分子对接法和光谱法研究BRCA1846-871及其五突变肽与RAD51181-200相互作用

影响RAD51蛋白的修复功能,可有效改善肿瘤细胞对化疗药物的耐受性。利用计算机模拟BRCA1~(846-871)关键肽段五个活性位点的突变,通过分子对接法筛选出与RAD51~(181-200)相互作用较强的9条五突变肽。采用固相合成法合成目标多肽,利用反相高效液相色谱(RP-HPLC)技术分离、纯化得到纯度大于93%的纯品肽,电喷雾电离质谱(ESI-MS)技术进行表征。通过荧光光谱法和圆二色光谱法(CD)研究BRCA1~(846-871)及其五突变肽与RAD51~(181-200)的相互作用。荧光谱图显示,除P6外,其余配体均与受体RAD51~(181-200)发生静态猝灭。在室温下,P1 (4.17×10~4 L·mol~(-1))、P4 (7.61×10~4 L·mol~(-1))和P5 (1.19×10~4 L·mol~(-1))与受体RAD51~(181-200)结合较强。圆二色光谱图显示,P1、P4和P5使受体RAD51~(181-200)的α-螺旋结构含量降低非常明显,从60.5%分别下降为35.7%、36.3%和36.4%,BRCA1~(846-871)、P3、P6和P9对受体α-螺旋结构含量影响较小,从60.5%分别下降为56.3%、55.6%、55.6%和54.6%,而P2、P7和P8对受体α-螺旋结构含量几乎不产生影响。综合光谱分析结果可知,配体P4与受体RAD51~(181-200)的相互作用最强。     

多肽BRC4的固相法合成及其与RAD51（231-260）的相互作用

采用Fmoc固相合成策略,以Wang树脂为载体,Fmoc保护的氨基酸为原料,HOBT/HBTU/DIEA 为缩合剂,经RP-HPLC分离纯化合成了3条多肽(BRC4, BRC4-1和BRC4-2),纯度＞90%,其结构经MS（ESI）确证。采用圆二色光谱研究了BRC4, BRC4-1和BRC4-2与蛋白RAD51关键肽段RAD51（231-260）的相互作用。结果表明：3条多肽与RAD51(231-260)的相互作用强度为BRC4-1＞BRC4-2＞BRC4。     

酪氨酸四肽与ct-DNA的相互作用

采用Fmoc固相合成法合成了酪氨酸四肽(YYYY),经液相色谱-高效液相色谱(RP-HPLC)纯化,并用电喷雾质谱(ESI-MS)表征后,得到纯度大于90%的四肽,利用紫外光谱、圆二色光谱和荧光光谱研究了肽YYYY与ct-DNA的相互作用。结果表明,随着肽浓度的增加,ct-DNA的紫外吸收产生明显的增色效应,荧光猝灭显著,圆二色光谱发生红移。研究推测酪氨酸四肽以沟槽方式与ct-DNA发生相互作用,且酪氨酸四肽与ct-DNA的作用强于酪氨酸。     

牡蛎源类蛋白反应修饰肽的分离纯化及肽锌螯合物的结构表征

以牡蛎为原料制备了类蛋白反应修饰肽,利用Sephadex G-15凝胶层析柱和反向高效液相色谱(RP-HPLC)等分离技术得到1条锌离子螯合活性为161 mg/g的多肽(M_w=835),多肽序列为EVPPEEH.以测得的肽序列为模板合成多肽,将纯肽与锌离子进行螯合反应制备肽锌螯合物.螯合物的红外光谱和圆二色光谱表征结果表明,锌离子主要与多肽链上的羰基氧发生相互作用.与多肽的空间结构相比,螯合物的无规则卷曲结构减少,β转角增加而β折叠减少.由肽锌螯合物的分子模拟和二级质谱结果可知,多肽与锌离子螯合后有2种空间构象:一种通过六配位的方式螯合1个锌离子,其中主要的螯合位点为多肽Val-2和Pro-3或者Glu-5和Glu-6之间的羰基氧;另一种是通过四配位的方式螯合1个锌离子,主要的螯合位点为多肽Glu-5和Glu-6之间的羰基氧.     

具有新型核心结构的肽类BACE1抑制剂的设计、合成及活性评价

以KMI-008为先导化合物,4-羟基或氨基取代的脯氨酸模拟其Pns,设计并合成了19条肽序列,用时间分辨荧光法测定目标肽体外对BACE1的抑制作用. 所合成化合物对BACE1有一定的抑制作用,其中两个化合物(LK-MX-41、LK-MX-42)与先导化合物活性相近,其核心结构由L-Phe-D-Pro组成,可以模拟BACE1的催化中心与底物相互作用的过渡态;含有该结构的肽序列,有可能成为研究肽类BACE1抑制剂的另一途径. 应用Autodock 4将所合成化合物与BACE1进行对接,结合体外活性测试结果对构效关系进行了初步探讨. 先导化合物及目标肽用固相法合成,经RP-HPLC测定纯度、ESI-MS确定相对分子量.     

自组装小肽RADA16-1的构象研究

研究自组装小肽RADA16-1的稳定构象具有一定挑战性,为了解决这个问题,分别利用经典分子动力学(MD)模拟方法和温度副本交换分子动力学(REMD)模拟方法进行对比研究.采用CHARMM力场参数,研究小肽RADA16-1在生理温度310 K左右的稳定构象.其中利用REMD完成26 ns时长水溶性小肽RADA16-1的模拟,利用MD完成3次160 ns时长小肽的模拟.之后,对比分析了RADA16-1小肽能量、氢键、回转半径(RGYR)和溶剂可及表面积(SASA)的变化特征.通过模拟结果的对比,发现REMD计算较MD计算能够使用更少的计算量搜索到相对明确的稳定构象信息,从而通过对能量、氢键、RGYR和SASA的结果分析,确定疏水作用和氢键相互作用共同稳定小肽的空间构象.     

泽泻醇类化合物与血清白蛋白相互作用的分子机理研究

中药泽泻具有抗肿瘤作用,可能与血清中蛋白成分的改变有关.利用荧光光谱、圆二色谱结合分子模拟技术研究了模拟生理条件下泽泻有效成分泽泻醇类化合物与人血清白蛋白的相互作用.实验结果表明,23-乙酰泽泻醇B与蛋白的结合作用远强于24-乙酰泽泻醇A.分子模拟结果与实验一致,并且表明,结合强弱的差异与小分子的侧链结构有关.该结果可...     

寡肽转运蛋白特征基元Ⅲ的固相合成与性质研究

人体中寡肽转运蛋白对于小肽和药物的转运极为关键,而保守序列对于维持其结构与功能有着重要作用.为了深入了解寡肽转运蛋白中特征肽段的作用,促进寡肽在药学、医学等领域的应用.采用Fmoc固相合成法合成了寡肽转运蛋白2的特征基元Ⅲ(FYLSINAGS)及其四个突变体,经反相高效液相色谱纯化后,对产物进行了质谱检测.用紫外、荧光光谱及结构模拟方法研究了寡肽与DNA的相互作用.实验结果与结构模拟结果表明,FYGSINAGS碳端的丝氨酸、肽段中丝氨酸残基的数目和位置对于寡肽的结构及其与DNA的相互作用影响较大.将寡肽C-末端的丝氨酸突变为疏水性氨基酸有利于寡肽螺旋结构的形成,丝氨酸全部突变后寡肽与DNA的嵌入作用增强.因而寡肽转运蛋白的特征基元Ⅲ中丝氨酸残基,尤其是C末端的丝氨酸是比较重要的功能性氨基酸残基.     

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.     

含肽侧链仿生高分子吸附剂的合成与性能

模拟β-内酰胺酶结合部位的结构,设计了一系列含肽的仿生高分子吸附剂,用对称酸酐法以固相合成技术将肽段分步接枝在功能基化的交联聚(N,N-二甲基丙烯酰胺)载体上,然后研究了仿生吸附剂对β-内酰胺抗生素氨苄青霉素和头孢噻肟的吸附性能.结果说明,当肽段富含赖氨酸时,相应的吸附剂具有良好的吸附性能,而且证明静电作用和氢键作用在吸附过程中发挥着重要作用.     

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。     

β-转角肽的溶液构象

主要报导TEM-1β-内酰胺酶的天然蛋白类抑制剂BLIP中一段多肽B1的溶液构象研究 结果.在磷酸盐缓冲溶液中,通过圆二色光谱、傅立叶红外光谱和核磁共振谱研究了B1的二 级结构特征.实验结果表明,B1在溶液中形成了β-转角结构,为在溶液中单独研究β-转 角结构形成与稳定性提供了良好的模板.β-转角在溶液中可以独立存在,表明β-转角在 蛋白质折叠过程中可能具有重要作用.     

残基突变对P53-DNA结合域肽段构象影响的分子动力学模拟

基于分子动力学模拟方法研究了R249S、R248W 和G245S 突变对P53-DNA 结合域肽段(残基230-258)结构的影响. 采用GROMACS 软件包和GROMOS 43A1分子力场, 分别对野生型wtP53肽段、单点突变型P53-R249S肽段、两点突变型P53-R249S/R248W肽段和三点突变型P53-R249S/R248W/G245S肽段进行了4组独立的分子动力学模拟, 每组体系模拟时间为500 ns. 研究结果表明: R249S单残基突变影响肽段残基形成二级结构的情况, 但不改变肽段三维结构的模式, 同时使该肽段结构相对稳定; R249S和R248W两残基同时突变会加剧R249S突变对肽段的影响, 同时导致三维结构发生较大变化, 构象弯曲呈现双turn 结构, 肽段稳定性进一步增大; G245S突变对肽段的影响与R249S和R248W同时突变对其结构的影响相反, 在两残基突变的基础上, G245S突变会使原突变引起的变化减弱甚至消失, 同时使得该肽段结构稳定性减小. 该研究对认识肿瘤致病分子机制和设计新药物有重要意义.     

计算肽学

肽作为重要的生理活性物质一直受到相关领域的广泛关注。近年来,由于肽在细胞信号转导中所扮演的中心角色以及作为生物药物靶向蛋白质相互作用网络等特殊性质的发现,再次唤起了人们对肽的浓厚兴趣。与之相伴的是,肽的理论和计算研究工作快速增长,并取得了长足进展。本文以“计算肽学”为主题系统概括了该领域的研究范畴和研究特点,并分别从肽的数据库构建、功能活性预测、分子对接、动力学模拟、结构数据分析、分子设计修饰以及系统生物学行为等几方面分类介绍了计算肽学的主要研究方向和当前发展状况。重点在于探讨采用计算化学和生物信息学方法剖析肽与蛋白质识别和相互作用的分子机制和理化基础,进而为肽类药物设计提供理论指导。此外,本文还提出了计算肽学在肽类纳米材料及生物表面活性剂等领域的潜在应用前景。     

阿尔茨海默症:铝与淀粉样-β肽相互作用

阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease,AD)的主要病理特征是淀粉样斑和神经纤维缠结。这些病理特征与金属-淀粉样β肽(Amyloid-βpeptide,Aβ)相互作用有关。本文综述Aβ肽的形成、金属铝(Al)的生理作用以及Al与Aβ肽的相互作用机制,探讨Al与Aβ相互作用可能引起AD病变的机理,并在此基础上总结通过阻断Aβ-Al相互作用而治疗AD药物方面的研究进展。     

新型2,6-二羰酰胺基吡啶类肽的合成及其对卤离子的识别作用

合成了一个2,6-二羰酰胺基吡啶桥连的、双丝氨酸酰胺型类肽化合物,其结构经1H NMR、质谱及元素分析证实.通过核磁滴定法研究了该主体与卤离子间的识别相互作用,并计算出相应的络合常数.结果表明,这个类肽能很好地识别卤素负离子,并与其形成1∶1的络合物.     

胰高血糖素样肽-1受体胞外区域突变体复合物的动力学研究

采用分子动力学模拟方法研究了胰高血糖素样肽-1(GLP-1)与GLP-1受体(GLP-1R)胞外区域的相互作用.结果表明,配体的结合导致受体的构象发生改变,Loop2区域的氨基酸Pro90和Trp91以及C末端的Glu128向配体移动.根据保守位点突变受体(P73A,V81L,Y88A,P90A和W91A)后所得多肽模拟数据,发现Loop2区域在突变体中的结构和柔性均发生了明显变化,Trp91和Tyr88的突变将导致配体亲和力丧失.研究结果证明,P73A突变型受体和野生型受体分别与配体相互作用后,二者数值差别不大,因此Pro73不是关键残基;V81L突变体则会导致配体亲和力的丧失.该结果为GLP-1药物设计提供了重要理论依据.     

金属与淀粉样β肽的相互作用: 阿尔茨海默症的分子机制初探

从金属-淀粉样b肽(Amyloid-β peptide, Aβ)相互作用的角度评述了锌、铜等金属离子诱导Ab聚集、催化产生活性氧物种, 以及与Ab的类离子通道结构相互作用等的分子机理, 并简要介绍了基于这一机理的治疗药物研究. 阿尔茨海默症(AD)分子机理研究的迅猛进展, 使人们看到了最终制服AD的一线曙光.     

确定蛋白质-短肽复合物结构的新方法

大部分蛋白质 -蛋白质复合物的三维结构在接触表面都显示出很好的几何匹配 .由于蛋白质的表面几何形状和其它的一些物理化学性质在分子的专一性相互作用中起了主要作用 ,所以 ,接触表面几何形状的互补常常被认为是蛋白质分子识别的基础 .一般来说 ,蛋白质接触表面的几何匹配只涉及 5到 1 0几个紧密堆积的氨基酸残基 ,因此 ,蛋白质与蛋白质配体之间的识别计算可以通过蛋白质与突变周围的或与蛋白质表面紧密接触的配体肽段的识别计算来实现 . Stoddard等 [1] 已经利用从 MBP上选取的八肽成功地计算出接近晶体结构的 MBP-受体复合物 .许多研…     

分子间相互作用对聚肽共聚物/聚苯乙烯衍生物共混体系自组装形貌影响的研究

合成了两亲性的聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)-b-聚乙二醇(PBLG-b-PEG)聚肽刚-柔嵌段共聚物和聚苯乙烯(PS)均聚物及多种聚苯乙烯衍生物,包括聚(4-乙酰氧基苯乙烯)(PAS)均聚物、聚(4-羟基苯乙烯)(PVPh)均聚物和聚(苯乙烯-co-4-乙酰氧基苯乙烯)(P(S-co-AS))共聚物.用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)等表征了聚合物的结构、分子量及分布.采用共溶剂溶解、选择性溶剂透析的方法,制备了PBLG-b-PEG嵌段共聚物与不同PS衍生物(包括PS均聚物)共混体系的自组装聚集体,利用透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)等表征了自组装体的形貌和结构.研究发现,不同的分子间相互作用(如π-π共轭作用、偶极-偶极相互作用、氢键作用等)对共混体系的自组装形貌有显著的影响.PBLG-b-PEG/PS共混体系自组装可形成表面具有条纹结构的"毛线球"聚集体,该体系中PBLG和PS之间形成π-π共轭作用,相互作用强度相对较弱;PBLG-b-PEG/PAS共混体系自组装可形成表面基本光滑并有轻微凹陷的球形聚集体,该体系中PBLG和PAS之间除了π-π共轭作用,还可形成相对较强的偶极-偶极相互作用;而PBLG-b-PEG/PVPh共混体系自组装得到了囊泡,该体系中PBLG与PVPh之间可形成π-π共轭和氢键作用,相互作用强度进一步增强.对于PBLG-b-PEG/P(S-co-AS)共混体系,可通过改变P(S-co-AS)共聚物中AS摩尔分数和制备温度来调控自组装聚集体表面的条纹形貌.根据PBLG链段与不同PS衍生物(包括PS均聚物)之间不同的分子间相互作用,提出了上述聚集体形貌转变的机理.