睫状神经营养因子突变体的设计及活性分析

利用计算机分子模拟系统模建了CNTFRα的三维结构,并对CNTF与CNTFRα结合的关键部位进行分析,同时综合了同源比较的结果及CNTF分子自身的特点,设计了2个CNTF的突变体A和B.表达纯化后得到目的蛋白,TF-1细胞增殖实验的结果表明,2个突变体蛋白的比活性均达到106U/mg的水平,且A的活性大于B的活性.上述结果初步表明设计的合理性,为其进一步的开发和应用奠定了基础.     

枯草杆菌蛋白酶E的分子动力学模拟和随机动力学模拟

在同源蛋白质序列比较的基础上;利用毕汝昌小组计算机图象系统得到的粗结构,作了能量极小化,分子动力学模拟,随机动力学模拟,得到了枯草杆菌蛋白酶的空间结构.并将该结构与已知同源蛋白质的空间结构进行了比较.     

去七肽胰岛素的分子动力学研究

本文用分子动力学的方法对去七肽胰岛素(DHPI)分子的构象进行了研究,首先用分子动力学方法对晶体胰岛素分子的构象能进行了优化,然后除去B链C端的最后七个残基(B24—B30),做分子动力学模拟,得到了DHPI的平衡构象和均方差波动。胰岛素分子的X射线晶体衍射结构和能量优化构象之间的均方根偏差为0.1;所得DHPI构象和胰岛素能量优化构象间C原子间的均方根偏差为1.8。变化最大的区域是A8—A10,A18—A21,B1—B41和B18—B23。     

肺炎链球菌双组份系统中的组氨酸激酶(YycG)的同源模建与分析

对肺炎链球菌双组份系统中的组氨酸激酶YycG进行同源模建, 并分析其与底物ADP的相互作用, 为寻找特异性的激酶抑制剂提供了理论依据。采用同源模建的方法构建YycG蛋白的三维结构, 并用ProCheck、Profile_3D软件对此结构模型的合理性进行验证; 用Autodock4.0软件将结构模型与ADP进行自动对接, 分析二者之间的相互作用。序列比对结果显示肺炎链球菌YycG蛋白与Thermotoga maritima X-ray晶体结构序列的同一性达33%; YycG模建后的结构与模板能很好的叠合; 在活性口袋处的保守的氨基酸残基Asn145、Asn149、Lys152以及口袋内部的疏水残基在结合、水解底物ADP的过程中发挥重要作用。组氨酸激酶YycG的模建合理, 该结构模型可作为设计抗菌药的研究起点。     

苏云金芽孢杆菌Ⅳ型抗癌晶体蛋白的分子模建

通过同源建模得到了抗癌晶体蛋白Parasporin-4的初始三维结构,利用分子动力学的方法对初始三维结构进行优化,同时分析了模建分子的结构,最后利用Ramachandran plot,结构匹配等方法对模型进行评价。结果显示得到的Parasporin-4结构是具有三个结构域,蛋白模型分子中的键长、键角以及二面角的分布合理,与模版蛋白的主链a碳原子的均方根差RMSD值为0．547742,在合理范围之内,表明Parasporin-4蛋白模型良好。研究结果为抗癌晶体蛋白的抗癌的分子机制及其定向改造提供了结构信息。     

人肽抗生素hPAB—β分子的同源模建及其突变体设计

从人体基因组中克隆了一个编码肽抗生素样的基因。按基因编码产物的氨基酸序列 ,化学合成目的产物 ,经药物敏感测定法证实产物具有杀菌活性。旨在通过同源模建的方法 ,构建肽抗生素hPAB β的突变体分子 ,希望获得肽链更短 ,但生物活性不降低甚至更强的突变体。方法是在序列比较的基础上 ,利用同源分子对目的肽抗生素hPAB β进行同源模建 ,在此模型上 ,删除某些氨基酸后观察目的分子立体结构模型改变情况 ,从而确定突变体分子结构。同源模建结果表明hPAB β由一个α螺旋和 3个 β片层构成 ,二级结构保守 ;具有两亲性结构 ,推测与目的肽进…     

M1毒蕈碱乙酰胆碱受体同源建模模板的选取及验证

目的:探讨不同同源模板所获得M1毒蕈碱乙酰胆碱受体模型的合理性及可靠性。方法:以牛视紫红素受体、人源β2-肾上腺素受体、M2胆碱受体和M3胆碱受体为模板,分别对M1胆碱受体进行同源建模;采用分子对接获得各M1胆碱受体同源模板与配体的互作模式,并与已报道的M胆碱受体晶体结构进行静态比对,得到最佳M1胆碱受体同源模板;采用分子动力学模拟分析配体与关键残基距离的变化,对M1胆碱受体同源模板进行动态验证。结果:M2胆碱受体与M1胆碱受体的序列相似度较高,为67.9%;以Inactive M2胆碱受体为模板构建的M1胆碱受体(M1R_(inactive-M2R))与其他晶体结构间RMSD值的均值最低,为1.39;M1R_(inactive-M2R)别构位点K392及E397残基侧链与结合口袋距离更近,与配体结合构象更匹配;分子对接结果显示,双位点别构激动剂VU0184670与M1R_(inactive-M2R)别构结合位点Y85、Y381的距离分别为4.8、6.8,优于其他模型;分子动力学模拟后,配体与Q177残基的距离由7.4降至2.9,提示配体VU0184670向Q177方向偏转,与文献结果一致。结论:以Inactive M2受体结构为模板构建的M1胆碱受体模型最为合理,更接近M1胆碱受体的晶体结构。本研究为M1胆碱受体药物开发提供重要工具,为其他GPCRs受体同源建模提供创新范式。     

云南切梢小蠹气味结合蛋白的同源模建

【目的】为了研究云南切梢小蠹Tomicus yunnanensis气味结合蛋白(Odorant binding proteins,OBPs)参与其嗅觉识别过程的机理奠定基础,本文对云南切梢小蠹OBP进行了同源模建及评价分析。【方法】采用同源模建方法构建了云南切梢小蠹OBP的三维结构,并利用Procheck、Verify_3D和ERRAT等方法评估了构建模型的可靠性。【结果】对优化后的模建蛋白的结果分析发现,序列中有6个保守的半胱氨酸位点,具有气味结合蛋白的典型特征,并且Procheck、Verify_3D和ERRAT对模型的评价分数较高,结构具有很高的可能性。【结论】基于已知的同源蛋白结构信息和模建蛋白的一级序列信息,预测序列已知但结构未知的蛋白空间结构,为今后研究该云南切梢小蠹气味结合蛋白的功能结构域奠定基础。     

白色念珠菌羊毛甾醇14α-去甲基化酶三维结构分子模型研究

基于四种原核细胞色素Ｐ４５０晶体蛋白Ｐ４５０ＢＭ３、Ｐ４５０ｃａｍ、Ｐ４５０ｔｅｒｐ、Ｐ４５０ｅｒｙＦ模建白色念珠菌羊毛甾醇１４α－去甲基化酶三维结构。序列匹配采用四种晶体结构比较结果基础之上提出的细胞色素Ｐ４５０超家族蛋白基于结构知识的序列匹配方法。以Ｐ４５０ＢＭ３晶体结构坐标模建目标蛋白结构保守区主链结构,结构保守区侧链构象来源于四种晶体蛋白与模建蛋白对应残基同源性得分最高残基构象。模建结果用分子力学和分子动力学进行结构优化,模建结果蛋白采用Ｐｒｏｆｉｌｅ－３Ｄ图、Ｒａｍａｃｈａｎｄｒａｎ图和疏水图分析确证结构的合理性。并根据模型推测与血红素辅基相互作用的残基、与氧化还原偶联蛋白作用和参与电子传递的残基、底物进出通道和活性位点的残基。这些研究结果为定点突变研究、抗多肽抗体结合实验等提供理论依据,为高效低毒抗真菌药物合理设计提供靶标。     

MAPK/ERK kinase 2(MEK2)的全长三维结构

作为一种枢纽性的信号通路, Ras/Raf/MEK/ERK级联可被众多细胞外刺激激活, 进而将不同刺激信号传递到不同的底物分子. 其中MEK分子只有MEK1和MEK2两种, 它们如何介导众多信号, 一直是人们感兴趣的问题. 但由于技术局限, 一直难以得到MEK分子的完整三维结构, 限制了对此复杂机理分子水平上的研究. 利用同源模建与分子动力学模拟相结合, 构建了MEK2分子的完整结构, 并研究了其分子动力学特性. 结果显示, MEK2的N端部分具有非常高的柔性, 富脯氨酸环区和C端也具有相当的柔性. 这些结构特性提示, 对于不同的上游信号, MEK2有可能以相应的不同构象与ERK和/或其他上下游蛋白作用, 从而导致相应不同的下游效应.     

基于“天河二号”的水产病原生物信息分析平台构建及其在水产病原分析中的应用

作为生命科学的关键组成,生物信息学已被广泛地应用于基因组学、转录组学和蛋白质组学中。然而,生物信息分析平台的构建需要高性能计算机而非普通的个人电脑,从而极大地限制了生物信息学在水产科学中的应用。本研究基于“天河二号”超级计算机,构建了水产病原生物信息分析平台。该平台由基因组与转录组测序数据分析、蛋白质结构预测和分子动力学模拟3个功能模块组成。为了验证该平台的实用性,以水生动物病原微生物为例进行了生物信息学分析。通过Blast检索、GO和InterPro注释,鉴定了约氏黄杆菌(Flavobacterium johnsoniae)M168株的功能基因并对其进行了注释。通过同源模建,构建了草鱼呼肠孤病毒(Grass carp reovirus,GCRV)HZ-08的5个小节段的蛋白结构模型。对嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)外膜蛋白A进行了分子动力学模拟,并观察了平衡过程中系统温度、总能量、均方根偏差和环区构象的变化。以上结果均显示本研究成功建立了在“天河二号”超级计算机上运行的水产病原生物信息分析平台。此项研究将为其他学科生物信息分析平台的构建提供思路和线索。     

基于“天河二号”的水产病原生物信息分析平台构建及其在水产病原分析中的应用

作为生命科学的关键组成,生物信息学已被广泛地应用于基因组学、转录组学和蛋白质组学中。然而,生物信息分析平台的构建需要高性能计算机而非普通的个人电脑,从而极大地限制了生物信息学在水产科学中的应用。本研究基于"天河二号"超级计算机,构建了水产病原生物信息分析平台。该平台由基因组与转录组测序数据分析、蛋白质结构预测和分子动力学模拟3个功能模块组成。为了验证该平台的实用性,以水生动物病原微生物为例进行了生物信息学分析。通过Blast检索、GO和Inter Pro注释,鉴定了约氏黄杆菌(Flavobacterium johnsoniae)M168株的功能基因并对其进行了注释。通过同源模建,构建了草鱼呼肠孤病毒(Grass carp reovirus,GCRV)HZ-08的5个小节段的蛋白结构模型。对嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)外膜蛋白A进行了分子动力学模拟,并观察了平衡过程中系统温度、总能量、均方根偏差和环区构象的变化。以上结果均显示本研究成功建立了在"天河二号"超级计算机上运行的水产病原生物信息分析平台。此项研究将为其他学科生物信息分析平台的构建提供思路和线索。     

米曲霉木糖醇脱氢酶的分子模建与对接

[目的]研究米曲霉木糖醇脱氢酶基因的结构与功能.[方法]克隆测序来源于米曲霉的木糖醇脱氢酶(XDH)基因,利用Swiss-MODEL和Modeller对XDH进行三级结构模建,通过PROCHECK和Prosa2003对得到的4个目标模型进行评价,从中得到一个最佳模型.在同源建模的基础上,通过分子对接软件MolsoftICM-Pro,对辅因子进行对接,预测了XDH与NAD+、Zn2+作用的相关残基.寻找底物木糖醇与XDH结合的可能活性口袋,用Molsoft模拟XDH与木糖醇的对接,预测了酶与底物作用的关键氨基酸残基.[结果]结构分析显示,米曲霉XDH含有醇脱氢酶家族锌指纹结构和典型醇脱氢酶Rossmann折叠的辅酶结合域,属于Medium-chain脱氢酶(MDR)家族.通过对接研究,预测了XDH与NAD+之间形成氢键的氨基酸有Asp206、Arg211、Ser255、Ser301和Arg303,这些氨基酸位于结合域,与Zn2+形成氢键的氨基酸有His72和Glu73,位于催化域,与天然底物木糖醇形成氢键的氨基酸有Ile46、Ile349、Lys350和Thr351,位于催化域.[结论]所得信息对XDH分子定向改造、拓展米曲霉工业应用范围有重要意义.     

膜联蛋白AnxB1序列缺失突变体的结构模建及活性分析

为获得低分子量、低免疫原性的膜联蛋白AnxB1的序列缺失突变体 ,以AnxB1C端的 4个内部同源结构域为基础 ,模拟构建了 4个突变体群 .利用同源模建的方法对各突变体进行结构模建和分子优化 ,最后选择 4个结构最为合理的突变体在大肠杆菌GST融合表达系统中表达 .结果显示 :GST M3和GST M4均表达出较强的抗凝血活性 ,且免疫原性也降低为原来的 1 2 ,为进一步构建兼具抗凝、溶栓双重功能的靶向性溶栓药物奠定了基础 .     

基于结构比较的蛋白质模建系统及其评估

对蛋白质三维结构的同源模建的所有关键模块作了详细研究后,现已整合成蛋白质结构模建的软件系统ＰＭＯＤＥＬＬＩＮＧ。它分主链模建和侧链安装两部分,共七个模块组成。经１１族同源蛋白的模建实验的回顾性检表明,与目前流行的商品软件相比,具有操作自动化,模建精度高和运行时间少的优点。文中还对蝮蛇蛇毒磷酯酶,细胞因子受体ＣＤ４０的配体ｇｐ３９,小鼠巨细胞蛋白酶和人白介素１３等至今未知结构的蛋白作了预测性模建。     

次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶突变体的基因构建、表达和性质

通过对我国嗜热菌Thermoanaerobactertengcongensis中次黄嘌呤 鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 (HGPRT)三维结构进行同源模建 ,设计出HGPRT的突变体K1 33A、K1 33S和K1 33T。用抗性筛选法 ,对HGPRT的基因进行了定点突变 ,并实现了在大肠杆菌中的高效表达。野生型HGPRT及其突变体K1 33A、K1 33S和K1 33T的催化动力学研究表明 ,HG PRT突变体改变并扩大了底物专一性 ,具有催化嘌呤类似物的活性。     

人白介素6与其受体结合特定结构域的预测

借助人白介素6的核磁共振构象, 以人生长因子受体为模板同源模建的人白介素6受体空间构象, 通过表观静电势分析, 结合空间构象的互补性对人白介素6与其受体进行分子对接, 在分子力学优化、分子动力学动态模拟的基础上获得稳定的复合物结构, 从理论上预测人白介素6与其受体相互作用的结构域, 进一步确定影响人白介素6与其受体相互作用的特定位点, 为确定靶蛋白人白介素6的活性部位、利用计算机寻找和辅助设计新的拮抗剂提供理论依据.     

基于联合残基力场的蛋白质能量优化

简述了蛋白质结构预测中存在的问题,主要介绍了蛋白质分子力场的一种模型即联合残基力场,然后利用这种模型对一种多肽和葡萄球菌蛋白的部分段进行试验,使它们的能量不同程度的得到了最小化,其中前者的初始能量为-71.50461kcal/mol,最小化后为-73.32767kcal/mol.     

第三届理论生物物理学术会议会议纪要

中国生物物理学会理论生物物理专业委员会于1992年11月1日—2日在上海生化所举行了第三届理论生物物理学术会议,内容是“蛋白质工程、基因组分析和非线性生物学”参加人数近四十人,其中大都是30岁以下的硕士和博士。宣读的论文已经与国际同行接轨,其主要贡献是:1.蛋白质结构联配-863项目已经制成BX“蛋白质结构联配软件”,从而可能实现远缘同源蛋白质的分子模建。至今的同源分子模建属于近缘同源模建。     

抗癌晶体蛋白Parasporin-2空间结构的研究

通过同源建模得到了抗癌晶体蛋白Parasporin-2(Cry46Aa1)活性区的初始三维结构,利用分子动力学方法对初始三维结构进行优化。为了评估模型的好坏,利用Ramachandran plot和结构匹配等方法对模型进行评价。结果显示,所得的Parasporin-2空间模型良好。比较了Cry46Aa1与Cry46Ab1这两种高度同源的抗癌晶体蛋白的空间结构,找出了其空间结构上的不同之处。通过大分子对接程序Hex4.5,模拟了Parasporin-2与受体GPI-瞄固蛋白(CD59)的相互作用。结果显示,Parasporin-2中参与对接的活性位点位于两个α-螺旋下方的凹槽内,而CD59中的四个loop倾向于插入该凹槽内。研究结果为Parasporin-2的抗癌机制研究及其理性改造奠定了基础。