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。     

高分辨率高精度蛋白质晶体结构

自从六十年代初期应用X射线晶体衍射方法测定第一个蛋白质(肌红蛋白)的三维结构以来,我们关于蛋白质三维结构的知识已有了相当的积累.截止86年7月的统计,已有286个蛋白质分子的原子坐标存入国际蛋白质数据库.以此为基础,一些重要生命活动的结构机理已经在三维水平上得到精细阐明(参见),一个由分子生物学和X射线晶体学结合形成的新领域——蛋白质晶体学,应运而生.二十多年来,这一领域的发展已经历了二个阶段.第一阶段大体从六十年代初到七十年代中期,在这期间,分析方法和技术从突破发展到成熟和实用,并有近40个蛋白质结构测定出来,使我们获得了蛋白质结构知识的面面观.     

R－藻红蛋白──金（AUC4）和汞（PCMS）重原子衍生物的制备和分析

在获得适合Ｘ射线衍射分析用的Ｒ－藻红蛋白单晶体的基础上,用重原子浸泡法,将晶体浸入含重金属金和汞的０．０５ｍｏｌ／Ｌ磷酸钠－硫酸铵的母液内,经对晶体衍射点强度的分析。找出有明显变化的重原子衍生物。最终得到了与Ｒ－藻红蛋白晶体同晶型的含金和汞的两种重原子衍生物。用面探测仪分别惧了这两种重原子衍生物的衍射数据。通过差值Ｐａｔｔｅｒｓｏｎ图分析,分别确定了重金属金和汞的位置,经对重原子位置参数精化化,给     

Al-(L-丙氨酸)胰岛素晶体学研究

应用微量过饱和静置法在含柠檬酸钠和氯化钠的晶体生长体系中得到适合Ｘ射线衍射分析用的Ａｌ－（Ｌ－丙氯酸）胰岛素单晶体。晶体属于三方晶系,空间群为Ｒ３晶体衍射分辨率可达１．８Ａ以上。晶胞参数：ａＨ＝８０．８９Ａ,ｂＨ＝８０．８９Ａ,ｃＨ＝３７＼６４Ａ,α＝β＝９０°,γ＝１２０°。每个结晶学不对称单位含有两个Ａｌ－（Ｌ－丙氨酸）胰岛素分子。     

0.21nm分辨率BO-(L-精氨酸)牛胰岛素晶体结构研究

应用差值Fourier技术,立体化学最小二乘技术和XPLOR程序并辅以电子密度图的人工拟合,以三方二锌猪胰岛素模型为起点,解析了0.21nm分辨率BO-(L-精氨酸)牛胰岛素的晶体结构,最终R因子为18.2%,与标准键长与键角的均方根偏差分别为0.0022nm和 4.3°.从电子密度图与模型的拟合来看,独立区两个分子中B链N端加长的L-精氨酸清晰可见.相对于三方二锌猪胰岛素分子,B链N端晶体学微环境发生了变化.     

多管藻中R－藻蓝蛋自的分离、结晶和初步晶体学研究

从青岛采集的多管藻（Ｐｏｌｙｓｉｐｈｏｎｉａｕｒｃｅｏｌａｔａ）中分离得到的Ｒ－藻蓝蛋白,在ｐＨ＝７．０的０．０５ｍｏｌ／Ｌ磷酸盐－硫酸铵缓冲液中,使用悬滴气相扩散法获得适合Ｘ光衍射分析用单晶。经Ｂｕｅｒｇｅｒ徘循照相和ＸＲＤ—１００面探测仪分析,Ｒ－藻蓝蛋白晶体属于四方晶系,空间群为Ｐ４１（３）２１２,晶胞参数：ａ＝ｂ＝１３７．５ｃ＝２１８．５α＝β＝γ＝９０°。用等比重梯度柱法测定了晶体和母液的比重分别为１．１９和１．０９。根据分子量与晶胞体积估算,一个不对称单位含有一个分子,推测它的分子聚集态形式为（αβ）３。     

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。     

中国生物物理学和结构生物学的栋梁之才——首届“贝时璋奖”获奖者梁栋材院士

2009年,在第九届全国生物物理学大会上,当宣布将首届贝时璋奖授予著名生物物理学家、著名结构生物学家梁栋材院士时,经久不息的热烈掌声传送着全     

B链N端去二肽(B1～2)C端去五肽(B26～30)胰岛素晶体结构的分子置换法研究

以B链羧端去五肽胰岛素(DPI)结构为模型,应用分子置换法对B链N端去二肽(B1～2)C端去五肽(B26～30)胰岛素(DesB1～2DPI)晶体结构进行了研究.DesB1～2DPI晶体单位晶胞中每个结晶学不对称单位包含1个DesB1～2DPI分子.交叉旋转函数和平移函数搜索均找到了明显突出的峰,确定了DesB1～2DPI分子在晶胞中的取向和位置.进一步的三维模型重建和结构精化结果巩固了DesB1～2DPI的分子置换法研究的正确性.