依据氨基酸残基的相关性预测蛋白质的结构类型

作为蛋白质的建筑构件,各种类型的蛋白质的20种氨基酸残基之间存在着特定的相互关联,反映了氨基酸残基之间的制约性,并有深刻的物理和化学的内在因素.某些氨基酸残基对之间的相关系数可以作为一种类型的蛋白质区别于其它类型蛋白质的特征,用于蛋白质结构类型的预测.研究了4种类型的蛋白质204个样品的氨基酸残基对的相关性系数,找出了可作为蛋白质结构类型特征的氨基酸残基的相关对,并用于蛋白质结构类型的预测,对于α型、β型、α/β型和α＋β型蛋白质的204个蛋白质样品的交叉测试,正确率分别为94％、89％、79％和89％,平均为88％,高于简单距离法和欧几里德距离法.     

黄芪葡聚多糖的化学结构

从植物黄芪(Astragalus mongholicus Bunges)根的碱性水提取液中得到一水溶性多糖黄芪葡聚糖. 它由单一葡萄糖残基构成, 分子量为5x10^4. 甲基化、过碘酸盐氧化、Smith降解和部分水解后, 揭示了它是以1,4-葡萄糖残基为主链, 并在6-O有分枝、重复单元为10个葡萄糖残基的葡聚糖(结构如3所示).     

柘树根多糖的分离纯化及结构表征

以柘树[Cudrania tricuspidata(Carr.) Bur.]的根为材料, 经热水抽提、木瓜蛋白酶-Sevag法除蛋白、乙醇沉淀和DEAE-Sephadex A-50凝胶柱层析分离纯化, 得到一种水溶性的柘树根多糖(CPS-0). 采用HPLC、糖基组成分析、甲基化分析、GC、GC-MS、NMR(1H NMR, 13C NMR及HMQC)、元素分析、UV和IR等技术对CPS-0的纯度、性质、组成和结构进行表征. 结果表明, CPS-0仅含葡萄糖, 分子量为4.6×103, 主链由1,4-连接的α-D-葡萄糖残基组成, 其侧链由末端及1,4-连接的葡萄糖残基构成, 取代于主链分支点葡萄糖的6位, 平均每10个葡萄糖残基组成的重复单元中含有1个分支.     

一种乳酸菌胞外多糖糖链结构解析

以分离纯化得到的一种嗜热链球菌分泌的胞外多糖EPS03-1gm为研究对象, 采用气相色谱、分光光度及核磁共振技术对该多糖重复单位结构进行了解析. 结果表明, EPS03-1gm的单糖组成是葡萄糖和半乳糖, 不含糖醛酸和蛋白成分, 其重复单位中有4个糖基单元且都是6C糖. DEPT谱说明每个重复单位中有4个CH2, 用二维核磁共振谱和HMQC及HMBC谱分别对4个糖单元中的H和C进行了归属. 确定该多糖重复单位的糖链结构为: →3)-α-D-Galp-(1→3)-β-D-Galf-(1→3)-β-D-Glcp-(1→6)-β-D-Glcp-(1→.     

最短α-螺旋的理论研究

在B3LYP/6-31+G**水平下的溶剂中优化得到4个残基长和5个残基长的α-螺旋. 计算得到的骨架构象与蛋白质晶体结构的统计结果符合得很好. 类似于一般的较长α-螺旋, 观察到了C-端的散开. 对很短的聚丙氨酸肽链, 从焓上看310-螺旋明显比α-螺旋稳定, 然而熵效应不利于310-螺旋结构. 螺旋N2(N-端第二个残基)位上天冬氨酸侧链的加盖(Capping)效应明显使α-螺旋相对310-螺旋更加稳定. 因而, 在同样长度下α-螺旋比310-螺旋多的统计结果能够被理解. 另外, 最短的α-螺旋的C-端倾向于以β-转角结构结束.     

Study on the Conformation of Cyclodecapeptide Loloatin C with Obvious Antibiotic Activity

The conformation of cyclodecapeptide loloatin C with obvious antibiotic activity has been investigated in 2,2,2-trifluoroethanol/sodium acetate buffer solution and then characterized by Fr-IR, CD and NMR spectrum. The results of FT-IR show that there exists β-strand or β-tum secondary structure in the molecule. According to the CD spectrum, the helical turn is dominant but the β-turn structure also exists. Conformation of the whole molecule is probably a helical β-turn.The chemical shifts and coupling constants prove the existence of a β-structure in the regions of Val,Orn2 and Leu3. NOESY data and temperature gradients of amide protons suggest that the molecular conformation is a dumbbell-like structure with the waist located between ornithyl (position 2) and D-phenylalanyl (position 7) and β-turn on both ends.     

细胞色素c咪唑配合物的~1H NMR归属及构象研究

咪唑细胞色素c(Im·cyt c)是碱式细胞色素c(cyt c)及细胞色素c蛋白分子折叠过程的中间体类似物.用二维核磁共振(2D NMR)方法完成了Im·cyt c的主链(Gly-29除外)和绝大部分侧链的质子共振峰归属.归属主要采用主链指向法(MCD)进行.由得到的NOE联结,确定了Im·cyt c的二级结构,阐明了轴向配体Met80和血红素Fe间Fe-S键的断裂以及Met80被Im取代所引起的蛋白三维构象变化.同cyt c相比,Im·cyt c中的50,60及70 s a螺旋存在较大构象变动;Tyr67-Asn70和Ile75-Thr78两个月β-turn已经消失 咪唑的配位也导致了部分氨基酸残基,尤其是血红素疏水腔附近如Trp59,Tyr67,Tyr74等残基侧链的空间位置相对变化     

白血病中MLLSET结构域蛋白质的研究

采用X射线衍射的方法,解析得到MLLSET主要由β二级结构单元组成,组织成2个结构单元,形成1个大致L形状,每个臂大约5.0 nm长.构成N结构域的140个残基组织成一个重复的反平行β结构,由12个反平行β链组成,大约长5.0 nm,宽3.0nm,高2.0 nm.第一个转角把第一和第二条链联系起来,是短而紧密的,但链3—4、链5—6和链7—8之间的连接环逐渐越来越延长,导致7β~8β转角中有8个残基.与β片层本身扭曲组合在一起,这些在片层一端的转角就产生了U形的槽,与链的方向大致垂直.,解析MLLSET结构域蛋白质的晶体结构,为通过分子设计的方法制备合适的药物,治疗白血病,打下坚实的基础.     

分子动力学模拟Cu2+对α-突触核蛋白(1-17)肽段构象变化的影响

利用分子动力学模拟研究铜离子(Cu2+)对α-突触核蛋白1-17号氨基酸肽段(α-synuclein(1-17))构象变化的影响,采用GROMOS 43A1力场对Cu2+-α-synuclein(1-17)复合体和α-synuclein(1-17)肽段单体分别进行了6组独立的分子动力学模拟,每组模拟时间为500ns,总模拟时间为3μs.研究结果表明:Cu2+与α-synuclein(1-17)肽段结合使其更易向β折叠片结构折叠,促进了其二级结构的形成,增强了构象的稳定性;Cu2+增大了α-synuclein肽段疏水残基的溶剂可及表面积,增强了其疏水残基的暴露程度.自由能分析指出,Cu2+-α-synuclein(1-17)复合体的自由能比α-synuclein(1-17)肽段低,构象稳定,采样空间紧密,其自由能极小构象为β折叠片结构.构象聚类分析进一步表明,Cu2+使得α-synuclein(1-17)肽段构象趋于稳定.总之,Cu2+诱导固有无序蛋白α-synuclein(1-17)肽段由无序向有序转变,降低了构象的自由能,同时Cu2+增强了α-synuclein(1-17)肽段的疏水性,使得α-synuclein肽段因疏水作用更倾向于形成β折叠片结构,加速其疏水性聚集.     

环糊精在有机合成中的应用

环糊精(cyclodextrin,CD)是环状低聚糖的总称。由6个、7个或8个葡萄糖单元以1,4-糖苷键结合而成的环糊精分别称为α-,β-和Υ-环糊精(简写为α-CD,β-CD 或Υ-CD)。它们的分子形状都是略呈锥形的圆环。例如,β-CD 有如下结构。由于环中的各个葡萄糖单元皆处于椅式构     

有机同系物表面张力递变规律研究

以有机同系物结构重复单元数值连续变化为模型,获得了描述有机同系物表面张力递变规律的数学表达式：σ＝（α0＋α1n＋α2n^2）／（1＋b2n^2）,其中α0,α1,α2,b2均为常数,n为结构重复单元数值,σ为同系物的表面张力,通过非线性回归分析,得到回归方程,结果表明,各类有机同系物的表达张力与重复单元数值满足上述关系式,均显示优良的相关性。     

天花粉蛋白分子的肽链走向

本文证明从4分辨率的电子密度图上确定了一条合理的肽走向。天花粉蛋白属于α β型结构。整个分子包含八段α-螺旋,约占残基总数37％;13条β链组成4个β折叠层,占残基总数32％。α-螺旋相对地处于分子的中心,而4个β折叠层分布在外围。这是天花粉蛋白结构的显著特点,这种结构排布方式尚未见文献报道。用坐标叠合方法获得了不对称单位内两分子叠合时的旋转矩阵和平移向量,叠合后的均方根误差是1.31。     

一种碱溶性灰树花菌丝体多糖GFM2A的制备和结构表征

以灰树花菌丝体为原料, 经过碱提取和柱色谱分离纯化, 得到一种碱溶性多糖(GFM2A). 经高碘酸氧化、Smith降解、乙酰解并采用GCMS, IR, 2D NMR等方法对该多糖的化学结构进行了表征. 结果表明, 该多糖由葡萄糖(Glc)、甘露糖(Man)和木糖(Xyl)组成, 其摩尔比为9∶2∶1, 其主链由6个α-1, 3-D-Glc和2个α-1,3-D-Man 构成, 且α-1,3-D-Glc残基O-4位有两个分支, 其中一个分支连接3个β-1,4-D-Glc, 另一个分支连接一个α-1,4-D-Xyl.     

环糊精包结谷胱甘肽的机理

使用分子动力学模拟结合自由能计算的方法在原子水平上研究了谷胱甘肽与α-,β-和γ-环糊精的包结模式,计算了谷胱甘肽与3种环糊精之间6种可能包结过程的自由能变化.结果表明,谷胱甘肽的谷氨酸残基从α-环糊精大口端进入空腔最终形成的包结复合物最稳定;在该复合物中,谷氨酸残基的亚甲基链部分被完全包结在疏水空腔中,其氨基与羧基位于与α-环糊精的小口端,并与环糊精的伯羟基形成了氢键,同时半胱氨酸中的巯基位于环糊精的大口端,得到了有效的保护.因此,疏水相互作用和氢键相互作用构成了包结的主要驱动力.β-环糊精的优势包结模式与α-环糊精类似,但形成复合物的稳定性次之,而γ-环糊精由于空腔较大,优势的包结模式是谷氨酸残基从γ-环糊精小口端进入空腔,但所形成的复合物结构的稳定性最弱.     

基于硅胶负载高氯酸(HClO_4-SiO_2)的固氮螺菌四糖重复单元的高效合成

以2,3,4-三-O-苯甲酰基-α-L-鼠李糖三氯乙酰亚胺酯、2,4-二-O-苯甲酰基-α-L-鼠李糖对甲氧基苯基苷、2,3,4,6-四-O-苯甲酰基-β-D-葡萄糖三氯乙酰亚胺酯和2,3-O-异丙叉基-α-L-鼠李糖对甲氧基苯基苷为原料,采用[2+2]偶联策略,对巴西固氮螺菌(Azospirillum brasilense type strain Sp246)表面脂多糖的四糖重复单元α-L-鼠李糖-(1→3)-α-L-鼠李糖-(1→3)-[β-D-葡萄糖-(1→4)]-α-L-鼠李糖结构进行全合成.在合成单元子的反应中,采用硅胶负载高氯酸(HClO_4-SiO_2)作为酸性催化剂,三乙基硅基作为选择性保护基,简单高效地构建全保护的四糖.该合成路线步骤短,试剂种类少,反应后处理简单,以L-鼠李糖为原料计算,目标化合物四糖总收率达到23%,化合物结构经~1H NMR和~(13)C NMR、HRMS和IR确证.     

一种新的气相色谱固定液——α，β和γ-环糊精及其衍生物

环糊精由六、七或八个吡喃葡萄糖单元组成的环状寡糖化合物,分别为α-环糊精(α-CD),β-环糊精(β-CD)和γ-环糊精(γ-CD)。     

莲藕多酚氧化酶与底物或抑制剂相互作用的光谱学研究

本文研究了纯化的莲藕多酚氧化酶(PPO)与底物和抑制剂相互作用时的二级结构变化。园二色谱分析表明莲藕PPO主要含有α-螺旋和β-折叠结构。与抑制剂作用后,莲藕PPO活性显著降低,同时伴随其二级结构中α-螺旋结构明显减少,表明莲藕PPO的活性中心可能位于α-螺旋结构中。荧光分析表明,莲藕PPO与邻苯三酚(pyrogallic acid,PA)作用后,酪氨酸残基荧光强度略有降低,λmax位移不明显,色氨酸残基荧光强度略有降低,λmax红移2 nm;而与莲藕多酚(Lotus root polyphenol,LRP)作用后,莲藕PPO分子中酪氨酸(Tyr)和色氨酸(Trp)残基荧光强度显著提高,且其最大发射波长分别蓝移6nm和红移5nm。当加入异Vc钠后,Tyr和Trp残基最大发射峰显著红移,说明Trp和Tyr残基位于一定的疏水环境对维持PPO催化活性的优势构象至关重要。     

质子化作用对Aβ1—16单体结构特征和聚集机理的影响

利用副本交换分子动力学模拟研究了Aβ肽(β-Amyloid peptide)N末端部分Aβ1—16单体在pH为7.0,6.3及5.5水溶液状态下的结构特征以及聚集机理.通过建模确定了不同pH状态下Aβ1—16肽链的质子化位置(残基),通过模拟比较了不同酸性溶液状态下Aβ1—16单体的结构和能量变化.结果表明,在中性条件下,Aβ1—16单体保持自由卷曲结构,而在酸性状态下,其结构由最初的无序状态向有序状态转变,模拟过程中β-折叠结构会间歇性产生,预示着单体可以发生自聚集现象.本文所得结论,即酸性状态下的Aβ1—16单体质子化位及模拟过程中的结构变化,可用于酸性状态下金属离子与Aβ1—16可能的残基结合位及结合数量的有效预测和评估.     

榆耳水溶性多糖的结构特征

用3%三氯醋酸从榆耳子实体中提取出水溶性粗多糖,经乙醇分级、SepharoseCL6B纯化得到单一组分GIA.SepharoseCL6B柱层析测得GIA的相对分子质量为1 26×105.GC分析表明GIA由Man和Glc两种单糖构成,其物质的量比为1 42∶1.多糖GIA经部分酸水解、高碘酸氧化、Smith降解和甲基化分析其结构主要为β(1→3)Man和β(1→3)Glc,且在6～0处构成分枝结构,平均每11个己糖残基有2个分枝,多糖GIA的支链部分由(1→4)Glc构成,末端残基为Man,Glc.     

Z_(Aβ3)和Aβ_(16–40)亲和作用的分子机理解析

淀粉样多肽(amyloid-βpeptide,Aβ)聚集是引起阿尔兹海默症(Alzheimer's disease,AD)的主要原因。开发Aβ聚集抑制剂是治疗AD的最有效手段之一。利用噬菌体展示技术筛选出来的Z_(Aβ3)蛋白质能够有效抑制Aβ聚集,但Z_(Aβ3)和Aβ之间的作用区域和关键氨基酸残基尚不清楚。针对此问题,本研究利用分子动力学模拟、MM-PBSA自由能计算和分解方法研究了Z_(Aβ3)-Aβ_(16–40)复合物之间的相互作用机制。结果表明,Z_(Aβ3)的β-股和Aβ_(16–40)之间的亲和作用占主导,而Z_(Aβ3)的α-螺旋贡献很小。利用分子力学-帕松波尔茨曼溶剂可及化表面积方法(MM-PBSA)自由能分解发现Z_(Aβ3)的热点残基为E15、I16、V17、Y18、L19、P20、N21和L22,而Aβ_(16–40)的热点残基为F19、F20、A21、E22、D23、K28、I31、I32、G33、L34、M35、V36、G38和V40。Z_(Aβ3)通过将发夹型Aβ单体包埋在α-螺旋围成的疏水性腔体内来阻碍Aβ聚集。这种结合模式为设计高效的Aβ蛋白质类抑制剂提供了三个基本要素:高亲和性的结合片段(β-股)、附属结构(α-螺旋)和通过二硫键形成的稳定构象。高亲和性结合片段能竞争性地与Aβ单体结合,附属结构α-螺旋可以阻碍其它Aβ单体靠近,而稳定的构象是上述两种要素发挥作用的基础,三者协同作用可以有效地抑制Aβ聚集。