用高效疏水色谱法对多种脲变α—淀粉酶折叠中间体的研究

用高效疏水色谱法对用脲变性的α－淀粉酶的体外折叠中间体进行了分离，发现脲变α－淀粉酶折叠至少有１９个中间体，而且，这些中间体在色谱流出液中可稳定一周。这一结论已由电泳、离子交换色谱和体积排阻色谱法证实。此外，还用紫外吸收光谱和荧光发射光谱研究了这些折叠中间体与天然α－淀粉酶构象之间的差异。     

多方法组合分析脲诱导的淀粉液化芽孢杆菌α-淀粉酶去折叠和重折叠过程的构象转化

以变性和非变性电泳、体积排阻色谱、内源荧光发射光谱、荧光相图、荧光猝灭以及活性测定等组合分析方法,研究了脲诱导的淀粉液化芽孢杆菌α-淀粉酶分子的去折叠和重折叠过程。结果表明,在脲诱导的芽孢杆菌α-淀粉酶分子的去折叠和重折叠过程中,芽孢杆菌α-淀粉酶分子始终以单分子形式存在,不会形成分子间的聚集体或聚集体沉淀。当变性液或复性液中脲浓度约为4.0mol/L时,芽孢杆菌α-淀粉酶分子的去折叠和重折叠过程中均出现一个部分折叠中间体,两个过程均符合"三态模型"。脲诱导的芽孢杆菌α-淀粉酶分子重折叠过程的复性曲线几乎与芽孢杆菌α-淀粉酶分子去折叠过程的残余活性率曲线重合。通过这些结果,并结合盐酸胍诱导的芽孢杆菌α-淀粉酶分子的去折叠和重折叠过程,推断脲和盐酸胍诱导的芽孢杆菌α-淀粉酶分子的去折叠和重折叠过程分别是相互可逆的。     

用高效疏水色谱法对多种脲变α-淀粉酶折叠中间体的研究

用高效疏水色谱法对用脲变性的α-淀粉酶的体外折叠中间体进行了分离，发现脲变α-淀粉酶折叠至少有19个中间体，而且，这些中间体在色谱流出液中可稳定一周．这一结论已由电泳、离子交换色谱和体积排阻色谱法证实．此外，还用紫外吸收光谱和荧光发射光谱研究了这些折叠中间体与天然α-淀粉酶构象之间的差异．     

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.     

聚合物片晶中链折叠模型的对称性讨论

 本文从对称的观点讨论了在聚合物片晶中链折叠的问题.提出只有当分子链在折向相反方向后对称性不改变时,近邻规整折叠才是可能的.它是近邻折叠的必要条件.根据折叠时“对称性不变”这一论点,可以预言分子链近邻规整折叠的可能性及可能的折叠方向.     

盐酸胍诱导的淀粉液化芽孢杆菌α-淀粉酶去折叠过程的研究

分别用内源荧光光谱法、荧光相图法、荧光探针法、荧光猝灭法、蛋白质电泳法以及体积排阻色谱法研究了盐酸胍诱导的淀粉液化芽孢杆菌a-淀粉酶的去折叠过程. 内源荧光光谱和荧光相图结果表明, 当变性液中盐酸胍浓度约为1.0 mol/L时, 芽孢杆菌a-淀粉酶的去折叠过程中出现一个部分折叠中间体, 其去折叠过程符合“三态模型”; 荧光探针结果表明, 在溶液中盐酸胍浓度约为1.0 mol/L时, 中间态芽孢杆菌a-淀粉酶分子中存在着能够与探针分子1-苯胺 基-8-萘磺酸(ANS)结合的稳定的疏水区域; 荧光猝灭研究给出了不同程度变性的淀粉液化芽孢杆菌a-淀粉酶中的Trp的分布情况, 结果表明中间态芽孢杆菌a-淀粉酶分子中能够被碘化钾猝灭的位于分子表面的色氨酸残基数目达到最大的8个; 蛋白电泳和体积排阻色谱结果表明, 在盐酸胍诱导的芽孢杆菌a-淀粉酶分子的整个去折叠过程中, 不会以共价键或非共价键形式形成芽孢杆菌a-淀粉酶分子之间的集聚体或集聚体沉淀. 在此基础上, 对盐酸胍诱导的淀粉液化芽孢杆菌a-淀粉酶的去折叠过程进行了描述.     

基于序列特征筛选与支持向量回归预测蛋白质折叠速率

折叠速率预测对阐明蛋白质折叠机理意义重大.本文收集了115条目前已知折叠速率的蛋白质样本(包括二态、多态和混态蛋白),为了较全面地表征蛋白质分子的一级结构信息,提取序列长度、氨基酸残基多尺度组分、成对残基k-space特征与基于残基物理化学性质的地统计学关联总共9357维特征.经改进的二元矩阵重排过滤器和多轮末尾淘汰非线性筛选,获得23个物理化学意义明确的保留特征,建立的非线性支持向量回归模型Jackknife交叉验证的相关系数R=0.95,优于文献报道及其他参比特征选择方法.支持向量回归解释体系表明折叠速率与保留描述符的非线性回归极显著,分析了各保留描述符对折叠速率的影响,结果表明蛋白质折叠速率与序列长度、中短程关联特征、三联体残基组份特征等密切相关.     

盐酸胍诱导的变性卵清溶菌酶分子重折叠过程及其各稳定构象态的分布和过渡

采用变性和非变性电泳、 高效凝胶排阻色谱、 内源荧光发射光谱和荧光相图以及生物活性测定等方法, 研究了盐酸胍诱导的变性卵清溶菌酶分子的重折叠过程及此过程中卵清溶菌酶分子各稳定构象态的分布和过渡. 结果表明, 当复性液中盐酸胍浓度分别约为5.0和2.4 mol/L时, 变性卵清溶菌酶分子的重折叠过程各存在1个稳定折叠中间态, 重折叠过程符合"四态模型". 在卵清溶菌酶分子四态重折叠过程基础上, 结合盐酸胍与卵清溶菌酶分子之间的缔合-解离平衡, 给出了一个定量描述变性剂诱导的蛋白质分子复性过程中蛋白质分子复性率随溶液中变性剂浓度变化的方程. 该方程包含2个特征折叠参数, 一个是蛋白质分子从一个稳定构象态过渡到另一个稳定构象态的热力学过渡平衡常数k; 另一个是在此过程中平均每个蛋白质分子所结合的变性剂分子数目m. 通过这2个特征折叠参数能够定量描述盐酸胍诱导的变性卵清溶菌酶完全去折叠态、 折叠中间态和天然态分子随复性液中盐酸胍浓度变化的分布和过渡情况.     

HPHIC固定相对脲变α-糜蛋白酶复性的影响

依据计量置换保留理论所得到的参数lgI, 来测定不同构象态α-糜蛋白酶(α-Chy)在两种不同高效疏水相互作用色谱(HPHIC)固定相表面的折叠自由能, 发现脲变α-Chy在HPHIC固定相表面获取的折叠自由能比溶液中的高很多, 不同HPHIC固定相表面为脲变α-Chy提供不同的折叠自由能, 且都随变性剂脲浓度的增大而增大;通过对不同HPHIC色谱柱后复性α-Chy的比活测定, 还发现脲变α-Chy的复性效率与其从固定相表面的折叠自由能有关, 同一构象的α-Chy从固定相表面得到的折叠自由能越高越有利于其折叠成天然蛋白质.     

蛋白质折叠类型的分类建模与识别

蛋白质的氨基酸序列如何决定空间结构是当今生命科学研究中的核心问题之一. 折叠类型反映了蛋白质核心结构的拓扑模式, 折叠识别是蛋白质序列-结构研究的重要内容. 我们以占Astral 1.65序列数据库中α, β和α/β三类蛋白质总量41.8%的36个无法独立建模的折叠类型为研究对象, 选取其中序列一致性小于25%的样本作为训练集, 以均方根偏差(RMSD)为指标分别进行系统聚类, 生成若干折叠子类, 并对各子类建立基于多结构比对算法(MUSTANG)结构比对的概形隐马尔科夫模型(profile-HMM). 将Astral 1.65中序列一致性小于95%的9505个样本作为检验集, 36个折叠类型的平均识别敏感性为90%, 特异性为99%, 马修斯相关系数(MCC)为0.95. 结果表明: 对于成员较多, 无法建立统一模型的折叠类型, 基于RMSD的系统分类建模均可实现较高准确率的识别, 为蛋白质折叠识别拓展了新的方法和思路, 为进一步研究奠定了基础.     

Studies on the Refolding of Egg White Lysozyme Denatured by Urea Using ＂Phase Diagram＂ Method of Fluorescence

The refolding of reduced and non-reducing egg white lysozymes in a urea solution was studied by a ＂phase diagram＂ method of fluorescence. The result showed that in the refolding of the reduced egg white lysozyme, an intermediate state of an egg white lysozyme exists at the urea concentrations in a final renaturation solution being about 4.5 mol/L, their refolding follows a three-state model; while in the refolding of the non-reducing egg white lysozyme, two intermediate states exist at the urea concentrations being separately 4.0 and 2.5 mol/L, and their refolding follows a four-state model. Through the comparison between the unfolding and refolding of an egg white lysozyme in the urea solution, it was found that both of the refolding of reduced and non-reducing egg white lysozyme molecules was irreversible to their unfolding in the urea solution. Finally, a suggested refolding was separately presented for the reduced and non-reducing egg white lysozymes in the urea solution.     

蛋白质β-折叠二聚体结合能的理论研究

使用B3LYP和MP2方法研究了17个由甘氨酸多肽构成的具有反平行结构和平行结构的肛折叠二聚体．估算了在反平行结构中存在的H…H,O…O二级静电排斥作用的大小．并以LR,SR,MR为结构单元探讨了肽链长度的增加对体系的结合能的影响．结果表明在反平行的肛折叠二聚体中,由于二级静电作用的影响,随着肽链长度的增加,体系的结合能是以折线形式增强的,而在平行结构中,体系的结合能随着肽链长度的增加呈线性增强关系．     

芳香电子供体-受体折叠体的结构与功能

芳香电子供体-受体折叠体是由一定长度的柔性连接分子、含π电子供体(D)或称为富π电子的1,5-二烷基萘酚(Dan)等和含π电子受体(A)或称为缺π电子的1,4,5,8-萘四甲酸二酰亚胺(Ndi)等基团构成,通过分子内或分子间D-A交替堆叠而形成的折叠体。芳香电子供体-受体折叠体的形成涉及二级结构(构象)的分子自组装。自愈合功能的发现是芳香电子供体-受体折叠体研究的新亮点。本文综述各种芳香电子供体-受体折叠体的链结构、分子内或分子间D-A协同相互作用、折叠体结构和形成机理、以及镊子型折叠体的自愈合功能。     

基于改进遗传算法的蛋白质三维折叠模拟

根据氨基酸的序列预测蛋白质的空间结构在基因治疗药物分子设计等方面有巨大的潜在应用价值.本研究基于HP格子模型利用改进的遗传算法预测了蛋白质的三维空间结构.改进的遗传算法引入了克隆体数量限制策略、巢穴竞争选择策略及局部优化策略等.实验结果表明,改进的遗传算法显著地提高了蛋白质结构的预测效率,模拟的蛋白质结构紧凑,更接近真实蛋白质的构型.     

聚合物熔体结晶的方式(Regime)理论

综述了基于链折叠概念的聚合物熔体结晶的方式理论,详述了结晶的三个方式并列举了文献提取的存在方式转变的体系,并对理论参数的获得和方式转变与形态变化的关系进行了讨论。     

蛋白质β-折叠二聚体结合能的理论研究

使用B3LYP和MP2方法研究了17个由甘氨酸多肽构成的具有反平行结构和平行结构的β-折叠二聚体.估算了在反平行结构中存在的H···H,O···O二级静电排斥作用的大小.并以LR,SR,MR为结构单元探讨了肽链长度的增加对体系的结合能的影响.结果表明在反平行的β-折叠二聚体中,由于二级静电作用的影响,随着肽链长度的增加,体系的结合能是以折线形式增强的,而在平行结构中,体系的结合能随着肽链长度的增加呈线性增强关系.     

固体表面特征对脲变α-糜蛋白酶折叠的贡献

以脲变α-糜蛋白酶(α-Chy)为模型蛋白, 用蛋白折叠液相色谱法研究了该蛋白在7种不同固体表面上的折叠及其在折叠过程中形成的中间体, 选用疏水相互作用色谱(HPHIC)固定相为吸附剂, 在动态条件下着重研究了疏水色谱固定相TSK和PEG-600表面对脲变α-Chy复性效率的贡献. 用基质辅助激光解吸附离子化飞行时间质谱对3.0 mol•L^－1脲变α-Chy, 在经 HPHIC柱复性并同时分离的收集组分进行确认后, 仅有一种稳定的脲变α-Chy折叠中间体. 发现PEG-600固定相表面较TSK固定相对α-Chy复性效果好. 证实了疏水性强度及固体表面配基的结构对蛋白折叠起着关键性的作用.     

仪器分析方法研究蛋白质体外折叠的进展

本文论述了蛋白质体外折叠问题的研究现状及几种常用的仪器分析方法在体外折叠问题研究中的应 用，展望了今后的发展方向。     

血红蛋白和细胞色素c构象去折叠行为研究

利用紫外-可见吸收和荧光光谱法研究了血红蛋白(Hb)与细胞色素c(Cytc)两种血红素蛋白的去折叠行为。采用化学变性剂盐酸胍(GdHCl)和尿素(Urea)诱导两种蛋白构象去折叠,阐述了两种蛋白的去折叠机理。Hb的血红素(Heme)辅基通过与卟啉铁原子和组氨酸配位,与肽链键合的稳定性较差,在3.0 mol/L的盐酸胍作用下即发生解离。而Cyt c的Heme辅基通过卟啉与半胱氨酸形成二硫键呈现较强的稳定性,盐酸胍浓度达到6.0 mol/L也难使其发生解离。该研究为阐释蛋白构象与功能之间的关系提供了重要依据。     

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.