环酰亚胺水解酶C末端区为该酶活性所必需

 为了研究一个新环酰亚胺水解酶（CIH）C端区残基对酶分子构象及酶活性的影响,设计了C末端缺失1～4个氨基酸残基以及C 末端2个Lys替代为2个Glu或2个Leu的突变酶,以野生型酶基因重组质粒pE-cih₂₉₃为模板,在相应引物存在下,通过PCR扩增获得突变的CIH基因片段.经克隆、表达与纯化,得到不同的突变酶蛋白.酶活性测定、荧光光谱与CD谱分析表明,随着C 末端缺失残基的增多,酶活性丧失也越来越多,但酶分子的聚合状态未发生变化;当CIH的C末端2个Lys替代为2个Glu时,酶活性及分子结构变化均不明显,但当替代为2个Leu时,酶活性丧失殆尽,分子结构变得松散而不再保持寡聚态.pH及热稳定性实验也表明,酶的稳定性与其分子的完整性密切相关.结果证实,CIH的C末端电荷残基对该酶活性与分子状态具有重要作用.     

我国两株登革2型病毒5′和3′端非编码区序列测定及二级结构分析

为测定我国两株临床症状、乳鼠神经毒力不同的登革 2型病毒流行株 5′和 3′端非编码区序列 (untranslated region,UTR) ,分析二级结构差异与毒力变化的关系 ,分别从 D2 - 0 4、D2 - 44株感染的 C6/ 36细胞及鼠脑中提取总 RNA.以该 RNA为模板 ,利用 RACE法 ,分别扩增了 D2 - 0 4、D2 -44株的 5′和 3′末端 c DNA片段 .将其分别与 p GEM- T载体连接得到重组质粒 ,测定上述 c DNA插入片段的序列 .用 RNAdraw软件预测 D2 - 0 4、D2 - 44株 5′和 3′端非编码区的二级结构 .D2 - 0 4、D2 -44株 5′端和 3′端非编码区分别有 96和 454个核苷酸 .其中 5′非编码区 59位 C(D2 - 0 4 )→T(D2 -44 ) ,使 D2 - 44二级结构稳定性下降 ;3′端非编码区有 1 5个核苷酸不同 ,其中 T(355)→ A,T(32 6)→ G引起了所在位置二级结构自由能变化 ,且分别位于两个保守序列区 (conserved sequence,CS)CS1、CS2 A.这些位点变化可能与毒力有关 .     

我国两株登革2型病毒5′和3′端非编码区序列测定及二级结构分析

 为测定我国两株临床症状、乳鼠神经毒力不同的登革 2型病毒流行株 5′和 3′端非编码区序列 (untranslated region,UTR) ,分析二级结构差异与毒力变化的关系 ,分别从 D2 - 0 4、D2 - 44株感染的 C6/ 36细胞及鼠脑中提取总 RNA.以该 RNA为模板 ,利用 RACE法 ,分别扩增了 D2 - 0 4、D2 -44株的 5′和 3′末端 c DNA片段 .将其分别与 p GEM- T载体连接得到重组质粒 ,测定上述 c DNA插入片段的序列 .用 RNAdraw软件预测 D2 - 0 4、D2 - 44株 5′和 3′端非编码区的二级结构 .D2 - 0 4、D2 -44株 5′端和 3′端非编码区分别有 96和 454个核苷酸 .其中 5′非编码区 59位 C(D2 - 0 4 )→T(D2 -44 ) ,使 D2 - 44二级结构稳定性下降 ;3′端非编码区有 1 5个核苷酸不同 ,其中 T(355)→ A,T(32 6)→ G引起了所在位置二级结构自由能变化 ,且分别位于两个保守序列区 (conserved sequence,CS)CS1、CS2 A.这些位点变化可能与毒力有关 .     

乙型肝炎病毒3022 ～1787核苷酸缺失突变体编码蛋白具有抗α干扰素作用

为证实乙型肝炎病毒( HBV) 3022 ～1787 核苷酸缺失突变体编码蛋白TS′X′( 源于DNA 聚合酶读码框架, T为TP 区, S′为部分缺失的spacer 区, X′为截短的X 蛋白) 具有抗α干扰素( IFN-α) 作用并确定其功能区域, 用聚合酶链反应( PCR) 扩增获得TS′X′全长及片段TS′( 含TP 区及部分缺失的spacer 区) , 并克隆于pcDNA3. 1 /HisC 载体。重组质粒以FuGENE6 转染Huh7 肝细胞,48 h 后裂解细胞, 以蛋白质印迹法( Western blot) 证实目的蛋白可在Huh7 肝细胞中表达。重组质粒及空载体pcDNA3. 1 /HisC 分别与IFN-α反应报告质粒p6-16CAT按分子数5∶1、10∶1、15∶1、30∶1 共转染Huh7 肝细胞, 转染后48 h 给予终浓度为100 IU/ml 的IFN-α2a 刺激, 作用24 h 后裂解细胞, 用酶联免疫吸附试验( ELISA) 检测胞内氯霉素乙酰基转移酶( CAT) 含量。结果显示, 与空白载体相比, 随着TS′X′及TS′重组表达质粒转染量的递增, Huh7 胞内CAT 值逐渐降低( n=6, P <0. 05) , 但TS′X′与TS′之间无显著差异( n =6, P >0. 05) 。本研究证实, HBV 3022 ～1787 核苷酸缺失突变体编码的TS′X′蛋白可抑制Huh7 细胞对IFN-α的反应性, 其活性与其N端TP及部分缺失的spacer 区有关。     

鲍曼不动杆菌核苷二磷酸激酶的结构和功能研究（英文）

近年来,鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)在医院里越来越受到人们的关注,尤其是在重症监护病房(ICUs).它以强大的多重耐药性(multiresistance)而闻名.核苷二磷酸激酶(nucleoside diphosphate kinase,NDK)是一种进化上非常保守的酶,它能催化核苷之间磷酸基团的转移.我们解析了鲍曼不动杆菌NDK野生型和C端氨基酸残基Arg141-Thr142-Arg143(RTR)截短突变体的结构.通过和黄色黏菌(Myxococcus xanthus)NDK的三维结构进行比较,推断鲍曼不动杆菌NDK的催化机制和黄色黏菌类似.通过激酶活性实验和圆二色谱实验,发现鲍曼不动杆菌NDK E28A突变体二级结构发生了改变,从而导致蛋白催化活性降低,说明Glu28是鲍曼不动杆菌NDK结构中非常关键的氨基酸残基.鲍曼不动杆菌NDK C端RTR截短突变体显示出催化活性极大的降低,这可能与C端RTR残基介导的二体间相互作用有关.虽然RTR截短突变体中的Lys33伸向了和野生型中不同的方向,和Val15产生相互作用弥补了一部分因为RTR截短丢失的相互作用,维持了RTR截短突变体和野生型类似的结构.但是,Lys33产生的相互作用依然太弱,不足以维持蛋白在催化的动态过程中整体结构的高效转换.我们解析的鲍曼不动杆菌NDK晶体高分辨率结构将有助于科学家设计针对鲍曼不动杆菌的药物.     

携带小鼠白介素-4截短型突变体基因的5型腺相关病毒载体的构建及外源蛋白的体外表达

目的:制备携带碳端结构域缺失的小鼠白介素-4(Interleukin-4,IL-4)基因突变体的5型重组腺相关病毒(recombinant adeno-associated virus, r AAV)并在细胞水平检测其介导的外源蛋白表达情况。方法:通过分子克隆技术构建携带小鼠IL-4碳端22个氨基酸缺失的突变体的表达质粒pSNAV-mIL-4ΔC22,三质粒共转染法制备重组的5型AAV病毒,体外感染人支气管上皮样细胞系16HBE和BEAS-2B,并通过Western blot和ELISA检测外源蛋白表达。结果:DNA测序表明构建的小鼠IL-4碳端第118位氨基酸位点处截短的突变体基因表达序列正确无误,制备的重组病毒载体r AAV5-mIL-4ΔC22滴度约为3×10~(11)vg/m L。r AAV5-GFP感染16HBE和BEAS-2B细胞后36小时开始可见持续稳定的荧光蛋白表达,重组病毒r AAV5-mIL-4ΔC22感染16HBE和BEAS-2B细胞后外源蛋白在培养上清中呈分泌型表达。结论:本研究成功构建了携带小鼠IL-4碳端结构域缺失型突变体的AAV表达质粒并制备了重组病毒r AAV5-mIL-4ΔC22,该病毒可有效转染16HBE和BEAS-2B细胞并介导外源基因分泌表达截短型小鼠IL-4突变体蛋白。     

截短型rBTI的表达、纯化及其对EC9706细胞生长的抑制作用

依据先前获得的重组荞麦胰蛋白酶抑制剂（rBTI）氨基酸序列及三维分子构像,分别构建了rBTI C末端缺失VVM、TPVVM或VDTPVVM的截短型pExsecI BTI t1,pExsecI BTI t2和pExsecI BTI t3重组质粒.转入大肠杆菌BL21中进行表达,并通过Resource Q阴离子交换层析分离.实验结果显示,3个工程菌均以可溶方式表达,目的蛋白在SDS PAGE图谱中显示单一条带,其纯度达98％以上. 理化性质分析表明,截短型rBTI与野生型rBTI具有相似的胰蛋白酶抑制活性,并具有很好的热稳定性及酸碱稳定性. 将野生型和截短型rBTI分别作用于人食管癌EC9706细胞.MTT检测发现,C末端截短不同数目的氨基酸后,与野生型rBTI相比,在相同浓度下截短型rBTI仍具有一定的抑制肿瘤细胞生长作用,其抑制作用范围是截短前的50%左右. 这些结果提示, rBTI的 C末端氨基酸残基缺失未引起活性区域或功能部位的较大改变,从而保留了其对胰蛋白酶的抑制作用和部分生物学功能.     

戊型肝炎病毒第4基因型中国株ORF2编码蛋白的抗原表位分析

以戊型肝炎病毒(HEV)第4基因型中国株ORF2编码蛋白p166Chn制备单克隆抗体(McAbs), 同时制备20个N端或C端逐渐截短的p166Chn截短蛋白, 与7种不同基因型和亚型的p166蛋白一起, 通过ELISA、免疫印迹(Western blot)以及竞争抑制实验对主要存在于我国的HEV第4基因型毒株进行抗原表位分析。结果发现所制备的McAbs与p166Chn截短蛋白的免疫反应有两种类型, 以1G10为代表的McAbs能与N端不短于aa477、C端不短于aa613的截短蛋白反应, 其针对的抗原表位是构象依赖型表位, 依赖于aa477~aa613肽链区段; 而McAb 2F11则能与N端不短于aa474、C端不短于aa617的截短蛋白反应, 其针对的抗原表位也是构象表位, 但需依赖于较长的肽链区段(aa474~aa617)。竞争抑制实验显示两类McAbs互不抑制, 进一步证实了所发现的两个抗原表位在空间位置上的不同。更有意义的是, 两类McAbs均能与其他不同HEV基因型和亚型来源的p166重组蛋白发生阳性反应, 表明这两个抗原表位是HEV基因型共同性的, 可以在世界各国分布的不同基因型HEV毒株中诱导交叉免疫。     

乙型肝炎核心抗原C端154截短颗粒的三维结构

利用冷冻电子显微镜三维重构技术获得了分辨率为7.8?的乙型肝炎核心抗原于C端154aa处截短颗粒(HBcAg-154)的三维结构.结构显示,该颗粒主要由α螺旋组成,蛋白质折叠与核心抗原C端149截短颗粒(HBcAg-149)极其相似.而且二者内部均很难观察到RNA的电子密度,近乎是空的.导致该结果的原因可能是由于150~154aa的短肽仅含5个氨基酸,序列太短以致不能结合足够的RNA分子,可见核心蛋白C端的155~183aa区域对于颗粒的核酸包裹更为重要.     

利用~1H-NMR模拟谱研究三核苷酸A3′P(CH_3)5′A3′P(CH_3)5′A的构象性质

根据Altona等人的方法.利用~1H—NMR模拟谱分析了A3′P(CH_3)5A3′P(CH_3)5′A的三种非对映异构体:a、b和C的构象状态.发现:在室温下三个核糖环都是S型构象占优势(X_N≤0.44),而且随温度升高S型构象成分增多;两个二核苷酸片段-PAPA和APAP-的磷酸骨架扭角分别与A3′P(CH_3)5′A两种异构体a或b数值接近.差值约5°左右;二核苷酸片段中核糖环的重叠程度与手性磷原子的构型有关、R构型比S构型的核糖环重叠程度小;从而推测,A3′P(CH_3)5′A3′P(CH_3)5′A各种非对映异构体的稳定性为RR>RS.SR>SS,与化学合成中所见相符合.     

粘质赛氏菌胞外蛋白酶的氨基酸组成、N端序列及其部分性质

终浓度为５ｍｍｏｌ／Ｌ的ＥＤＴＡ可彻底抑制粘质赛氏菌４１００３（２）胞外蛋白酶活力,而Ｃａ２＋可以回复部分酶活力,表明Ｃａ２＋为酶活力所必需;Ｚｎ２＋、Ｍｎ２＋、Ｆｅ２＋等金属离子对酶具有不同程度的抑制作用;５－磷酸吡哆醛及对甲氧基苯甲醛对酶具有明显的激活作用;以酪蛋白为底物,采用双倒数法求得酶的Ｋｍ值为６．６７ｍｇｍｌ－１;Ｎ,Ｎ－二甲基酪蛋白也是酶的理想底物;经酸水解,测定出酶的氨基酸组成;利用蛋白质自动分析仪测定了酶的Ｎ端９个氨基酸序列．比较来源不同的粘质赛氏菌胞外蛋白酶的Ｎ端序列,发现它们之间存在一定程度的同源性,并且存在特定的通读结构Ａｌａ…Ａｓｐ…Ｇｌｙ．     

秦岭典型林分土壤活性有机碳及碳储量垂直分布特征

采用野外调查结合室内分析的方法,2013年8月分析了秦岭典型林分锐齿栎(马头滩林区,Ⅰ)、油松(Ⅱ)、华山松(Ⅲ)、松栎混交林(Ⅳ)、云杉(Ⅴ)、锐齿栎(辛家山林区,Ⅵ)土壤剖面上活性有机碳及碳储量的分布规律.结果表明: 研究区各林分土壤的有机碳、微生物生物量碳、水溶性碳、易氧化态碳含量均随着土层深度的增加而不断减小;在整个土壤剖面(0～60 cm)上,云杉和松栎混交林的土壤有机碳和水溶性碳含量明显高于其余林分,不同林分的土壤有机碳和水溶性碳含量的平均值大小均为Ⅴ＞Ⅳ＞Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅵ;各林分不同土层的微生物生物量碳在71.25～710.05 mg·kg^-1,不同林分的土壤微生物生物量碳大小依次为Ⅰ＞Ⅴ＞Ⅳ＞Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅵ;整个土壤剖面上,松栎混交林的土壤易氧化态碳含量降幅最大,不同林分土壤易氧化态碳含量的平均值大小为Ⅳ＞Ⅴ＞Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅵ.3种活性有机碳占有机碳的比例在不同林分类型中没有表现出一致的规律性.各林分0～60 cm土层的有机碳储量大小为Ⅴ＞Ⅰ＞Ⅳ＞Ⅲ＞Ⅵ＞Ⅱ.各林分的土壤微生物生物量碳、水溶性碳、易氧化态碳两两之间均表现为极显著相关,各林分的土壤微生物生物量碳、水溶性碳、易氧化态碳与土壤有机碳、全氮之间的相关性均表现为显著或极显著水平,与碳氮比、pH、土壤水分、土壤容重的相关关系不显著.     

陕北沙地3种典型灌木根木质部解剖结构及水力特性

比较了陕北沙地沙柳、柠条和沙棘3种典型灌木不同土壤深度(0～20和30～50 cm)根木质部解剖结构和水力特性.结果表明： 沙柳具有较高的叶水势,根木质部导管平均最大直径(d_max)、平均最小直径(d_min)、平均导管面积(A_lum)以及导管面积占木质部面积比例(A_ves/A_xyl)显著高于柠条和沙棘,根导管密度(VD)与沙棘相当但显著高于柠条;沙柳根的比导水率分别为柠条和沙棘的5.0和2.8倍;沙柳根栓塞脆弱性指数与柠条根相当,但显著高于沙棘根.表明沙柳属耗水型水分利用策略,而柠条和沙棘属节水型水分利用策略,且柠条更耐旱.3种灌木在2个土层深度的d_max、d_min和A_lum无显著差异,但30～50 cm土层根VD和A_ves/A_xyl显著高于表层;30～50 cm土层根比导水率显著高于表层根,但脆弱性指数小于表层根,深层根具有高的水分传输效率和低的水力脆弱性.     

The structure of a binary complex between a mammalian mevalonate kinase and ATP: insights into the reaction mechanism and human inherited disease

Mevalonate kinase catalyzes the ATP-dependent phosphorylation of mevalonic acid to form mevalonate 5-phosphate, a key intermediate in the pathways of isoprenoids and sterols. Deficiency in mevalonate kinase activity has been linked to mevalonic aciduria and hyperimmunoglobulinemia D/periodic fever syndrome (HIDS). The crystal structure of rat mevalonate kinase in complex with MgATP has been determined at 2.4-A resolution. Each monomer of this dimeric protein is composed of two domains with its active site located at the domain interface. The enzyme-bound ATP adopts an anti conformation, in contrast to the syn conformation reported for Methanococcus jannaschii homoserine kinase. The Mg(2+) ion is coordinated to both beta- and gamma-phosphates of ATP and side chains of Glu(193) and Ser(146). Asp(204) is making a salt bridge with Lys(13), which in turn interacts with the gamma-phosphate. A model of mevalonic acid can be placed near the gamma-phosphoryl group of ATP; thus, the C5 hydroxyl is located within 4 A from Asp(204), Lys(13), and the gamma-phosphoryl of ATP. This arrangement of residues strongly suggests: 1) Asp(204) abstracts the proton from C5 hydroxyl of mevalonate; 2) the penta-coordinated gamma-phosphoryl group may be stabilized by Mg(2+), Lys(13), and Glu(193); and 3) Lys(13) is likely to influence the pK(a) of the C5 hydroxyl of the substrate. V377I and I268T are the most common mutations found in patients with HIDS. Val(377) is located over 18 A away from the active site and a conservative replacement with Ile is unlikely to yield an inactive or unstable protein. Ile-268 is located at the dimer interface, and its Thr substitution may disrupt dimer formation.     

川西亚高山3个优势树种不同径级根系分解特征

采用埋袋法对川西亚高山3个优势树种(岷江冷杉、粗枝云杉和红桦)细根(≤2 mm)、中根(2～5 mm)和粗根(≥5 mm)质量损失率及碳(C)、氮(N)、磷(P)在经历生长季和非生长季之后释放特征进行研究.结果表明： 红桦质量残留率低于岷江冷杉和粗枝云杉.同一树种,质量残留率总体上随根系径级增加而增加.非生长季的质量损失率占全年质量损失率的52.1%～64.4%.红桦C释放率最高,岷江冷杉最低,且随根系直径的增粗,C释放率降低.岷江冷杉和粗枝云杉N释放模式为非生长季富集、生长季释放,而红桦反之.富集期间,径级越大,富集量越多.3个树种各径级根系P动态在非生长季和生长季皆表现为富集-释放模式,且岷江冷杉P富集程度显著高于粗枝云杉和红桦,但各径级之间差异总体不显著.根系径级对川西亚高山森林根系分解具有显著影响,而径级影响与树种和分解时期有一定关系.     

杉木采伐迹地造林树种转变对土壤可溶性有机质的影响

以二代杉木林采伐迹地上营造的19年生米老排与杉木人工林为对象,采用冷水、热水和2 mol·L^-1 KCl溶液提取0～5、5～10和10～20 cm层土壤中的可溶性有机碳(DOC)和有机氮(DON),研究造林树种转变对土壤可溶性有机质的影响.结果表明: 造林树种转变对林地土壤DOC和DON库有显著影响.米老排人工林土壤中用冷水、热水和KCl溶液浸提的DOC含量均显著高于杉木人工林,0～5和5～10 cm层土壤中用冷水和热水浸提的DON含量显著高于杉木林.不同方法浸提的DOC和DON含量大小顺序均为KCl>热水>冷水.在0～5 cm土层,米老排人工林土壤微生物生物量碳(MBC)含量比杉木林高76.3%.相关分析结果显示,热水浸提的DOC和DON与土壤MBC之间均呈显著正相关.不同树种人工林间土壤可溶性有机质的差异主要与凋落物输入的数量和质量有关.在杉木采伐迹地上营造米老排,能够明显改善土壤肥力.     

芽殖酵母和裂殖酵母中异染色质形成机制

芽殖酵母(Saccharomyces cerevisiae)和裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)是用来研究异染色质形成、细胞周期、DNA复制等重要细胞功能的理想单细胞真核生物.本文主要介绍这2种酵母中异染色质形成的机制.异染色质是一种抑制基因转录和DNA重组的特殊染色质结构.尽管在芽殖酵母和裂殖酵母中异染色质形成都需要组蛋白修饰,但异染色质建立的机制不同.在芽殖酵母中参与异染色质形成的主要蛋白是Sir1-4蛋白（其中Sir2为组蛋白H3去乙酰化酶）,而组蛋白H3赖氨酸9甲基化酶Clr4和异染色质蛋白Swi6在裂殖酵母异染色质形成中起关键的作用.在这两个酵母中,参与异染色质形成的组蛋白修饰蛋白由DNA结合蛋白招募到异染色质.此外,裂殖酵母也利用RNA干扰系统招募组蛋白修饰蛋白.     

水稻二化螟内共生菌杀雄菌属和沃尔巴克氏体的检测与分析

应用杀雄菌属(Arsenophonus)23S rDNA基因和沃尔巴克氏体(Wolbachia) wsp基因的特异引物,通过PCR扩增的方法对我国20个水稻二化螟地理种群感染两类内共生菌的情况进行了检测.结果表明: 我国水稻二化螟不同地理种群的Arsenophonus和Wolbachia感染率不一致,哈尔滨、惠水、吉林、南阳和扬州5个地理种群的Arsenophonus感染率为5.0%～50.0%;汉中、南宁和扬州3个地理种群的Wolbachia感染率为25.0%～40.0%,其他地理种群中没有检测到这两种共生菌的存在.水稻二化螟不同地理种群感染的Arsenophonus 23S rDNA基因序列完全一致,将该基因株型命名为csArs.但所检测到的Wolbachia wsp基因序列不一致,分别为wChisup1、wChisup5和wChisup6,其中wChisup1属于A群,其他属于B群.这说明水稻二化螟感染的Arsenophonus为同一株型,而感染的Wolbachia株型较为复杂.通过构建系统发育树发现,水稻二化螟体内的Arsenophonus23S rDNA基因和Wolbachia wsp基因与其他物种体内相关序列完全一致或高度相似.     

土地利用类型对千烟洲森林土壤碳矿化及其温度敏感性的影响

土壤有机质分解是陆地生态系统碳循环的重要环节,它不仅受温度和水分的影响,还对土地利用变化十分敏感.以中国科学院千烟洲生态试验站的柑橘园和湿地松人工林为对象,研究不同土地利用类型、温度(5、10、15、20和25 ℃)和水分(30%、60%和90%饱和含水量)对土壤碳矿化及其温度敏感性的影响.结果表明： 土地利用类型、温度和水分对土壤碳矿化都具有显著影响,且各因素间存在显著的交互效应.柑橘园和湿地松人工林土壤碳矿化速率均与温度呈正相关,60%饱和含水量处理下土壤碳矿化速率最高.在相同的温度和水分处理下,柑橘园土壤碳矿化量显著高于湿地松林.土地利用类型和水分对土壤碳矿化温度敏感性(Q₁₀)具有显著影响.培养7和42 d,土壤碳矿化的温度敏感性随水分升高而上升;柑橘园温度敏感性高于湿地松林,且水分越高差异越明显.包含温度和水分的双因素模型可以很好地模拟土壤碳矿化对温度和水分的响应,温度和水分共同解释土壤碳矿化变异的79.9%～91.9%.     

Type I beta-turn conformation is important for biological activity of the melanocyte-stimulating hormone analogues.

In order to define which structure of alpha-melanocyte-stimulating hormone (MSH) analogues plays a critical role for ligand-receptor interaction and selectivity, we analysed receptor-binding and cAMP-generating activity in Chinese hamster ovary cell lines stably transfected with rMC3R and hMC4R, as well as the NMR structures of chemically synthesized alpha-MSH analogues. Compared with [Ahx4]alpha-MSH, the linear MTII designated as alpha-MSH-ND revealed a preference for the MC4R, whereas its IC50 and EC50 values were comparable to those of MTII reported previously. Truncation of Ahx4 and Asp5 of alpha-MSH-ND remarkably decreased the receptor-binding and cAMP-generating activity. Meanwhile, maximum cAMP-generating activity was observed at a higher concentration (10(-5) M) of alpha-MSH-ND(6-10), and MC4R preference was changed into MC3R preference. In contrast, [Gln6]alpha-MSH-ND(6-10) lost its cAMP-generating activity almost completely, even though it bound to both receptors. Whereas the solution conformation of alpha-MSH-ND revealed a stable type I beta-turn structure, [Gln6]alpha-MSH-ND(6-10) revealed a tight gamma-turn composed of Gln6-D-Phe7-Arg8. Replacement of the His6 residue of alpha-MSH-ND by Gln, Asn, Arg or Lys decreased not only the receptor binding, but also the cAMP-generating activity in both the MC3R and the MC4R. The structure of [Gln6]alpha-MSH-ND exhibited a stable type I' beta-turn comprising Asp5, Gln6, D-Phe7 and Arg8. [Lys6]alpha-MSH-ND showed a greatly reduced binding affinity and cAMP-generating activity with the loss of MC4R selectivity. In NMR studies, [Lys6]alpha-MSH-ND also demonstrated a gamma-turn conformation around Lys6-DPhe7-Arg8. From the above results, we conclude that a type I beta-turn conformation comprising the residues Asp5-His6-(D-Phe7)-Arg8 was important for receptor binding and activation, as well as the selectivity of MSH analogues.