关于静电作用对酶活性部位残基pKa影响的定量计算

随着基因技术的发展,人们几乎已经可以任意替换蛋白质序列中的特定残基。由于理论上对蛋白质性能的预测工作还远远跟不上实验的发展,只能花费大量的人力、物力利用实验方法筛选突变体。这就迫切需要建立一套能够正确预测蛋白质性质的方法。静电作用在酶促反应中起到了重要作用。基于表面带电残基对酶活性部位残基pK_α的影响,可利用替换表面残基的方法改变酶促反应随pH的变化趋势,是蛋白质工程研究中的一种有效方法。由于表面极性残基处于高介电常数的溶剂(水)与低介电常数的蛋白质的界面上,对此问题尚未有圆满的理论方法进行解决。我们利用Kirkwood理论定量地表述了表面荷电残基的替换对酶活性部位残基pK_α的影响,为研究酶突变体的性质,如突变体的电化学性质、酶催化反应随pH变化趋势的改变,酶专一性的改变等提供了一种简便的方法。     

蛋白质中氨基酸残基和肽片段间的特异识别研究

本文从蛋白质晶体数据库中选取了125种非同源蛋白质,对其平行和反平行相互作用肽片段中残基间的亲和性进行了统计分析,得到了氨基酸残基和肽片段间的配对规律.本文所报道的残基间配对亲和性可用于蛋白质的折叠计算、结构预测和蛋白质工程实验设计中.     

人纤维蛋白溶酶原中色氨酸残基的化学修饰

以Ｎ－溴代琥珀酰亚胺为修饰剂，对人纤维蛋白溶酶原（ＨＰｇ）中色氨酸（Ｔｒｐ）残基的分布及其与酶活力的关系进行了研究，发现每个ＨＰｇ分子有１９个Ｔｒｐ残基，５个位于分子表面：有２个是快反应残基，其中１个是活性必需的氨基酸，酶被修饰后其荧光光谱及圆二色谱发生了变化。     

不同介质中大肠杆菌碱性磷酸酶构象变化的研究

利用色氨酸残基作为内源荧光探针的膜模拟剂（各种表面活性剂）和不同变性剂中对大肠杆菌碱性磷酸酶（ＡＰ）的构象变化进行了系统的研究。通过测定在不同变性时间下盐酸胍浓度对荧光强度的影响以及荧光强度随pＨ有规律的变化,进一步证实了该蛋白质变性过程中形成较稳定中间态的结论。     

鸟嘌呤与氨基酸残基体系的极化力场

发展了应用于鸟嘌呤G和氨基酸残基体系的浮动电荷力场, 该力场明确定义了孤对电子和键的电荷和位置, 通过电荷随着环境的浮动来体现极化效应; 通过氢键拟合函数k_HB描绘了氢键键能. 应用量子化学方法, 对G与氨基酸残基体系从氢键、 几何结构及电荷分布3个方面展开计算及分析, 并以其为基准, 确定参数发展了适用于G与氨基酸残基氢键体系的ABEEMσπ PFF. 采用3种不同力场模拟目标分子的结构和性质. 模拟结果表明, 发展的ABEEMσπ PFF与量子化学方法具有最好的一致性, 可用于模拟生物大分子体系.     

蛋白质功能基团的修饰与其生物活力之间的定量关系——计算机模拟确定必需基团的数目和性质

邹承鲁提出的蛋白质侧链基团的修饰与其生物活性之间的定量关系的统计学方法,已被广泛地应用于判断酶的必需基团的数目和性质。但是这一方法的手工计算作图比较繁琐,还可能造成某些误差。本文作者对邹的这一定量关系进行了计算机模拟,给出了精确、简便、实用的计算方法。应用这一方法不仅纠正了一些文献中在计算必需和非必需基团数目及其修饰速度之比等方面的错误结论,而且对文献中的一些实验结果用手工计算作图得不到结论,以及未进行定量化处理的,都可以给出明确的结果。     

透明质酸酶的色氨酸残基修饰与荧光光谱研究

北五味子[Schisandra chinensis（Turcz．）Baill．]属广义木兰科植物,主产于我国东北,故又称“辽五味”,中药五味子的主要药材为北五味子的干燥果实,作为一种传统中药,五味子具有收敛固涩,益气生津,补肾宁心的功效,用于肺喘虚咳,心悸失眠诸病。     

菊粉酶中色氨酸残基的化学修饰及其荧光光谱

用N-溴代琥珀酰亚胺为修饰剂, 研究菊粉酶中的Trp残基的分布及其对酶生物学功能的影响, 为进一步研究菊粉酶结构与其功能之间的关系提供了新的信息.     

化学修饰法表征Bacillus smithii T7产耐热菊粉酶催化活性中心的必需氨基酸残基

采用化学修饰法研究了史氏芽胞杆菌Bacillus smithiiT7产耐热菊粉酶活性中心氨基酸残基,发现该酶活性中心存在一个组氨酸残基和一个谷氨酸(或天冬氨酸)残基.修饰前后的酶动力学参数变化表明组氨酸残基参与了底物的结合和催化过程,而谷氨酸(或天冬氨酸)的羧基亲核攻击促使底物分解.邹氏作图法证明酶活性中心存在两个必需的色氨酸残基,荧光和圆二色光谱研究表明色氨酸残基在酶的催化和酶的耐热性方面起重要作用.     

精氨酸残基在质子化多肽RRMKWKK的气相碰撞诱导解离过程中的作用

用ESI/MS-MS方法研究了质子化多肽RRMKWKK 在低能气相碰撞诱导解离(CID)条件下的碰撞能和解离路径. 研究结果表明, [M+2H]2+和[M+3H]3+的CID断裂曲线和断裂位点相似. 但质子化多肽所含正电荷个数不同时, 产生同一碎片离子的初始碰撞能不同. 碱性氨基酸残基精氨酸(Arg)的支链是多肽RRMKWKK质子化时质子优先结合的位点, 导致含有Arg的多肽在气相碰撞诱导解离条件下解离时需要较高的碰撞能. 在用质谱方法研究含精氨酸残基的多肽时应选择质子个数比多肽中Arg个数多1个的母体离子. 质子化多肽RRMKWKK的结构AM1计算结果表明, 质子化RRMKWKK中两个相邻精氨酸在空间上相互分离, 库伦斥力的影响不足以改变质子的优先结合位点.     

Syntheses of Chiral Calix [4] arene Derivatives Bearing Amino Acid Residue

The syntheses of chirai calix[4]arene derivatives bearing amino acid residue at the lower rim or upper rim by three different methods were reported.     

家蝇幼虫抗菌肽MDL-1的荧光特性分析

本文研究了家蝇幼虫抗菌肽MDL-1的荧光光谱和淬灭剂对内源性荧光的影响。家蝇幼虫抗菌肽MDL-1在激发波长280 nm时,其荧光光谱为酪氨酸（Tyr）残基和色氨酸（Trp）残基共同提供。结果表明,KI不能淬灭抗菌肽MDL-1的Trp残基的荧光,而丙烯酰胺（Acr）能淬灭几乎所有的Trp残基的荧光（f-0．92）;这说明,Trp残基不是位于抗菌肽分子的表面,而是位于分子的内部。     

藻胆色素与半胱氨酸残基的结合

本文对藻胆色素与半胱氨酸残基的结合反应进行了试验,通过藻红胆素二甲酯、藻蓝胆素二甲酯分别与半胱氨酸甲酯、谷胱甘肽(还原型)二甲酯的反应得到了一些与藻胆蛋白上发色团具有相同共价结构的化合物。这些化合物与其他胆色素类化合物不同的是有很强的荧光发射和圆二色效应。化合物的圆二色效应分析表明,藻胆色素与半胱氨酸甲酯、谷胱甘肽(还原型)二甲酯反应时得到的产量较大的异构体与藻胆蛋白上的发色团具有相同的立体结构。     

Y220C突变体影响p53C蛋白质构象转换的分子动力学模拟

p53是迄今发现突变频率最高的一种肿瘤抑制蛋白质,突变会导致p53抑癌功能丧失并诱导癌症的发生。绝大多数的突变发生在p53的核心DNA结合区域（p53C）,其中Y220C是研究较多的一种突变体。虽然已有研究表明该突变能够降低p53C的结构稳定性,但其影响p53C构象转换的分子机制尚不清晰。本文利用分子动力学（MD）模拟方法研究了p53C突变体Y220C（p53C-Y220C）的结构变化,发现Y220C突变主要影响Y220C cluster区域（包括残基138-164和215-238）,且Y220C突变减少了Y220C cluster的β-折叠含量。进一步分析发现,Y220C突变不仅直接破坏突变氨基酸与周围氨基酸Leu145和Thr155之间的氢键,而且降低了Y220C cluster区域的折叠片S3和S8之间的氢键数量,使Y220C突变所形成的亲水性空腔变大,加速了水分子进入该蛋白质内部,并最终导致了p53C-Y220C变性。MD模拟结果揭示了Y220C突变影响p53C结构转换的分子机制,该研究对p53C-Y220C突变体高效稳定剂的筛选和设计具有重要意义。     

胰岛素分子存在形态及结构变化的同步荧光光谱研究

利用同步荧光光谱技术，在波长差Δλ为30nm和80nm下对胰岛素的同步荧光光谱特征进行研究，发现胰岛素中的酪氨酸和色氨酸残基的同步荧光光谱随浓度改变而发生变化，该变化与胰岛素在溶液中的聚集状态以及浓度淬灭作用有关。当在还原剂二硫苏糖醇作用下，胰岛素的同步荧光峰强度和位置均发生明显的变化，因此利用同步荧光光谱的变化对胰岛素分子存在形态和结构进行表征。     

低聚糖结构表达中应注意的问题

在书写低聚糖结构时易犯的错误是将D-型糖残基写成L-型糖残基。避免此错误的关键是需要对写出的低聚糖中的糖残基手性碳原子进行R、S构型标定和熟练掌握糖残基各Haworth式间的关系。     

蛹虫草及其培养残基中腺苷和虫草素含量的快速测定

建立了以氰基正相色谱柱反相条件下快速分析腺苷和虫草素的方法。以微波辅助提取蛹虫草及其培养残基样品,每次提取1.5 min,共提取2次。采用Eclipse XDB-CN色谱柱测定提取液中腺苷和虫草素的含量,以甲醇-水(7:93, v/v)为流动相进行等度洗脱,检测波长260 nm,并考察和分析了影响分离性能的流动相组成和pH值。结果腺苷和虫草素在4.5 min内实现完全分离且无基质干扰。腺苷和虫草素在线性范围内线性关系良好,线性相关系数r2分别为0.9998和0.9995,定量限(以10倍信噪比计)分别为0.21 mg/L(腺苷)和0.083 mg/L(虫草素)。该方法日内和日间精密度的相对标准偏差(RSD)小于2%;腺苷和虫草素的平均加标回收率为93.8%～102.9%, RSD值不大于3.62%(n=5)。本方法简便、快速、准确、成本低,可用于冬虫夏草、蛹虫草子实体、虫草培养残基及虫草制剂中腺苷和虫草素含量的快速测定。     

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.     

基于弹性网络模型的麦芽糖转运蛋白功能残基的识别

基于弹性网络模型的热力学方法, 识别出麦芽糖转运蛋白质体系中的关键残基, 探讨了麦芽糖转运蛋白内长程协同效应, 研究结果有助于更好地理解该转运体系发挥生物学功能的分子机制.     

Rps. viridis光合反应中心分子间相互作用对电子转移机理影响的理论研究

基于晶体结构并经QM/MM优化后的结构数据, 用量子化学密度泛函(DFT, B3LYP)方法, 在6-31G基组水平上, 对紫色光合细菌Rhodopseudomonas(Rps.)viridis 反应中心内, 色素分子与蛋白质环境中氨基酸残基以及水分子间的配位及氢键等相互作用对反应中心原初电子转移反应机理的影响进行了探讨. 结果表明: 组氨酸残基的轴向配位使色素分子的ELUMO显著升高, 这对电子转移能够进行极为重要; 而氢键作用使色素分子的E_LUMO有所降低, 有利于说明电子转移由原初电子给体P沿L分支进行. 文中结果支持电子转移反应为不经过辅助细菌叶绿素的一步过程. 只将色素分子周围的蛋白质环境作为具有一定介电常数的均匀介质来处理是远远不够的.