肽键的酶促合成

所谓肽键的酶促合成,实际上是指利用蛋白水解酶的逆转反应或转肽反应来进行的肽键合成。近年来,本方法有了某些新发展。它作为多肽化学合成的一个辅助和补充的方法,已经成功地用于许多小肽以及像脑啡肽和增血压素等生物活性肽的合成,更成功地是用于某些蛋白质如胰岛素、胰蛋白酶抑制剂,牛胰核糖核酸酶A、葡萄球菌核酸酶和细胞色素C等的结构与功能关系的研究。本文就最近研究概况作一简单介绍。     

化学标记与蛋白质/多肽的识别检测

化学标记技术可以实现选择性地标记蛋白质/多肽分子,从而极大地提高了对蛋白质/多肽的识别效率和检测灵敏度,是突破蛋白质/多肽化学组成局限和仪器分析检测能力瓶颈的有效途径.本文对目前这一领域的研究现状扼要地进行了综述,主要包括针对蛋白质/多肽分子中内源氨基酸残基的标记策略、蛋白质/多肽分子中翻译后修饰基团的标记策略、基因编码表达肽段的标记策略以及配体/抗体亲和标记策略.透过这些研究所取得的成果,可以断定化学标记技术将会不断发展并将在蛋白质及蛋白质组学研究中发挥重要作用.     

β-巯基氨基酸的合成与应用

自然化学连接(Native chemical ligation, NCL)是蛋白质化学合成中里程碑式的重要反应.在温和的中性水相缓冲液中,通过自然化学连接可以将N端为半胱氨酸的多肽与C端为硫酯的多肽连接合成带有修饰的蛋白质.天然蛋白质的半胱氨酸丰度仅为1.7%,导致难以找到合适的半胱氨酸反应位点,阻碍了NCL的广泛应用.“自然化学连接-脱硫”的策略首次将连接位点拓展到丙氨酸,启发了化学家们通过不同类型的β-巯基氨基酸来介导NCL反应,随后通过脱硫反应可以得到天然多肽序列,为蛋白质的合成提供更多选择.近年来,多个课题组完成了β-巯基苯丙氨酸、亮氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、赖氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、谷氨酸和谷氨酰胺的合成,并应用NCL-脱硫策略合成蛋白质.将对上述β-巯基氨基酸合成与应用予以综述.     

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…     

寡糖组合合成

寡糖是许多生物过程的重要协调物质,其结构与功能的关系正成为人们感兴趣的研究课题。然而传统的寡糖合成很复杂且费时费力,随着组合化学方法在寡糖合成领域的应用,方便快捷地制备各种各样的寡糖成为一种可能。本文从液相和固相反应两个方面综述了组合化学在寡糖合成领域的研究进展。     

天然有机物合成的艺术性

我国化学会创建的前夕(1933),正是胆酸及胆甾醇正确结构式建立的年代(1932)。从那时起,不断地发现许多极为重要的生理活性物质,它们都是甾族化合物。试想激素、维生素、毒素、生物碱以及重要的药物,其中包括避孕药片,哪一样没有包含一个甾族的基本碳架环戊烯稠菲呢?它在有机化学中的普遍性,如     

基于靶向多肽探针的蛋白质分析检测新方法

高选择性、高灵敏度的蛋白质分析检测方法是复杂生命体系研究的有力工具,能为疾病的发现、治疗以及分子机制研究提供新的、有价值的思路和手段.该文围绕蛋白质与多肽的分子识别,针对疾病相关多肽、蛋白质的分离、分析与检测新方法,综述了近几年取得的研究进展,可为复杂生命体系中生理活性分子的结构与功能研究提供借鉴.     

多肽树枝状大分子合成的研究进展

多肽树枝状大分子具有不同于链状多肽和其它树枝状大分子的物理化学性质,在化学、生物、医学等领域中有广泛应用。本文综述了近年来所报道的多肽树枝状大分子的合成进展。     

多肽片段连接方法及肽硫酯和肽醛的合成*

本文综述了多肽和蛋白质合成中的片段连接方法,这是近年来多肽和蛋白质合成领域中方法学上的重要进展.该方法使用非保护的多肽片段,无需酶或化学活化试剂,在缓冲溶液中能够高产率地获得多肽和蛋白质.还介绍了与多肽片段连接有关的肽硫酯和肽醛的合成方法.     

多肽聚合物合成新方法及生物医学应用

多肽聚合物是以多肽为主链的合成聚合物,由于其固有的生物相容性和生物降解性,在生物医学领域展现出广阔的应用前景,然而多肽聚合物的高效、快速、简便合成仍然具有很大挑战。近年来随着合成化学的快速发展,基于α-氨基酸的N-羧基环内酸酐(NCA)开环聚合法制备多肽聚合物取得了突破性进展,合成了大量基于多肽聚合物的新型材料。本文首先介绍了NCA单体的合成机理及最新改进,然后重点介绍了近年来新发展的NCA开环聚合快速、高效制备多肽聚合物的不同引发或催化体系,最后简要介绍了多肽聚合物在抗菌剂、药物递送及组织工程等领域的应用,并提出了多肽聚合物材料在生物医学领域应用所面临的挑战。     

激光拉曼光谱(三)

5 生物大分子生物大分子中,蛋白质,核酸、磷脂等是重要的生命基础物质,研究它们的结构,构象等化学问题以阐明生命的奥秘是当今极为重要的研究课题。应用激光拉曼光谱除能获得有关组份的信息外,更主要的是它能反映与正常生理条件(如各种介质、温度、pH等)相似的结构变化信息,同时还可比较在各相中的结构差异,这是用其他仪器难以得到的成果。现分别扼要介绍如下。 (1)多肽和蛋白质多肽和蛋白质的分子链是同种或异种α氨基酸头尾相连的肽链,这种酰胺键的振动状态虽有九种(表6所示),但其中的酰胺A、B常被C—H伸缩和水分子振动所遮盖。酰胺Ⅱ、Ⅳ、     

亲和色谱中配基的筛选与应用

亲和配基的选择与筛选是发展新的亲和色谱填料或构建一个新的亲和色谱体系所必须解决的首要问题。该文结合作者所在实验室的工作,对配基的选择、筛选与应用方面的一些进展进行了简要评述。作者所在实验室针对特定蛋白质和多肽的多肽亲和配基的筛选,开展了反义肽简并性的研究,发展了基于反义肽的组合化学筛选新方法。与常规的组合合成法相比,该方法简单、快捷、有效,极大地减小了合成和筛选的工作量,降低了筛选后亲和组分结构鉴定的难度。所建立的筛选策略已应用于流感病毒、严重急性呼吸道综合征(SARS)病毒亲和抑制剂的筛选和用于人β-干扰素测定的石英晶体微天平（QCM）生物传感器的构建,均取得了有意义的结果。     

金属配位在多肽与蛋白质研究中的应用

金属元素常见于天然蛋白质分子中,并扮演着不可或缺的重要角色。对金属与氨基酸的配位方式的不断深入理解,有助于人工设计新型的金属-多肽配位模式,并在多肽结构功能优化、分子组装、标记与成像以及药物设计等领域获得更广泛的研究和应用。本文首先简要介绍蛋白质中的不同基团与金属离子之间的配位模式以及具体的研究案例,进而介绍了金属配位在多肽分子的二级结构调控、超分子结构组装、多肽及蛋白质的荧(磷)光标记、蛋白质折叠方式分析等基础研究中的应用。最后,对上述研究领域为金属-多肽类分子探针或药物的设计优化所提供的发展潜力进行展望。     

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。     

基于纳米结构材料的磷酸化蛋白/多肽富集和分析

蛋白质磷酸化是最为广泛的翻译后修饰之一。在生物体液或组织中,许多低丰度的磷酸化蛋白和磷酸化肽是具有高度临床灵敏性和特异性的生物标记物,这些生物分子对许多疾病的检测和病理的阐释可能提供重要的信息。因为蛋白质磷酸化动态可逆且磷酸化蛋白丰度很低,所以很难直接从复杂的生物样品中直接检测到磷酸化蛋白和磷酸化肽。纳米结构材料因其大比表面积、丰富的活性亲合位点和特殊结构,在磷酸化肽和磷酸化蛋白的分离和富集方面已经引起了特别的关注,并成为目前磷酸化蛋白质组学富集和鉴定方面的研究热点。许多介孔、磁性、杂化或化学修饰的亲合材料被研发并用于磷酸化蛋白/多肽的富集与分离;此外,一些多功能纳米结构材料也被研发并用于蛋白质组学中磷酸化蛋白/多肽的快速高效的富集提纯。在这篇综述中,我们专注于纳米结构材料在磷酸化蛋白/多肽富集和提纯方面的最新进展。     

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.     

一种计算基团电负性的简单方法

基团(取代基)电负性在研究复杂分子特别是有机化合物的结构和性质中是一个重要参数。人们在这方面已作了许多工作,文献报道的基团电负性值不少于十套。但这些方法大都太繁,公式复杂且参数较多,不便运用。本文试以核磁共振谱的质子化学位移值为依据,建立一个简单的计算公式。人们熟知,核磁共振谱中的质子化学位移与围绕质子的电子密度相关,而质子周围的电子密度又与邻近的取代基的基团电负性紧密相关。电负性大的基团     

脑啡肽的固相合成与LC-MS/MS分离鉴定

多肽在生命过程中扮演着重要的角色,对其生理生化功能的研究与应用,离不开对单一多肽物质的需求,而化学合成法是获取目标多肽的最有效方法之一。对合成产物的分离与鉴定,是优化合成条件,以得到高产率的重要保证。以两种内源性神经肽亮氨酸脑啡肽和甲硫氨酸脑啡肽为模型,利用Fmoc固相多肽合成策略对其进行合成,并建立了HPLC-ESI-MS/MS新方法用于所制备的亮氨酸脑啡肽和甲硫氨酸脑啡肽的分离与结构鉴定。研究结果显示,主要合成产物均为目标多肽,副产物主要包括C端丢失1个氨基酸所形成的四肽,以及由于甲硫氨酸残基氧化而形成的含甲硫氨酸亚砜的多肽。该研究为高效合成含敏感氨基酸的生理活性多肽提供了新信息。     

订书肽的合成与应用

许多重要的生物过程的调节都通过蛋白-蛋白相互作用来实现的。一般,蛋白-蛋白作用的界面太大而不能被小分子药物选择性靶向,因此小分子药物很难高效特异性地阻断该类型的相互作用。此外,由于蛋白质药物很难透过细胞膜,它们也不能直接靶向细胞内的相互作用。由于当前药物分子的限制,发展下一代既能进入细胞膜又能特异性靶向蛋白-蛋白相互作用的分子成为新的研究热点。为了克服上述药物分子的缺点,Verdine等发展了一种全碳支架的具有α-螺旋结构的新型多肽,这种多肽被称作订书肽（stapled peptides）。相比于天然多肽,订书肽有更高的酶解稳定性并且可以进入细胞膜,从而提高了它的药理性能。本文将从订书肽的化学合成、生物物理性能的表征和其在癌症和HIV治疗、信号通路的调节和肿瘤激活蛋白的抑制方面的生物应用详细介绍订书肽的最新进展。     

相对论效应在结构化学中的作用

相对论发表已100周年,但是相对论效应在化学中的重要性却是在近20年来才被人们所了解。这是由于这些年计算化学蓬勃地发展,揭示出来许多有关化学中电子的、结构的和化学键的新信息;另外,无机化学,特别是含有重元素的无机化学的发展,也揭示出许多新的规律和实验测定出来的数据。这些只能在考虑到相对论效应后,才能合理地、完整地加以解释和描述[1~5]。有关相对论效应在量子化学和光谱性质中作用的进展。可参看有关文献[6~9]。本文主要介绍相对论效应在结构化学中的作用,并以此纪念相对论发表100周年。1相对论效应简介相对论推得物质质量m的表…