蛋白质分子立体化学的自动分析——Ⅲ.原子环境分析

这是关于蛋白质分子立体化学自动分析方法报道的第三篇,介绍自动分析原子环境的方法和应用于胰岛素结构所得到的一些结果。现在建立的程序具有多种功能,可以分别给出分子的全部内环境,单纯极性基团的环境,任一氨基酸的环境,以及任意原子基团的环境,还可以单独给出各氨基酸残基的C~α原子之间的距离,作为结构域辨识的参考。对胰岛素分子的计算结果发现,蛋白质分子存在大量弱相互作用,它们对蛋白质的结构和功能都十分重要。     

结构生物学研究在中国

1970年代初期,中国科学工作者测定了亚洲地区第一个蛋白质晶体结构——猪胰岛素三方二锌晶体结构,成为中国结构生物学历史发展的起点.进入新世纪,该学科领域已进入国际前沿,展现出快速发展态势,正在迎来发展新时期.本篇评述包含"历史发展","现代化实验设施建设"和"深入生命世界,走进国际前沿——近年代表性研究成果集萃"三个主题节段,以较全视野反映结构生物学研究在中国的发展历程.     

大肠杆菌冷休克蛋白CspC的分离纯化及部分性质测定

经Sepharose Q Fast Flow阴离子交换层析和Superdex 30凝胶过滤层析,从大肠杆菌（Escherichia coli）细胞内分离纯化了一种小分子蛋白质，SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)纯度鉴定为单一条带，经质谱分析、N端测序、同源序列比较，确定该蛋白质为大肠杆菌冷休克蛋白CspC.在此基础上，用圆二色光谱测定了其二级结构含量，初步探索了其热稳定性及与单链DNA结合后的构象变化.     

一种东亚钳蝎碱性神经毒素的纯化和初步晶体学研究

经ＳｅｐｈａｄｅｘＧ－５０和ＳＰ－ＳｅｐｈａｄｅｘＣ－２５两次柱层析,从河南淅川马氏钳蝎毒素中分得一种碱性神经毒素ＢｍＫＭＩ８．等电聚焦和ＳＤＳ电泳显示单一组分,其ｐＩ为９．１,Ｍｒ为７１００．毒性测试结果表明,该组分对小白鼠有较强的毒性,对昆虫也有一定的毒性,已获得该毒素的两种晶型的大单晶,并测定其空间群为Ｐ２＿１２＿１２＿１,晶胞参数为：ＢｍＫＭＩ８－Ａ：ａ＝３６．７,ｂ＝２６．６,ｃ＝５２．０,ＢｍＫＭＩ８－Ｂ：ａ＝３６．６４Ａ,ｂ＝３７．３１,ｃ＝３７．９５,已收集了ＢｍＫＭＩ８－Ｂ分辨率为１．７４的Ｘ射线单晶衍射数据。     

结构生物学研究的一些新进展

近年来,结构生物学的发展呈现出快速增长的新态势.精确测定的生物大分子结构以指数曲线增加,速率已达到5.1个/d.截止1998年4月的统计,已从PDB库释放出来的生物大分子原子坐标套数已达7 454.同时,以精确结构知识为基础揭示生命活动的规律已达到前所未有的深度和广度.在技术和方法方面,近年来第三代同步辐射的应用与一些新方法的结合,可用极小的晶体测定极大的结构,使某些膜蛋白及亚细胞器的精确结构测定成为可能.NMR溶液结构测定的分子质量已突破35 000,电子晶体学阐释结构的分辨率已接近0.3 nm,可探测的动态过程的时间尺度已达到10^－9 s.结构生物学与基因组学的结合正在产生一个新的科学领域：结构基因组学（structural genomics）,它在未来后基因组时代的生物学中占有重要地位.     

具有中等毒性的马氏钳蝎神经毒素的纯化和初步晶体学研究

运用柱层析技术对产自淅川和常德的马氏钳蝎毒素进行分离纯化,得到８种哺乳动物神经毒素。运用制备型等电聚焦电泳技术,对常德样品中具有中等毒性的蝎神经毒素（ＢｍＫ５）进一步纯化,获得了高纯度样品。两个产地的蝎毒素ＢｍＫ５均已经成功地获得了大晶体。空间群均为Ｐ２１２１２１,晶胞参数分别为：ａ＝３８．４６埃,ｂ＝３７．２８埃,ｃ＝３６．９７埃（淅川）;ａ＝３８．４４埃,ｂ＝３７．５５埃,ｃ＝３６．８３埃（常德）。对两个产地的晶体分别收集了２．１埃（淅川）和１．６２埃（常德）分辨率的衍射数据。     

琥珀酸细胞色素c还原酶系中细胞色素b的多相氧化还原反应

呼吸链中从泛醌到细胞色素c一段一向受到人们的重视。尤其是细胞色素b的动力学行为,虽然文献上报道很多但结果却不一致。早在工929年Keilin就已经观察到细胞色素b的氧化还原速度比细胞色素系统其它组份都慢一些。1952年Chance也观察到这一现象。但他发现在不具氧化磷酸化能力的制剂中细胞色素b的还原速度才比c_1或c慢,而在具有氧化磷酸化能力的制剂中细胞色素b的还原速度并不比c_1慢。于是他认为也许是磷酸化系统受到损害而影响到细胞色素b的还原速度。Chance还发现b的还原在动力学上是快慢两相。后来有一些作者也都报道了b的两相还原现象。     

蛋白质分子立体化学的自动分析——Ⅰ.基本结构化学参数分析

研究建立了一套快速而准确地获取蛋白质分子立体化学信息的方法,并用BCY-O13算法语言在国产O13大型计算机上建立了相应的计算程序。这套方法和程序以X-射线结构分析或其他方法(如计算机模拟)提供的蛋白质原子坐标为基础,可连续计算所有共价键合的原子间的键长、键角及其与标准结构的偏差,自动分析主链、侧链的构象,按要求灵活自如地给出准确的分子内环境。所有计算结果都以带名字的直观形式输出,输入要求也极为简便。程序建立了20种常见氨基酸的库,因而适用于所有天然蛋白质。不用繁杂的原子连接表,只需氨基酸顺序就可进行完整的计算,这是本方法的特点和优点。方法和程序已用于胰岛素分子的计算分析,获得了预期结果。本文是该项工作的第一篇报道,介绍基本结构化学参数的分析。     

蛋白质分子立体化学的自动分析——Ⅱ.构象分析

这是关于蛋白质分子立体化学自动分析方法报道的第二篇,介绍用扭角来定量描述蛋白质分子的构象,以及从原子坐标自动计算构象角的方法和程序。