牛视紫红质蛋白质中视黄醛的活性位点

视紫红质蛋白是一个跨膜蛋白, 视黄醛(RET)在该蛋白中的活性结合位点涉及到视觉过程机理, 与一些眼科疾病病理有关. 基于牛视紫红质蛋白1U19的蛋白质晶体结构数据, 采用密度泛函理论的B3LYP方法计算RET-Lys296残基与视黄醛分子周围半径为0.6 nm的空间范围30个氨基酸残基相互作用和结合能. 数值显示1U19蛋白中的残基Glu113、Glu181和Glu122是质子化的RET-Lys296残基的活性结合位点, 结合能分别为-333.38、-205.67和-194.56 kJ·mol-1. 这些氨基酸残基带有一个负电荷, 与质子化的RET-Lys296残基发生强烈的离子静电相互作用. 另外几个残基Ala292、Cys187、Phe293、Pro291以及Trp265等与质子化RET-Lys296残基也有相互吸引作用. 当RET-Lys296残基非质子化, 上述相互作用消失, 促使视黄醛分子与视蛋白分离. 研究发现残基Glu113和Glu181周围各自有一个结晶水分子通过双氢键形式起着稳定作用.     

猪胰岛素的活力位置的电子结构分析

本文采用负因子计数方法对猪胰岛素分子作了完整分子的量子化学计算,其中对矩阵元的计算采用EHMO方法。我们将前线轨道的概念推广为靠近Fermi能级的能量区域中的分子轨道,将局域于少数氨基酸残基上的前线轨道简称为活性轨道。计算结果表明,猪胰岛素70％的活力敏感位置上局域有活性轨道。对全部结果的分析说明猪胰岛素的活性轨道和生物活力之间存在某些内在联系,但不是一一对应关系;猪胰岛素的三级构象的变化可以引起电子结构的变化;相同种类的氨基酸残基在分子的不同位置上可以有不同的活性轨道能级和轨道分布。     

胰岛素分子主链构象的CNDO／2计算和比较

对蛋白质分子进行量子化学计算常采用如下方法:以肽基和残基侧链为基本计算单元,使对蛋白质分子的计算分解成各次单元的计算(图10)。计算时往往根据构象图选择代表点以减少工作量。例如,计算木瓜蛋白酶时,根据其构象图,212个肽基被分为10组,每组中选取1个代表点进行计算。用同样的方法处理残基侧链的计算。但该方法     

依据氨基酸残基的相关性预测蛋白质的结构类型

作为蛋白质的建筑构件,各种类型的蛋白质的20种氨基酸残基之间存在着特定的相互关联,反映了氨基酸残基之间的制约性,并有深刻的物理和化学的内在因素.某些氨基酸残基对之间的相关系数可以作为一种类型的蛋白质区别于其它类型蛋白质的特征,用于蛋白质结构类型的预测.研究了4种类型的蛋白质204个样品的氨基酸残基对的相关性系数,找出了可作为蛋白质结构类型特征的氨基酸残基的相关对,并用于蛋白质结构类型的预测,对于α型、β型、α/β型和α＋β型蛋白质的204个蛋白质样品的交叉测试,正确率分别为94％、89％、79％和89％,平均为88％,高于简单距离法和欧几里德距离法.     

综合大学应用化学类专业发展迅速

北京大学物理化学研究所结构他学实验室最近用分子置换法成功地解得了3(?)分辨率绿豆胰蛋白酶抑制剂Lys活力碎片(含有35个氨基酸残基)—牛胰蛋白酶(含有223个氨基酸残基)复合物的晶体结构及4(?)分辨率的绿豆胰蛋酶抑制剂(含有72个氨基酸残基)—猪胰蛋白酶(含有223个氨基酸残基)的四方晶系复合物的晶体结构,并得到了以上两个复合物的初步结构模型。复合物中的绿豆抑制剂属于Bowman-Birk型丝氨酸蛋白酶抑制剂,这类抑制剂的空间结构在国内外尚未有过报导,这项工作在国际上第一次揭示了Bowman-Birk型抑制剂的空间结构。这种类型的抑     

紫细菌光合反应中心电子激发态的理论研究

运用ZINDO和INDO/S两种量子化学理论方法, 对紫细菌(Rhodopseudomonas (Rps.) viridis) 光合反应中心色素分子簇的电子激发态进行了理论研究. 通过理论计算的电子激发态光谱与实验吸收光谱, Circular Dichroism光谱的比较, 对实验光谱重新进行了较为合理的归属. 考察了色素分子间相互作用、色素分子与蛋白质中氨基酸残基相互作用对激发态光谱的影响. 研究结果表明: Rps. viridis光合反应中心色素分子簇间的相互作用以及氨基酸残基与色素分子的作用, 对激发态光谱的性质具有一定的影响; 不考虑色素分子间相互作用以及色素分子与周围氨基酸残基的作用, 只基于单个色素分子(或其模型分子)理论计算进行光谱归属是不合理的.     

漆酶与酚类模式底物的结合及反应活性的理论研究

通过生物信息学分析、分子动力学模拟及量子化学计算,对21种邻对位取代酚类模式底物与漆酶的结合能力以及反应活性进行了探讨.生物信息学结构比对分析发现漆酶的活性口袋含有Asp/Glu206,Asn/His208,Asn264,Gly392和His458等保守的氨基酸残基(氨基酸残基编号以Trametes versicolor漆酶为例,PDB:1KYA);采用MM-GBSA方法计算了21种酚类模式底物与T.versicolor漆酶的结合自由能.分子力学计算结果表明,漆酶与底物的结合力主要来自Asp206和Asn264等残基与底物分子形成的分子间氢键,并且Phe265残基和酚类底物的芳香环形成π-π相互作用.量子化学计算表明,芳环上取代基的推拉电子效应显著影响协同电子转移的底物去质子化过程,其中推电子能力较强的—NH2,—OH,—OCH3和—CH CHCH3等基团能够明显增强酚羟基反应活性,而吸电子的—CONH2和—Cl则具有相反的效应.     

均杂核共轭分子的能级与分子轨道

本文提出把二元均杂核共轭分子的能级与分子轨道的计算分解为两个均核共轭分子的相互作用来计算.本法简化为双原子分子形式的能级与分子轨道的计算.这样计算工作量可以大大减少.本文报导了1,3,5-三硝基苯分子的π电子稳定能的计算.     

慈菇蛋白酶抑制剂的一级结构

慈菇蛋白酶抑制剂A和B经硫硫键还原及羧甲基化后,分别用内肽酶及溴化氰裂解,肽段经分离纯化后在气相蛋白质序列仪上进行序列分析,通过重叠肽段的拼接,阐明了全部一级结构.慈菇抑制剂A和B均由150个氨基酸残基组成,含有三对硫硫键.两者在结构上有91％的同源性,但与其它已知结构的丝氨酸蛋白酶抑制剂有明显不同.因而它是属于新的一族抑制剂.根据两者的结构特征.推测它们的活性中心均为Lys-Ser(44—45)和Arg-Tyr-Lys(77—79).在抑制剂A,B 13个残基差异中,其中第87位残基由Leu置换为Arg.这可能是引起两者抑制特性差异的主要原因.     

手性氨基酸卟啉化合物的CD光谱及紫外-可见光谱研究

在合成的手性氨基酸卟啉化合物ThrTPPZn和SerTPPZn(Thr:苏氨酸,Ser:丝氨酸)中,氨基酸残基与卟啉单元相互作用使氨基酸残基的构象相对固定,卟啉化合物在Soret区产生分裂的CD光谱.而在LeuTPPZn中氨基酸残基与卟啉单元的相互作用很弱,卟啉化合物的CD光谱很弱.在室温下,手性氨基酸卟啉化合物对映体的紫外-可见吸收光谱相同,当温度降低时,ThrTPP,SerTPP及其锌配合物在240 nm处的吸收光谱随着温度的降低吸收值减小,在278 K时,L-SerTPP,L-ThrTPP,D-ThrTPPZn 和D-SerTPPZn在275 nm处有强、宽的吸收峰,这是由于在低温下分子的内能减小,氨基酸残基的旋转受到限制,分子内的相互作用增大,羰基与卟啉环之间的共轭增大所致.     

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…     

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.     

白喉毒素活性中心的量子化学计算与149位突变体的酶学动力学

通过量子化学计算确定白喉毒素分子催化区活性中心的关键氨基酸残基, 评价其取代后的酶活性的改变, 为导向性抗癌药物研究提供高效杀伤细胞工具. 结合目前关于白喉毒素结构与功能的研究状况和量子化学计算结果, 将白喉毒素催化区的第149位酪氨酸突变为苯丙氨酸, 对其酶活性和与底物的结合能力进行评价. Y149位酪氨酸位于正电中心, 起受电子作用, 与野生白喉毒素相比, 苯丙氨酸突变体的酶催化活性增加约一倍, 而与底物结合能力没有变化. Y149是酶活性中心的关键氨基酸残基, 对其取代能够影响蛋白质的生物活性.     

天花粉胰蛋白酶抑制剂及其类似物的全合成

天花粉胰蛋白酶抑制剂(Trichosanthes trypsin inhibitor, TTI)是一含27个氨基酸残基的多肽,其中包括三对硫硫键。本文报道了它的化学全合成及其分子内二硫键重组,合成产物纯化后其氨基酸序列以及与胰蛋白酶的抑制当量比均与天然抑制剂相一致。并合成了此抑制剂的类似物,其N端第6位Met残基由Ala所取代,合成产物纯化后,其抑制活力也与天然抑制剂相同。此结果为今后天花粉胰蛋白酶抑制剂作为融合蛋白用基因工程表达以及产物的后处理提供了依据。     

SARS冠状病毒E蛋白的结构研究及功能预测

结合生物信息学方法及分子模拟手段,选择较高准确度的方法,预测了SARSE蛋白的分子结构并探讨其潜在的生物学活性和功能.研究结果表明,SARSE蛋白跨膜区25个疏水的氨基酸形成α-螺旋结构,包埋于病毒外壳磷脂双分子层中;N端10个氨基酸残基位于膜外;C端41个残基则附着于磷脂双分子膜内侧.同时发现,C端由9个氨基酸组成的劈裂是一个可能的活性部位.对分子进行进一步静电势分析证实,E蛋白C端可能的活性部位具有较大的静电势,可能的活性残基具有最大电荷密度,故有较强的结合受体或与其它蛋白相互作用的能力.     

甘氨酸从水到有机物水溶液的迁移焓研究

蛋白质是各种生物形态结构和生命活动所依赖的物质基础,在水溶液中蛋白质天然结构的稳定性归结于氨基酸残基之间以及与溶液中其它组分的相互作用．天然环境中存在的众多物质对蛋白质的溶解度、变性行为和解缔等都有很大的影响．为深入了解蛋白质折叠与解折叠过程中的物理化学现象,以氨基酸、肽、酰胺及其衍生物作为蛋白质模型分子的热力学研究引起了广泛重视．     

具有周期性结构的共轭分子的能级与分子轨道

本文指出,具有周期性结构的共轭分子 LCAO MO 分子轨道系数可以分解为两个因子,一个为反映原子轨道的几何位置的相位因子,一个为反映原子轨道的性质及原子结构情况的物理因子.相位因子是由原子在分子中的几何位置完全确定的因子.它可以容易地写出来.利用这个结果,可以使分子的久期行列式简化为周期性结构单元的久期行列式.本文还指出直链共轭分子可以当作单环共轭分子计算.我们计算了晕苯、聚省、聚苯及迫位稠合联苯等共轭分子的单电子能谱与分子轨道.前三个分子的计算同文献是一致的,后一个分子的计算未见文献报导.     

蜂毒肽C末端片段的反序肽的抗菌活性和溶血活性

设计并合成了具有不同碱性氨基酸残基数和不同疏水性片段链长的基于Mel(12~26)的系列反序肽类似物.结果表明,反序肽的正电荷和疏水性对于抑菌活性都很重要,N端至少保留3个碱性氨基酸(正电荷>4)和C端的疏水性片段的链长至少为8个氨基酸残基的类似物具有较高的抑菌活性,具有较大的抑菌活性的最小反序肽类似物为具有11个氨基酸残基的RetroMel(13~23).这些反序肽的溶血活性都很小.     

应用分子图形学、分子力学、量子化学及静电势研究农药分子结构与性能的关系（Ⅴ）──磺酰脲类分子中的化学键及电子结构

用半经验分子轨道方法ＭＮＤＯ及ＣＮＤＯ／２对农药分子结构进行计算，确认磺酰脲超高效除草剂分子中存在３个原子平面，分别形成离域π键，硫原子的空ｄ轨道参与了共轭体系的形成，静电势计算结果表明在分子两侧存在着２个明显的负电势区域，该结构与分子活性密切相关。     

结合态含硫氨基酸的间接气相色谱法测定

生物体中含硫氨基酸[蛋氨酸(Met)、甲基半胱氨酸(CysCH_3)、半胱氨酸(CysH)、胱氨酸(Cys)]主要以结合态存在,参与生物体的重要生理功能与代谢,因此测定多肽及蛋白质中的氨基酸残基几乎是生命