分子动力学研究F1-ATP合酶对三磷酸腺苷的稳定和定位作用

F₁-ATP合酶通过与ATP之间建立广泛的相互作用,实现对ATP的位置进行精确的定位.这些相互作用为ATP的合成/水解创造了稳定的环境.理解这些相互作用是理解ATP的合成/水解机理的基础.我们通过分子动力学模拟方法研究这些相互作用,找出在稳定化过程中起到重要作用的残基.通过检测ATP和F₁-ATP合酶之间的非键相互作用,发现残基段158-164所形成的loop区域及残基R189, Y345对ATP存在显著相互作用.其中,该loop区域对ATP的三磷酸部分形成一个半包围结构,封闭活性位点区域,并通过氢键网络约束ATP三磷酸的运动,为ATP合成/水解创造稳定的环境.此外,关键残基Y345通过π-π叠加相互作用对ATP的碱基进行约束,但是ATP的碱基可以在平行于Y345芳香环的平面内进行滑动,我们推断这种滑动运动有利于促进ATP的水解.     

钒酸根、金属离子和腺苷二磷酸的相互作用-ATP及Mg^2^+-ATP类似物的形成

用钒-51核磁共振方法研究钒酸根在不同浓度和离子强度下,在生理pH水溶液中的物种分配.研究结果表明毫摩尔级浓度的钒酸根主要以中心钒原子为四面体构型的单体、二聚、四聚和五聚体存在.通过比较所得的平衡常数说明在离子强度降低时,钒酸根的聚合度下降对于钒酸根-ADP体系,从所显示的核磁谱变化通过计算得到相应的结合平衡常数,说明主要发生的反应一是形成ATP类似物ADPV(V代表四面体构型的单体钒酸根);二是在ADP浓度相对高时,钒酸根与ADP核糖基上2’,3’-顺位羟基同时作用形成2:2配比的、钒原子为五配位三角双锥构型的配合物.在钒酸根-ADP体系中加入Mn~(2+)后,~(51)V NMR的变化说明ATP的类似物ADPV中β-磷酸根和γ-钒酸根可以协同螯合Mn~(2+),表明形成了Mg~(2+)-ATP的类似物Mn~(2+)-ADPV.     

钒酸根、金属离子和腺苷二磷酸的相互作用-ATP及Mg^2^+-ATP类似物的形成

用钒-51核磁共振方法研究钒酸根在不同浓度和离子强度下, 在生理pH水溶液中的物种分配。研究结果表明毫摩尔级浓度的钒酸根主要以中心钒原子为四面体构型的单体、二聚、四聚和五聚体存在。通过比较所得的平衡常数说明在离子强度降低时, 钒酸根的聚合度下降。对于钒酸根-ADP体系, 从所显示的核磁谱变化通过计算得到相应的结合平衡常数, 说明主要发生的反应一是形成ATP类似物ADPV(V代表四面体构型的单体钒酸根); 二是在ADP浓度相对高时, 钒酸根与ADP核糖基上2', 3'-颗位羟基同时作用形成2:2配比的、钒原子为五配位三角双锥构型的配合物。在钒酸根-ADP体系中加入Mn^2^+后, ^5^1V NMR的变化说明ATP的类似物ADPV中β-磷酸根和γ-钒酸根可以协同螯合Mn^2^+, 表明形成了Mg^2^+-ATP的类似物Mn^2^+-ADPV。     

ATP合酶中α亚基推动γ亚基旋转的可能机制

F1F0-ATP合酶是一种分子马达,它能够利用跨膜的质子浓度梯度推动γ亚基旋转,进而在α/β亚基界面上催化合成ATP,也能够利用ATP水解推动γ亚基旋转,将ATP中蕴藏的化学能转变成为机械能.ATP水解发生在α/β亚基界面上.但是在ATP水解过程中,高能磷酸键断裂释放的能量如何传递给γ亚基,使之旋转?什么原因导致了α/β亚基产生相对运动?本文提出的假说认为:ATP在与α/β界面上的关键氨基酸αArg376、βArg182的相互作用过程中,使Arg的结构由原来的卷曲型转变为伸展型,从而引发催化活性区域的空间构象发生变化,进而推动α/β亚基的相对运动.α/β亚基之间的相对运动传递给γ亚基并使之旋转.     

棕色固氮菌细菌铁蛋白捕获能力、稳定性和亚基相互作用的强度

选用柱层析、电泳和反相高效液相色谱(RP-HPLC)技术制备质谱纯棕色固氮菌细菌铁蛋白(Bacteri-al ferritin ofAzotobacter vinelandii,AVBF),并采用释放铁动力学和肽质量指纹图谱(Peptide mass fingerprint-ing,PMF)技术分别鉴定AVBF。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)和电泳技术揭示AVBF亚基之间相互作用强度、稳定性和聚合态。AVBF可直接捕获有机小分子亚甲蓝(MB),其捕获率为15.0±2.0MB/AVBF,认为介于AVBF亚基单体之间的血红素参与捕获MB。较高浓度(40%~50%)的乙腈和丙酮均能使AVBF和鲨鱼肝铁蛋白(Liver ferritin of shark,SLF)释放不稳定亚基,但在较低浓度(20%~30%)的乙腈条件下,却需要借助来源于质谱仪的激光才能使AVBF或SLF释放不稳定亚基,并供质谱分析。AVBF亚基之间的相互作用强度明显低于SLF。铁蛋白亚基之间的相互作用强度高低与铁蛋白执行释放和储存铁的速率有关。     

线粒体和亚线粒体体外代谢及漆酶影响的微量热研究

首次将微量热用于亚细胞层次的研究，测定了鲤鱼肝脏线粒体和亚线粒体代谢的热谱及其漆树漆酶的影响，并用ＭＴＤ方程和演化计算技术对它们的代谢热动力学参数进行了全局优化。     

加拿大的化学计量

介绍了加拿大国家计量标准研究所有关化学计量方面的研究人员、研究方向、有证标准物质、分析技术和仪器、国际比对等有关信息。     

加拿大的化学计量

介绍了加拿大国家计量标准研究所有关化学计量方面的研究人员、研究方向、有证标准物质、分析技术和仪器、国际比对等有关信息     

有机锡化合物与蛋白酶体β5亚基相互作用的分子模型

有机锡化合物能够抑制蛋白酶体的类糜蛋白酶活性(CT),导致细胞死亡,但是其与蛋白酶体的相互作用形式并不清楚.本文测定了丁基锡化合物和苯基锡化合物对蛋白酶体CT活性的IC50值,探讨了有机锡化合物对蛋白酶体CT活性的抑制作用形式.研究表明,对蛋白酶体CT活性,本文研究的一取代或二取代有机锡是弱的、可逆抑制剂,而三丁基锡、三苯基锡是强的、不可逆抑制剂.计算机分子对接分析表明,对于可逆抑制CT活性的有机锡化合物,其预测抑制常数与实测IC50值有良好的线性相关性.三丁基锡和三苯基锡上的Sn原子可能与β5亚基上的Thr1Oγ形成共价配位键,从而不可逆抑制CT活性.总之,本文建立的计算机分子对接模型很好地解释了有机锡化合物与蛋白酶体β5亚基的相互作用形式,这也将有助于了解类似金属化合物与蛋白酶体的相互作用机制.     

导电高分子材料电化学合成过程中的计量化学关系

导电高分子材料可以通过电化学方法合成,在合成过程中,电解液中的阴离子以一定比例作为反离子结合在聚合物 中,然后沉积在电极表面.本文以聚吡咯为例,对此过程进行了计量化学探主坟,导出了生成的聚合重量与反应中消耗的电量及反离子大小和比例间的关系.十二磺酸聚吡咯、扁桃酸聚吡咯、讥氯酸聚吡咯与氯化聚吡咯的电化学合成证实了以上关系.实验与计算表明,氯化聚吡咯中由于反离的分子量接近单体分子量的1/2,故生成的聚合物重量与反离子在聚合筘的比例无关.     

酶络合物的计量数和离解常数的测定

在酶学和络合物化学的研究中,经常会遇到一个重要的问题,即如何测定酶络合物中酶蛋白和金属离子、酶和底物或金属离子和配体等相互之间的数量关系,以及所形成的络合物的稳定性。这对于了解酶络合物的形成、结构和络合物的成键本质等方面都有很大的意义。     

外消旋前列腺素 E_1和 F_(1α)甲酯的合成

前列腺素是从生物体内分离到的一类化合物,目前它们已在医疗和畜牧业上显示出很大的应用前途.其中前列腺素 E_1和 F_(1a)是最早分离到的二个.它们的结构较相应的前列腺素 E_2和 F_(2a)为简单,也较稳定.近年来曾报导了前列腺素 E_1和前列腺素F_(1a)的合成方法,但是其中大多数方法反而没有合成前列腺素 E_2或 F_(2a)的方法简单.本文报导了一个较简便的合成方法,希望能为前列腺素 E_1,F_(1a)及它们衍生物的应用提供一个药物来源的途径.     

请规范使用化学计量符号和单位

人民教育出版社化学室编著的《全日制普通高级中学教科书》(试验修订本 ) ,笔者经过 3年的教学实践 ,有很多体会 ,现谈其中的一点 ,本套教材采用了国际单位制 (SI) ,并严格按照国家计量局的规定 ,全部采用新的国家计量标准 ,对出现的物理量统一了符号 ,体现了教育面向未来 ,面向世界的精神。本套教材所使用的化学计量符号和单位与过去教材相比更加科学规范 ,简洁准确。但在教学过程中 ,笔者发现学生在学习这些化学计量符号和单位时 ,常常混淆 ,频繁出错 ,并且校正困难 ,现将常见的错误列举如下 :表 1符号含　　　义常见错误NA 阿伏加德罗…     

除草剂西玛津与过氧化氢酶的相互作用

应用荧光光谱法和微透析液相色谱法研究了水溶液中除草剂西玛津与过氧化氢酶分子间的相互作用。结果表明 ,除草剂对过氧化氢酶的荧光有较强的猝灭作用 ,且静态猝灭是引起荧光猝灭的主要原因。从荧光猝灭和以Scatchard方程拟合微透析液相色谱法的测定结果求出除草剂和CAT的结合常数及结合位点数分别为K =1.5 5× 10 4 L/mol,n =0 .94。并依据能量转移机制 ,求出了西玛津和CAT相互结合时 ,给体 受体间距离r为 0 .164nm。西玛津与过氧化氢酶的相互结合作用以静态猝灭过程为主 ,且其猝灭机制是通过能量转移产生的。西玛津可能与CAT的Tyr2 14发生结合作用     

基于分子模拟和光谱法分析漆酶与甲酚的相互作用

该文运用计算模拟与光谱法研究了甲酚与漆酶的相互作用。首先,计算模拟表明漆酶与3种甲酚同分异构体都能发生相互作用,分子对接研究结果表明漆酶与甲酚同分异构体能以氢键和疏水作用力相结合,且结合位点相似。通过分子动力学模拟比较漆酶结合甲酚前后残基的柔性差异,验证了分子对接结合位点的可靠性。其次,选取计算模拟中结果较好的间甲酚,利用光谱法探究间甲酚与漆酶的荧光猝灭机制及结合前后漆酶二级结构的变化。荧光猝灭实验证实漆酶与间甲酚间是形成非荧光复合物的静态猝灭,与分子对接结果一致。红外光谱研究结果表明,漆酶与间甲酚结合后二级结构发生变化,其内部的β-转角和β-反向平行结构向β-折叠、无规则卷曲和α-螺旋结构转化,这与分子动力学模拟结果相呼应。该研究为利用漆酶转化环境中甲酚污染物提供了理论基础与数据支持。     

细菌化学趋向性受体聚集体的相互作用

细菌化学趋向性受体的最小结构单元为二聚体,在细胞膜上这些二聚体会聚集成大团簇.X射线晶体结构和低分辨电镜结构测定表明,这些团簇有两类不同的形式,一种是在晶体结构中观察到的倒金字塔式二聚体的三聚体重复形成的聚集,另一种为由二聚体尾部相互盘绕形成的拉链状聚集.有关拉链状聚集的详细分子模型目前尚不清楚.本文使用蛋白质-蛋白质对接的方法研究了大肠杆菌丝氨酸化学趋向性受体Tsr二聚体之间的相互作用.分子对接计算表明,倒金字塔式聚集和拉链状聚集的基本复合物都是可以出现的,相应复合物的分子动力学模拟表明这些结构都具有一定的稳定性.对于所获得的拉链状聚集体的基本复合物结构模型进行了详细的二聚体作用界面分析,发现二聚体间主要通过静电和疏水作用形成复合物,其中Arg388、Phe373和Ile377是形成拉链状聚集的关键作用残基.所建立的Tsr拉链状聚集的结构模型有助于揭示细菌化学趋向性受体在细胞膜上聚集的分子机制,为进一步的聚集理论及模拟研究提供了基础.     

蛋氨酸与化学增感剂的相互作用机理

运用X射线光电子能谱 (XPS)的ESCA扫描技术研究了蛋氨酸与不同化学增感剂相互作用及其中的硫、金、碳和氧等元素的化学形态和相对含量的变化规律 .发现蛋氨酸与不同的化学增感剂的反应机理是不尽相同的 .蛋氨酸与S增感剂不会发生任何化学反应 ,它们可以稳定地共存于同一体系之中 ;蛋氨酸可以将全部Au3+ 增感剂还原为Au ,其自身部分被氧化为蛋氨酸亚砜 ,并且在其脱质子的羟基部位与Au形成Au -O -C结构的金属配合物 .向蛋氨酸体系中加入S +Au增感剂后 ,体系中的氧化还原反应发生在外加的Au3+ 和S2 O32 - 之间 ,此时蛋氨酸的作用是将被S增感剂还原的Au络合 ,亦形成Au -O -C结构的配合物 .     

细菌化学趋向性受体聚集体的相互作用

细菌化学趋向性受体的最小结构单元为二聚体,在细胞膜上这些二聚体会聚集成大团簇. X射线晶体结构和低分辨电镜结构测定表明,这些团簇有两类不同的形式,一种是在晶体结构中观察到的倒金字塔式二聚体的三聚体重复形成的聚集,另一种为由二聚体尾部相互盘绕形成的拉链状聚集. 有关拉链状聚集的详细分子模型目前尚不清楚. 本文使用蛋白质-蛋白质对接的方法研究了大肠杆菌丝氨酸化学趋向性受体Tsr 二聚体之间的相互作用. 分子对接计算表明,倒金字塔式聚集和拉链状聚集的基本复合物都是可以出现的,相应复合物的分子动力学模拟表明这些结构都具有一定的稳定性. 对于所获得的拉链状聚集体的基本复合物结构模型进行了详细的二聚体作用界面分析,发现二聚体间主要通过静电和疏水作用形成复合物,其中Arg388、Phe373 和Ile377是形成拉链状聚集的关键作用残基. 所建立的Tsr 拉链状聚集的结构模型有助于揭示细菌化学趋向性受体在细胞膜上聚集的分子机制,为进一步的聚集理论及模拟研究提供了基础.     

Mg~(2+)通过磷脂影响脂酶体中H~+-ATP酶的慢运动

本文研究Mg~(2+)对H~+-ATP酶在脂酶体中慢运动的影响。在不同Mg~(2+)浓度及不同温度下,测量了运用保温法嵌入脂酶体中的马来酰亚胺自旋标记的H~+-ATP酶的ST-EPR谱。由ST-EPR谱的诊断参数L″/L,C′/C与Mg~(2+)浓度以及温度的关系,并对照根据相同条件下测得的5NS-EPR谱超精细分裂而得到的序参数S与Mg~(2+)浓度以及温度的关系,分析得出:增加脂酶体中的Mg~(2+)浓度与降低测量温度都导致H~+-ATP酶在膜脂中的运动相关时间增加。进一步分析还得到H~+-ATP酶在膜脂中旋转扩散运动的快慢与周围膜脂的活化能大小有关。在脂酶体中Mg~(2+)浓度的变化将导致膜脂活化能发生改变,从而影响H~+-ATP酶在膜中的慢运动状态。