH)浓度的变化,建立了测定HMG-CoA还原酶抑制剂活性的HPLC法.使用Hypersil C18色谱柱,流动相V(K2HPO4-KH2PO4)∶ V(甲醇)＝4∶ 1, pH 7.2,流速1 mL/min,柱温25 ℃,检测波长337 nm.在NADPH浓度为0.5～100 μmol/L时,其浓度与峰面积呈良好的线性关系(r=0.9995);检出限为0.01 μmol/L;方法对NADPH的回收率为99.8%～100.7%;相对标准偏差(RSD)为1.04%～1.25%(n=5).     

作用于秋水仙碱位点的微管蛋白抑制剂的结合模式研究与结构模型的构建

采用对接的方法建立了秋水仙碱位点抑制剂与微管蛋白的结合模式, 并构建了其结构模型. 结果表明: 抑制剂主要借助于与口袋I和II的疏水作用, 以及同α-Thr178, α-Val181和β-Cys241之间的氢键来实现与微管蛋白的结合. 根据抑制剂的结合构象, 将抑制剂的结构分为A, B以及AB间的桥连三个部分, 从而建立了由A部分中的疏水中心H1、氢键受体A1, B部分中的疏水中心H2、疏水基团H3和极性原子P以及桥连结构中的氢键受体A2组成的结构模型. 并指出H1与H2对活性的影响因素分别为疏水基团的体积和平面特征, 而桥连部分则应以刚性的形式保证AB处于桥连的同侧(即顺式构象). 还提出在A2与loop区之间存在一个的潜在氢键受体A3. 研究结果为设计新型小分子微管蛋白抑制剂提供指导.     

GPCR A2A AR腺苷受体蛋白的激动剂结合及其诱导的蛋白活性开关构象变化

运用分子动力学模拟,研究了腺苷酸（激动剂）与A2AAR腺苷受体蛋白的相互作用和配体结合诱导的蛋白动力学变化．识别了与腺苷酸结合力强于0．5kcal／mol的关键基团：A63^2．61,I66^2．64,V84^3.32,L85^3.33,T88^3.36,F168^5.29,M177^5.38,L249^6.51,H250^6.52和N253^6.55,观察到腺苷酸没有与L167^5.28相互作用,这一结果支持了L167^5.28是抑制剂特异性结合位点,不与激动剂结合．未结合配体（激动剂或抑制剂）的单体A2AAR和腺苷酸结合后的A2AAR在构象上有三个不同功能性开关．腺苷酸结合可以诱导A2AAR腺苷受体蛋白的构象调整,使得三个功能性开关器件的构象与单体A2AAR不同．     

人血白蛋白结合位点II的分子结合模式研究

人血白蛋白是血浆中含量最高的蛋白,是一种重要的载体蛋白,能与多种内源性和外源性物质结合。人血白蛋白主要有两个药物结合位点,位点I和位点II,其中位点II的柔性较大,对药物分子的亲和性较高。本文采用分子模拟方法,基于12种结合于位点II的小分子-人血白蛋白晶体结构,分析了相互作用能,发现12种分子的结合以疏水作用为主,静电作用为辅。进一步采用丙氨酸扫描和结合能评价,分析结合部位的关键氨基酸残基,探究结合模式的规律性,发现从位点入口到空腔内部存在静电、疏水和杂合的三层相互作用分布,共同形成了稳定的分子结合。最后采用分子对接和分子动力学模拟,预测了L-色氨酸的结合模式。研究结果有助于深入了解人血白蛋白药物位点II的小分子结合模式,为基于位点II的药物和分离配基的优化设计提供指导。     

超高效液相色谱串联质谱联用法快速筛选3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶抑制剂

建立了超高效液相色谱串联质谱仪(UPLC-MS/MS)检测酶促反应体系中还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)浓度变化,快速筛选3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGCR)抑制剂的方法。优化了HMGCR酶促反应体系和检测NADPH的色谱-质谱条件,探讨了NADPH的离子化试剂的作用和质谱碎裂机理。采用ACQUITY UPLC BEH Amide色谱柱(100 mm×2.1 mm,1.7μm),以三乙胺/六氟异丙醇缓冲液(pH=8.0)为流动相,流速0.3 mL/min,柱温30℃,电喷雾离子源-多反应监测模式,对酶促反应体系中的NADPH进行分析。NADPH的峰面积与其浓度在0.05～50μmol/L范围内呈良好的线性关系(r>0.9996),定量限(S/N=10)为0.05μmol/L。     

RNA结合蛋白的组学解析与功能探索

转录后调控在生理过程中占据十分重要的地位,其分子机制包含大量的核糖核酸(RNA)与蛋白质之间的相互作用.在RNA的整个生命周期中, RNA结合蛋白(RBPs)是相当关键的参与者和执行者,影响了细胞生理过程的运行及机体稳态的维持.研究RNA结合蛋白质组,可以为发掘生物标志物、寻找疾病治疗的靶标提供重要信息.近年来,捕捉RBPs的手段推陈出新,从只能富集特定RNA的结合蛋白发展至可以实现全局性的RBPs鉴定,并对RBP的性质如空间分布、翻译后修饰所产生的影响进行了探索.聚焦于RBPs的组学解析手段以及功能蛋白质组探索,介绍现有的技术,总结技术特点并分析其所存在的问题,最后展望RBP组学研究技术改进的方向和应用前景.     

用分子对接方法研究HIV-1整合酶与病毒DNA的结合模式

用分子对接方法研究了HIV-1整合酶(Integrase, IN)二聚体与3’ 端加工(3’ Processing, 3’-P)前的8 bp及27 bp病毒DNA的相互作用, 并获得IN与27 bp病毒DNA的特异性结合模式. 模拟结果表明, IN有特异性DNA结合区和非特异性DNA结合区; IN二聚体B链的K14, R20, K156, K159, K160, K186, K188, R199和A链的K219, W243, K244, R262, R263是IN结合病毒DNA的关键残基; 并从结构上解释了能使IN发挥活性的病毒DNA的最小长度是15 bp. 通过分析结合能发现, IN与DNA稳定结合的主要因素是非极性相互作用, 而关键残基与病毒DNA相互识别主要依赖于极性相互作用. 模拟结果与实验数据较吻合.     

共振光散射探针法测定壁画胶结材料中蛋白质含量

用酸性铬蓝K(ACBK)为共振光散射探针,对壁画含不同颜料的胶结材料中的蛋白质含量进行了定量测定在pit3．96乙酸-乙酸钠缓冲溶液条件下,在λ=345nm处,以生血清白蛋白(BSA)为标准样品绘制工作曲线测定敦煌壁画中含不同颜料的胶结材料中蛋白质结果分别为：白色颜料1．5361μg／mg;绿色颜料1．5714μg／mg：蓝色颜料1．6801μg／mg;棕色颜料1．8756μg／mg和红色颜料3．2673μg／mg．对BSA测定的线性范围为0．13～10．88μg／L。该方法简单、快速、灵敏度高,平行测定的相对标准偏差(RSD)为3．8％,蛋白质的加标回收率为95％～107％。     

疏水蛋白吸附碳纳米管的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了水溶液中Ⅱ型疏水蛋白HFBI在单壁碳纳米管(SWNTs)表面的吸附过程, 考察了3种不同的HFBI初始取向, 并计算了结合自由能, 从累计240 ns的模拟轨迹中得到了不同的吸附结构. 结果表明, 当HFBI完全通过疏水面与SWNTs作用时, 其结合自由能最有利吸附, 且吸附最稳定. 另外, 由于HFBI含有4个二硫键, 因此吸附过程几乎不改变其二级结构.     

Effect of Temperature and Inhomogeneities on Binding of a Ligand to Haeme Proteins

We apply a quantum-mechanical theory of rate processes to treat the recombination of ligands to haeme proteins such as myoglobin. Emphasis is placed on the effect of temperature in the low-temperature regime. We present a theory of time-resolved spectra pertaining to protein dynamics. We emphasize the analysis of the entire spectrum rather than spectral shifts as a function of time.     

自由能计算揭示苏氨酸对抗冻蛋白与冰晶结合能力的影响

采用分子动力学模拟和自由能计算研究了中等活性黑麦草抗冻蛋白(Lolium perenne antifreeze protein, LpAFP)冰结合位点(Ice-binding site, IBS)上苏氨酸(Thr)含量对其吸附冰晶能力的影响. 构建了一系列LpAFP突变体结构, 使其IBS上苏氨酸含量逐步增加, 其中包括一个对IBS上11个位点的突变, 使每个β片段均具有Thr-x-Thr基序(x是非保守的氨基酸, 主要是疏水氨基酸). 利用重要性采样算法(WTM-eABF)计算了LpAFP及其突变体与冰晶结合过程的自由能变化, 该算法结合了Well-tempering metadynamics的“填谷”和扩展拉格朗日自适应偏置力方法的“削峰”的优点, 显著提高了算法的采样效率. 结果表明, LpAFP突变体的IBS苏氨酸含量越高, 其与冰的结合在能量上越有利. 当突变体具有重复Thr-x-Thr基序时, 其与冰的结合能力最强. 进一步分析表明, 苏氨酸含量越高, IBS结合的液态水分子越多, 与冰晶结合时锚定包合水稳定存在的时间就越长, 抗冻蛋白的IBS与冰面之间的氢键网络也越稳定, 从而提高了抗冻蛋白与冰的结合能力. 增加苏氨酸残基的含量是提高中等活性抗冻蛋白抗冻活性的方法.     

Inclusion Modes of Berberine with β-Cyclodextrin in Aqueous Solution

The possible inclusion modes of berberine(Berb)with β-cyclodextrin(BCD)in aqueous solution were predicted by molecular docking,molecular dynamics(MD)simulation and binding free energy calculations.Firs...     

Land-Based Classification of Herb's Origin Based on Supervised and Unsupervised Pattern Recognition of Plant and Soil Chemical Profiling

In this work, a series of supervised and unsupervised pattern recognition techniques are assessed for the first time as a tool in order to elaborate a common approach able to classify different plant species based on a common pattern determined by their geographical origin. For this reason, soil samples and extracts from various parts of 7 self-sown indigenous Greek plants were collected in nature from two regions (highlands and insular) in NW Greece. Based on the chemical profiling of each species and the respective soil matrix composition, the identification of similarities and dissimilarities on a regional basis were pursued. The results indicate that hierarchical cluster classification and discriminant analysis using the chemical profile of inorganic elements and soil matrix composition provide the basis for the provision of an area-specific geographic marker that enables the classification of different herbs based on their origin with high discrimination efficiency.     

人类谷胱甘肽硫转移酶家族等位基因蛋白B与抑制剂作用模型的理论研究

采用分子动力学模拟方法系统地研究了谷胱甘肽硫转移酶家族(Glutathione S-transferases,GSTs)的等位基因蛋白B(GSTP1*B)与抑制剂利尿酸(EA)以及EA的谷胱甘肽(GSH)共轭物EAG(I),EAG(O)的具体结合方式.抑制剂及其谷胱甘肽共轭物与蛋白的相互作用能计算结果及分子动力学轨迹的统计分析结果表明,GSTP1*B与EA的谷胱甘肽共轭物的结合能力优于其与EA的结合能力,Phe8,Arg13,Trp38和Tyr108是作用过程中的关键残基,对稳定抑制剂及其谷胱甘肽共轭物在GSTP1*B的G和H位点的构象具有重要的作用.通过对构象的统计分析发现,残基Phe8和Tyr108与GSTP1*B酶对抑制剂的选择性密切相关.