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——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。     

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。     

蛋白质的二级结构预测——Chou和Fasman方法

蛋白质分子的一切高级结构,都由一级结构即氨基酸残基序列所包含的信息决定。多年来,由蛋白质的氨基酸序列预测二级结构的方法不下十几种。其中,Chou和Fasman的方法自1974年提出,至1978年修正、精化,已得到了很好结果,越益受到重视。此方法的突出优点是简便,无须计算机的复杂分析,就可预测出蛋白质的二级结构,准确性约为80％。目前蛋白质二级结构的测定,当然以X-晶体衍射结果最准确。Chou和Fasman方法正是基于晶体分析的结果,经统计得出的一整套数据     

通过分析来自Pyrococcus abyssi的腈水解酶中带电基团位置变化探讨蛋白耐热机制

蛋白含带电侧链基团的氨基酸的位置对蛋白质的热稳定性有很大的影响,目前,往往采用蛋白质结构模型"静态"分析这一影响。本文以1株耐热的腈水解酶作为研究对象,构建并异源表达了该酶,对其酶学性质进行初步分析。利用Discovery Studio对该酶进行同源建模,得到空间结构。将此空间结构利用Gromacs软件在不同温度下进行分子动力学(MD)模拟,使用Macrodox软件计算蛋白质所有带电氨基酸残基的包埋率与溶剂可接触性面积(SA),发现在不同温度下,部分氨基酸带电基团的SA值会发生显著变化。说明通过静态分析并不一定能够得到非常准确的结果,而应进行动态分析。     

蛋白质-核酸复合物界面氨基酸与核苷酸偏好性分析

蛋白质-核酸相互作用机制到目前还不是很清楚,尤其是蛋白质与RNA的相互作用。目前,可得到的蛋白质-核酸复合物结构数据不断增多,作者收集了Protein Data Bank数据库中所有的蛋白质-核酸复合物结构数据,对复合物中结合残基和结合核苷酸的偏好性进行了统计分析。发现：1）不同功能的蛋白质-核酸复合物间的结合残基数量存在显著差异;2）在蛋白 质-DNA和蛋白质-RNA复合物界面,碱性氨基酸都是最受欢迎的;3）氨基酸的极性大小及方向在决定它是否与RNA分子进行结合时起到重要的作用,同时发现氨基酸侧链形成的空间位阻会影响氨基酸残基与RNA分子的相互作用;4）随着定义结合残基距离阈值的增大,其氨基酸使用的特异性降低,而受欢迎与不受欢迎的氨基酸种类均没有变化。     

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。     

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。     

模式匹配分析方法检索免疫球蛋白样功能区

运用计算机进行核酸和蛋白质的序列分析是分子生物学研究的一个较新发展,这项技术已越来越多地用于研究大量积累的序列数据。蛋白质功能区是蛋白质分子中能独立折叠成具有一定结构并执行特定功能的结构域,所有具有同一类功能区的分子统称为一个蛋白质的超族(protein superfamily)。本文通过对免疫球蛋白(Ig)超族及其功能区序列所进行的分析,建立了一种根据功能区之保守片段残基组成的模式匹配分析检索蛋白质功能区的方法,它先根据多序列的对准比较确定某一类功能区之保守片段,再对已知的保守片段各位置上氨基酸残基组成进行统计分析,然后根据与统计数值相匹配的方法,计算待检序列残基组成的统计学意义,由此确定功能区的存在。该方法的优点在于它不仅可以检出已知的具有某一类功能区的分子,而且还可能发现新的具有该功能区的分子,从而推测后者的功能。     

在DNA序列上寻找蛋白质基因的计算机程序

测定DNA分子的核苷酸排列顺序的快速方法已经出现,在一个DNA分子的序列被阐明后,如何尽快地搞清分子上哪些区域是蛋白质的编码区将是一个重要的问题。近年内,Staden在这方面做了一些工作。程序介绍我们在TRS-80Ⅰ型微计算机上实现了一组从DNA分子的核苷酸顺序出发来预测蛋白质基因区的计算机程序。程序是用Basic语言写的,它能够把计算结果在WX4671型绘图仪     

DNA复制、转录及蛋白质生物合成的微机程序设计

核酸及蛋白质是现代生物研究的重点,是生物化学、分子遗传学、分子生物学等的主要内容。为了配合教学,开展微机应用,设计了DNA复制、转录及蛋白质生物合成的电子计算机程序。当输入一定的DNA(模板DNA,方向为3′→5′)序列时,通过此程序运行,可分别准确地打印出与模板DNA对应的DNA互补链(复制),特定核苷酸排列的mRNA链(转录)及其由特定氨基酸排列的多肽链(翻译)。     

蛋白质中原子与基团的可及性的一种新计算方法及其应用

实现了一种新的蛋白质中原子层次可及面积的计算方法－Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ模拟方法。计算了溶菌酶各个原子与功能基团的可及性,并应用于蛋白质结构和功能的研究中。使得对蛋白质性能的预测更准确,提供了一种对蛋白质结构和功能研究的新思路。     

一种研究蛋白质晶体中分子堆积的图形程序—PACKING

在蛋白质晶体结构研究中常需分析分子在晶胞内的堆积,本文介绍一种用于IRIS-4D计算机的图形软件,可显示分子在晶胞中的堆积图形、计算原子之间的距离和键角等,进行分子置换、模拟不同的分子堆积模型。     

PNAS:人工合成小蛋白提示癌症发生新线索

<正>近日,来自耶鲁大学的科学家们在国际学术期刊PNAS上发表了一项最新研究进展,他们通过化学合成的方法合成了一些简易蛋白分子,这些蛋白分子几乎不存在化学多样性,但仍然能够在调节细胞功能方面发挥特定作用。所有的生命都需要依赖蛋白质的功能,蛋白质的作用范围也非常广泛,目前已经知道这种功能多样性主要是由于成百上千的氨基酸形成特定序列,再经过蛋白质的加工和修饰过程形成特定的蛋白质结构实现的。这些氨基酸的侧链使得蛋白质呈现出巨大的化学多样性,更是形成众多     

胰岛素分子中的非螺旋氢键

以差值傅里叶技术对同晶置换途径测定的胰岛素结构进行精化后,用蛋白质分子内环境分析程序考查了胰岛素分子的非螺旋氢键。结果表明,几乎所有非螺旋氢键都集中分布在B链N端(B4～B6)和C端(B20—B26)伸展肽段,A链两段螺旋间的4肽(A9—A12)和C端5肽(A17—A21),及其之间。它们包括,A链和B链自身形成的氢键3对,A链与B链之间的氢键5对,侧链与主链间的氢键5对,以及分子间的氢键4对。它们对于胰岛素分子精细构象的形成和稳定,特别对于B链C端(B20—B26)肽段的特征折迭和A—B链的正确三维相关,具有重要作用。运用非螺旋氢键分析的结果,讨论了它们在蛋白质结构中可能的一般性作用,以及胰岛素C端和N端一系列修饰物结构-功能研究的结果,提出了胰岛素分子的二聚化及胰岛素原的C肽可能对分子的特征三维折迭具有保护性作用的看法。     

胰岛素分子中的非螺旋氢键

以差值傅里叶技术对同晶置换途径测定的胰岛素结构进行精化后,用蛋白质分子内环境分析程序考查了胰岛素分子的非螺旋氢键。结果表明,几乎所有非螺旋氢键都集中分布在B链N端(B4—B6)和C端(B20—B26)伸展肽段,A链两段螺旋间的4肽(A9—A12)和C端5肽(A17—A21),及其之间。它们包括,A链和B链自身形成的氢键3对,A链与B链之间的氢键5对,侧链与主链间的氢键5对,以及分子间的氢键4对。它们对于胰岛素分子精细构象的形成和稳定,特别对于B链C端(B20—B26)肽段的特征折迭和A—B链的正确三维相关,具有重要作用。运用非螺旋氢键分析的结果,讨论了它们在蛋白质结构中可能的一般性作用,以及胰岛素C端和N端一系列修饰物结构-功能研究的结果,提出了胰岛素分子的二聚化及胰岛素原的C肽可能对分子的特征三维折迭具有保护性作用的看法。     

蛋白质折叠速度与其拓扑结构关系的研究

以6种不同的方式来定义蛋白质内存在的接触,进而运用分子动力学模拟等不同方法,对10个小蛋白进行分析,研究了不同的接触定义及不同的拓扑参数计算方法下,蛋白质的折叠速度与其拓扑参数的关系.结果表明,用含主链重原子的方式定义接触,所计算的拓扑参数与蛋白质折叠速度的相关性较好;用含侧链原子的方式定义接触,得到的拓扑参数与β型蛋白质的折叠速度的相关性较好.对不同的蛋白质,其拓扑结构与相应折叠速度间的相关程度不同。     

分子置换法在去B链羧端五肽胰岛素晶体结构测定中的应用

收集了一套去B 链羧端五肽胰岛素(DPI)单斜晶体的X 射线衍射数据。利用已知的胰岛素结构和DPI 强度数据,应用分子置换法对测定DPI 的晶体结构作了尝试。为了测定分子在晶胞中的取向和位置,在TQ-16和013计算机上编制了一套ALGOL 程序。在算得的旋转函数图上没有找到突出的峰,用去掉B 链前三个氨基酸残基和大部分表面侧链的胰岛素分子的原子坐标数据作试验,得到了改进的10～4(?)图。在此基础上,采用不同的方法探索分子在单斜晶胞里的位置,最后得到了一个可能的分子在品胞里的堆积模型。结果表明,胰岛素和DPI分子结构之间的差异可能较大,DPI 晶体中晶体学二重轴联系的两个分子不能形成一个象三方二锌猪胰岛素晶体那样的二聚体。     

一个用于机率值分析的计算机程序

<正> 机率值分析是杀虫剂毒力测定和抗性研究中的一种生物统计方法。因该法计算比较麻烦,数据处理工作量较大,所以在实际应用中受到一定限制。鉴于我国目前微型计算机日益普及,本文用BASIC语言编写了一个机率值分析的计算机程序。该程序对计算过程中的数据转换来用计算机自动查表方法,因此运用该程序,只要向计算机输入测定剂量数,系列剂量值,各剂量的试虫数和死虫数,在半分钟内便可打印出统计内容所要求的全部数据分析结果。该程序在苹果-Ⅱ微型计算机实例应用中表明,既简便快速,又准确可靠。     

分子置换法在去B链羧端五肽胰岛素晶体结构测定中的应用

收集了一套去B链羧端五肽胰岛素(DPI)单斜晶体的X射线衍射数据。利用已知的胰岛素结构和DPI强度数据,应用分子置换法对测定DPI的晶体结构作了尝试。为了测定分子在晶胞中的取向和位置,在TQ-16和013计算机上编制了一套ALGOL程序。在算得的旋转函数图上没有找到突出的峰,用去掉B链前三个氨基酸残基和大部分表面侧链的胰岛素分子的原子坐标数据作试验,得到了改进的10～4图。在此基础上,采用不同的方法探索分子在单斜晶胞里的位置,最后得到了一个可能的分子在晶胞里的堆积模型。结果表明,胰岛素和DPI分子结构之间的差异可能较大,DPI晶体中晶体学二重轴联系的两个分子不能形成一个象三方二锌猪胰岛素晶体那样的二聚体。