α－苦瓜子蛋白晶体结构中的次级相互作用的研究Ⅱ疏水相互作用的分析

α－苦瓜子蛋白结构模型中共有疏水残基１４１个,占践基总数的５７％。其中１２８个疏水残基有相互作用,占疏水残基的９１％。疏水残基之间的相互作用与其是否在α－螺旋或β片层内没有多大关系。本文着重分析了α－螺旋间和α螺旋与β结构之间的疏水相互作用;讨论了α５和大β片层中疏水残基与亲本残基的分布特点,这一特点对该蛋白分子最后折叠成特定的空间结构有重要影响。类似的情况在同源蛋白天花粉蛋白中也是存在的。     

β肾上腺素受体的结构与功能域

β肾上腺素受体具有视紫红质样结构,包括由膜两侧亲水环相互联结7个疏水性跨膜α螺旋结构,N端无信号序列而含有2个N-糖基化位点,C端富含丝氨酸和苏氨酸残基.7个跨膜结构构成配基结合位点.β受体细胞膜内侧环状序列形成两亲α螺旋结构,与G蛋白相互作用.C端及第3个内侧环的丝氨酸及苏氨酸残基构成受体磷酸化位点,参与受体功能调控.     

α－苦瓜子蛋白晶体结构中的次级相互作用的研究──Ⅰ结构中氢键相互作用的分析

α－苦瓜子蛋白是一种单链核糖体失活蛋白,具有Ｎ－糖苷酶活性,２．０Ａ分辨率的三维结构已经测定。α－苦瓜子蛋白中总共有３５３个氢键,其中主链原子间氢键１６５个,主链原子与侧链原子间氢键５４个,侧链原子间氢键２１个,蛋白分子中原子与溶水剂的氢键１１３个,主链Ｃ＝Ｏ,主链ＮＨ及侧链分子结构中有９５％的残基能生成氢键,Ａｓｐ．Ｇｌｕ、Ａｓｎ、Ｇｌｎ具有较强的生成多个氢键的能力,并对１３个没有任何氢键的残基作了分析。Ａｎ、Ｌｅｕ、Ｉｌｅ、ＧｌＵ、Ｇｌｎ在α螺旋中出现税率较大,Ｖａｌ、Ｌｅｕ、Ｔｙｒ、Ｉｌｅ、Ｔｈｒ在β结构中占了一半以上,Ａｒｇ容易形成远程的氢键,而Ｓｅｒ、Ｔｈｒ则容易形成近程氢键。某些氢键,特别是保守残基间的氢键,对形成蛋白分子局部特征构象和活性部位的特征构象有影响,α－苦瓜子蛋白的特定折叠方式对其与溶剂水分子成氢键有影响。     

α－苦瓜子蛋白晶体结构中的次级相互作用的研究──Ⅰ结构中氢键相互作用的分析

α－苦瓜子蛋白是一种单链核糖体失活蛋白,具有Ｎ－糖苷酶活性,２．０Ａ分辨率的三维结构已经测定。α－苦瓜子蛋白中总共有３５３个氢键,其中主链原子间氢键１６５个,主链原子与侧链原子间氢键５４个,侧链原子间氢键２１个,蛋白分子中原子与溶水剂的氢键１１３个,主链Ｃ＝Ｏ,主链ＮＨ及侧链分子结构中有９５％的残基能生成氢键,Ａｓｐ．Ｇｌｕ、Ａｓｎ、Ｇｌｎ具有较强的生成多个氢键的能力,并对１３个没有任何氢键的残基作了分析。Ａｎ、Ｌｅｕ、Ｉｌｅ、ＧｌＵ、Ｇｌｎ在α螺旋中出现税率较大,Ｖａｌ、Ｌｅｕ、Ｔｙｒ、Ｉｌｅ、Ｔｈｒ在β结构中占了一半以上,Ａｒｇ容易形成远程的氢键,而Ｓｅｒ、Ｔｈｒ则容易形成近程氢键。某些氢键,特别是保守残基间的氢键,对形成蛋白分子局部特征构象和活性部位的特征构象有影响,α－苦瓜子蛋白的特定折叠方式对其与溶剂水分子成氢键有影响。     

胆碱脱氢酶光谱性质的研究

胆碱脱氢酶（ＣＤＨ）蛋白质部分内源荧光发射峰在３３５ｎｍ,并不受底物的影响,但底物可改变辅基ＦＡＤ部分的内源荧光光谱。应用ＦＴＩＲ技术研究了增溶ＣＤＨ的二级结构,其结果如下：５３．４％α－螺旋,２４．５％β－片层,１３．９％３１０－螺旋及０．５％β－回折。在ＣＤＨ处于非底物结合状态时,分子内部结构表现为α－螺旋以及β－片层优势构象,呈现出球状蛋白样的空间结构特征。在与底物作用过程中,３１０－螺旋的比例逐渐上升至４２％左右,与此同时α－螺旋结构则降低到３５％。提示了底物诱导ＣＤＨ分子内部发生了蛋白分子的重新折叠。     

胆碱脱氨酶光谱性质的研究

胆碱脱氢酶（ＣＤＨ）蛋白南部分内源荧光发射峰在３３５ｎｍ,并不受底物的影响,但底物可改变辅基ＦＡＤ部分的内源荧光光谱。应用ＦＴＩＲ技术研究了增溶ＣＤＨ的二级结构,其结果如下：５３．４％α螺旋,２４．５％β－片层,１３．９％３１０－螺旋及０．５％β回折。在ＣＤＨ处于非底物结合状态时,分子内部结构表现为α－螺旋以及β－片怪优势构象,呈现出球状蛋白样的空间结构特征,在与底物作用过程中,３１０－螺旋的比例     

细胞色素P450超家族4种蛋白质晶体结构比较研究

通过二级结构特征比较、三维结构比较和疏水图分析阐明了４种Ｐ４５０晶体结构的保守性。尽管４种晶体蛋白的氨基酸序列等同率只有１９％￣２６％,但是它们都有相同的１３个α螺旋和β１￣β４四个片层结构。以Ｐ４５０血红素辅基中卟啉环碳原子作为叠合点叠合４种晶体结构,由叠合结构推导出４种蛋白质基于结构的序列联配。通过计算晶体结构各二线结构Ｃα原子之间均方根偏差,分类类聚分析法分析,发现Ｐ４５０蛋白三维结构可分为     

三种金属硫蛋白聚合体的疏水性相互作用研究

通过分子表面的计算考察了三类金属硫蛋白（大鼠金属硫蛋白亚型Ⅱ,兔肝金属硫蛋白亚型Ⅰ和Ⅱ）二聚体短聚体中组成单元之间的疏水性相互作用。计算结果表明二聚体和三聚体中各组成单元之间均可以形成较好的几何匹配。对于二聚体而言,单体和单体之间存在一定的疏水性相互作用,但作用力 三聚体中,单体和二聚体之间的疏水残基能通过好的空间匹配形成很强的疏水性相互作用。对于这三种金属硫蛋白,二聚体中单体和单体之间的疏水性相     

苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白的结构与功能研究进展

苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis）杀虫晶体蛋白的毒性肽由三个典型的结构域组成.结构域Ⅰ位于肽链的N端,为一组由6～7个两亲的α螺旋围绕着一个疏水的α螺旋形成的α螺旋束,参与了细胞膜的穿孔;结构域Ⅱ位于肽链的中间,为三组以“希腊钥匙”（Greek key）拓扑结构连接在一起的反平行的β折叠片层,其顶端的突环参与了毒素与受体蛋白的结合;位于C端的结构域Ⅲ是由两组反平行的β折叠片层组成的夹心结构,以β果酱卷(jelly roll)拓扑结构排列,可能能够防止蛋白酶对毒素分子的过度降解.     

Ydj1p C端二聚体中螺旋α3与domain Ⅲ分离的拉伸分子动力学模拟

许多遗传性疾病或基因突变疾病实际上与蛋白质错误折叠相关,由于分子伴侣在调控蛋白折叠、聚集、降解方面发挥功能,研究分子伴侣的结构、功能、作用机制等对于人类某些疾病的阐释意义重大。作为分子伴侣,Hsp40以二聚体的形式调控多肽的折叠。文章通过拉伸分子动力学研究了酵母Hsp40家族成员Ydj1p二聚体中α3与domainⅢ的分离过程,深入探讨了影响Ydj1p二聚体稳定性的重要残基和相互作用力。由研究结果可知,α2、α3及α3之前loop结构中的残基L274、I278、F335、P336、F340、L346、L349、L352、L353之间形成疏水盒子,使螺旋α2、α3之间作用紧密,稳固二聚体结构。其中,F335与domainⅢ内的残基V302、I278、I303和P305,P336与domainⅢ内的残基V302形成疏水作用力来维持二聚体的稳定。     

油桐尺蠖核型多角体病毒多角体蛋白的理化性质及二级结构预测

由SDS及梯度胶电泳测得油桐尺蠖核型多角体病毒（BsNPV）多角体蛋白天然状态及亚基分子量分别为363kD与31.5kD,从而推断此蛋白为十二聚体,亚基间无二硫键作用．BsNPV多角体蛋白的远紫外圆二色谱显示,它的二级结构含有31．7％的α螺旋,23．8％的β折叠及44．5％的无规卷曲,与二级结构预测结果相符．通过荧光光谱实验推知,BsNPV多角体蛋白的表面疏水性弱,其色氨酸残基位于蛋白疏水核内部．     

α-天门冬氨酰二肽酶及其进化酶的FT-IR 研究

用分子定向进化技术,在酶活力和热稳定性双重选择压力下,筛选到了一体Keat／KM是天然酶47倍的进化酶。用FT－IR方法,测定了α－天门冬氨酰二须酶及其进化酶的酰胺I带图普,定量估算了天然酶和进化酶的各种二级结构含量。天然酶中,β折叠结构含量为28．5％,α螺旋结构含量为33％,这与园二色谱测量α螺旋结构为33％的结果有很好的一致,剩余的残基形成不同类型的转角和无规结构,其总含量为38．5％。在进化酶中,β折叠结构含量为26．8％,α螺旋结构含量为315,其它结构为不同类型的转角和无规结构,含量为42．2％。     

念珠藻葛仙米藻蓝蛋白α与β亚基基因克隆、表达及其单体结构模拟

天然抗氧化剂对于清除人体内自由基、保障健康具有重要作用。藻蓝蛋白(phycocyanin, PC)是蓝藻等藻类细胞内的一类特殊色素蛋白,具捕获光能的功能。体外研究发现,藻蓝蛋白具有较显著的抗氧化、抑癌细胞增殖等生物活性。试验利用食源性的拟球状念珠藻葛仙米(Nostoc sphaeroides)的基因组DNA为材料,借助PCR扩增克隆葛仙米藻蓝蛋白两个重要亚基α与β基因,Ns-PC-α和Ns-PC-β。结果表明,葛仙米基因组中,Ns-PC-α和Ns-PC-β基因编码框长度分别为492 bp和522 bp;Ns-PC-α和Ns-PC-β基因以双顺反子形式存在,Ns-PC-α位于Ns-PC-β下游。Ns-PC-α和Ns-PC-β分别编码由163与173个氨基酸组成的蛋白。Ns-PC-α和Ns-PC-β亚基蛋白多肽链中共含有3个半胱氨酸残基(Ns-PC-α的第85位与Ns-PC-β中的第83位氨基酸残基和第154位氨基酸残基),很可能是藻蓝胆素的结合位点。原核表达显示Ns-PC-α和Ns-PC-β分子量为近18 kD,Ns-PC-α比Ns-PC-β略小,与预测结果一致。模拟其高级结构,发现Ns-PC-α和Ns-PC-β单亚基均含有7个α-螺旋,除N端α-螺旋外,其它几个α-螺旋进一步折叠形成疏水核心区;并且,Ns-PC-α和Ns-PC-β结构上能够较好吻合,形成一稳定而封闭的单体,弧度近2π/3。Ns-PC-α和Ns-PC-β组成的这种单体结构是其进一步建构圆盘状三聚体Ns-PC-(α/β) 3的重要基础。本研究结果为食源性念珠藻葛仙米藻蓝蛋白抗氧化功能的进一步应用提供了重要依据。     

杉木CCoAOMT蛋白的生物信息学分析与同源模建

利用生物信息学方法分析了杉木CCoAOMT蛋白的氨基酸组成、等电点、疏水／亲水区、二级结构等蛋白质性质,并同欧洲云杉、拟南芥和水稻的蛋白进行了对比,并用生物信息学软件对其空间结构进行了模拟,同时对模建结果进行了结构质量的分析与检测。结果表明：该蛋白共有255个氨基酸,等电点为5．56,二级结构中α螺旋占37．65％,β折叠片占19．61％,无规卷曲占42．75％。三维结构检测表明此模型的结构符合立体化学规则。     

P53蛋白质N末端的二级结构预测及其三维构象

以编码Ｐ５３Ｎ末端１２０个残基的ｍＲＮＡ二级结构为基础,结合Ｃｈｏｕ－Ｆａｓｍａｎ蛋白质二级结构预测原则,预测出Ｐ５３蛋白质Ｎ端的９３个残基包含四段α螺旋结构（１４－２６;３８－４６;５１－５６;６８－７０）,没有发现β片层。与四种以多重序列联配为基础的蛋白质二级结构预测方法（准确率均为７３．２０％左右）相对照,结果十分相近。在ＳＧＩ工作站上以此为初始结构建立的三维构象提示,Ｐ５３Ｎ末端前８０个氨基酸肽段呈弧型板块结构,其转录激活区由两段主要螺旋组成,呈上下构形,占据弧型板块的顶部及底部外侧缘。Ｃ端１３个富含脯氨酸肽段则呈弯曲松散状。这些构象与Ｐ５３Ｎ末端的生物功能是相吻合的     

GTPase循环保证了GTPase功能的实现

GTPase是一种传统的分子开关,多种GTPase之间有着共同的结构特点。近年的研究表明:在GTPase同GTP结合状态下,蛋白的亲水中心包含6条β段,并由疏水环和α螺旋相连。另外,还有5个区,均连接在蛋白同侧的疏水环上。这5个区分别用G-1～G-5表示,与GDP/GTP的相互交换是紧密相关的。     

基于残基相互作用网络比对的木聚糖酶热稳定性的研究

研究木聚糖酶的耐热机理能够提升工业生产效率和经济效益。本文使用提出的SI-MAGNA残基相互作用网络比对算法对来自嗜热子囊菌（Thermoascus aurantiacus）的耐热型木聚糖酶和来自变铅青链霉菌（Streptomyces lividans）的常温型木聚糖酶进行网络比对,以探究影响两者结构稳定性和热稳定性的因素。通过比对结果分析：证实了(βα)8-桶结构的低序列保守性及β折叠对结构稳定性的作用;发现了1E0W的loop1区域中独有一个310-螺旋结构影响了结构稳定性;1TUX中的α1’短螺旋结构和相对较短的β4α4-loop区域有助于提升其结构稳定性和酶的热稳定性;推测1TUX的β4α4-loop区域中独有的氢键转折结构和1E0W的loop6区域中独有的2个β桥结构可能引起空间结构的细微差异,从而影响酶的热稳定性。     

油桐尺蠖核型多角体病毒多角体蛋白的理化性质及二级结构预测

由ＳＤＳ及梯度胶电泳测得测得油桐尺蠖核型多型多角体病毒多角体蛋白天然状态及亚基分子量分别为３６３ｋＤ与３１．５ｋＤ从而推断此蛋白为十二聚体,亚基间无二硫键作用,ＢｓＮＰＶ多角体蛋白的远紫外圆二色谱显示,它的二级结构含有３１．７％的α螺旋,２３．８％的β折叠及４４．５％的无规卷曲,与二级结构预测结果相符,通过荧光光谱实验推知,ＢｓＮＰＶ多角体蛋白的表面疏水性弱;其色氨酸残基位于蛋白疏水核内部。     

残基相互作用网络特征与木聚糖酶耐热性的关系

残基相互作用网络是体现蛋白质中残基与残基之间协同和制约关系的重要形式。残基相互作用网络的拓扑性质以及社团结构与蛋白质的功能和性质有密切的关系。本文在构建一系列耐热木聚糖酶和常温木聚糖酶的残基相互作用网络后,通过计算网络的度、聚类系数、连接强度、特征路径长度、接近中心性、介数中心性等拓扑参数来确定网络拓扑结构与木聚糖酶耐热性的关系。识别残基相互作用网络的hub点,分析hub点的亲疏水性、带电性以及各种氨基酸在hub点中所占的比例。进一步使用GA-Net算法对网络进行社团划分,并计算社团的规模、直径和密度。网络的高平均度、高连接强度、以及更短的最短路径等表明耐热木聚糖酶残基相互作用网络的结构更加紧密;耐热木聚糖酶网络中的hub节点比常温木聚糖酶网络hub节点具有更多的疏水性残基,hub点中Phe、Ile、Val的占比更高。社团检测后发现,耐热木聚糖酶网络拥有更大的社团规模、较小的社团直径和较大的社团密度。社团规模越大表明耐热木聚糖酶的氨基酸残基更倾向于形成大的社团,而较小的社团直径和较大的社团密度则表明社团内部氨基酸残基的相互作用比常温木聚糖酶更强。     

残基相互作用网络特征与木聚糖酶耐热性的关系

残基相互作用网络是体现蛋白质中残基与残基之间协同和制约关系的重要形式。残基相互作用网络的拓扑性质以及社团结构与蛋白质的功能和性质有密切的关系。本文在构建一系列耐热木聚糖酶和常温木聚糖酶的残基相互作用网络后,通过计算网络的度、聚类系数、连接强度、特征路径长度、接近中心性、介数中心性等拓扑参数来确定网络拓扑结构与木聚糖酶耐热性的关系。识别残基相互作用网络的hub点,分析hub点的亲疏水性、带电性以及各种氨基酸在hub点中所占的比例。进一步使用GA-Net算法对网络进行社团划分,并计算社团的规模、直径和密度。网络的高平均度、高连接强度、以及更短的最短路径等表明耐热木聚糖酶残基相互作用网络的结构更加紧密;耐热木聚糖酶网络中的hub节点比常温木聚糖酶网络hub节点具有更多的疏水性残基,hub点中Phe、Ile、Val的占比更高。社团检测后发现,耐热木聚糖酶网络拥有更大的社团规模、较小的社团直径和较大的社团密度。社团规模越大表明耐热木聚糖酶的氨基酸残基更倾向于形成大的社团,而较小的社团直径和较大的社团密度则表明社团内部氨基酸残基的相互作用比常温木聚糖酶更强。