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。     

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——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。     

牦牛MT-Ⅰ/-Ⅱ cDNA分子克隆及其蛋白质结构分析

利用基因特异引物Y_MTSP₁和Y_MTSP₂,通过RT-PCR从牦牛肝脏组织RNA中克隆出了牦牛MT-Ⅰ(GenbankAccessionNo:AY513744)和MT-Ⅱ(GenbankAccessionNo:AY513745)基因编码区全长。将牦牛MT-Ⅰ和MT-ⅡcDNA序列在CBI上进行同源性搜索发现,牦牛MT-Ⅰ/-Ⅱ编码区序列在不同哺乳动物中相当保守。牦牛MT-Ⅰ和MT-Ⅱ编码的MT-Ⅰ和MT-Ⅱ蛋白分别由61个氨基酸组成,其具有保守的短肽结构如:C-X-C,C-C-X-C-C,C-X-X-C等,其决定MT蛋白分子的整个三维结构,在分子进化上十分保守。同时对牦牛MT的疏水性和跨膜区分析表明,牦牛MT蛋白可能不存在跨膜区,也不存在信号肽,是1种非分泌蛋白。并通过同源比较模建,预测和构建了牦牛MT-Ⅰ和MT-Ⅱ蛋白的分子空间结构,表明牦牛MT-Ⅰ和MT-Ⅱ由α-和β-两个结构域组成,在α-结构域含有5个Cys短肽结构,β-结构域有4个Cys短肽结构,且2个结构域由保守的三肽序列KKS相连。     

蛋白质分子的结构与功能

讨论蛋白质分子的结构特征。蛋白质分子是由约20种氨基酸残基组成的多肽。蛋白质的分子结构有4个层次,即一级、二级、三级和四级结构。蛋白质分子高度有序的结构是其执行特定生理功能基础。     

植物蛋白质组学研究进展Ⅰ. 蛋白质组关键技术

随着模式植物拟南芥和水稻基因组测序相继完成, 使植物基因组学研究成功迈入到功能基因组学研究的时代。这为蛋白质组学产生及其发展奠定了坚实的基础。文章重点介绍了蛋白质组学的概念、产生背景和蛋白质组学的关键技术。蛋白质组学的关键技术包括双向电泳、高效液相色谱、蛋白芯片、质谱技术、蛋白质组学的相关数据库、定量蛋白组技术、蛋白复合体标签亲和纯化技术和酵母双杂交系统。同时对当前蛋白质组技术面临的挑战和发展前景进行了讨论。     

昆虫迁飞行为的参数化Ⅰ.行为分析

通过对雷达昆虫学研究和其他方法得到的研究成果的综合分析,提出一套昆虫迁飞行为参数化方案。即：起飞时间以日出日没及晨昏朦影时刻为基准,降落时间依目标昆虫的迁飞特性具体取值;运行高度取边界层顶与目标昆虫飞行低温阈限所在高度之间的气流层,运行方向取风向值并以目标昆虫的定向加以修饰,运行速度为风速与目标昆虫自身飞行速度的矢量和。这套方案可作为昆虫迁飞轨迹数值模拟的基础,为迁飞性害虫异地预测提供一种有效的工具     

自动编码器方法的蛋白质二级结构预测

蛋白质二级结构预测是进行蛋白质三级结构研究的重要基础,氨基酸的编码方式对二级结构预测有一定的影响。本文应用了一种新的组合编码方式,即将基团编码与位置特异性打分矩阵(PSSM)进行组合的编码方式。本文中提出的基团编码是针对氨基酸的一种新的编码方式,基团编码是根据氨基酸内部组成来进行编码的,由42位属性组成。本文选取位置特异性打分矩阵(PSSM)中的Blosum62进化矩阵和新的基团编码进行组合,形成新的编码方式。然后对CB513和25pdb两组数据分别进行实验。本文中将采用贝叶斯分类器与自动编码器两种方法来对这种新的编码方式进行实验,然后比较这两种方法得到的两组数据的结果。可以很明显的发现采用自动编码器的实验结果要比使用贝叶斯分类器的结果要高出1.65%。在本文的实验中,可以提取特征的自动编码器的预测准确率更好。     

元宝山南方红豆杉构件种群结构研究——Ⅰ.大小结构

在资源量调查的基础上选择样地,采用１０ｍ×１０ｍ样方为基本调查单位,研究南方红豆杉种群,结果发现其在元宝山的种群是通过茎干萌生幼苗（构件）来延续和扩大的。种群结构可分为类型Ⅰ初始增长型、类型Ⅱ增长型种群前期类型、类型Ⅲ增长型种群、类型Ⅳ稳定型种群。对各样地的种群大小结构与大小级进行相关分析和负指数函数拟合,Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ６、Ｐ７样地及种群综合大小结构呈显著相关关系。种群现状虽枯倒树较多但仍为稳定种群,元宝山红豆杉种群繁殖方式的发现和研究对开发和保护红豆杉植物资源具有重要意义。     

蛋白质复合物结构预测的集成分子对接方法

蛋白质分子间相互作用与识别是当前生命科学研究的热点,分子对接方法是研究这一问题的有效手段．为了推进分子对接方法的发展,欧洲生物信息学中心组织了国际蛋白质复合物结构预测（CAPRI）竞赛．通过参加CAPRI竞赛,逐步摸索出了一套用于蛋白质复合物结构预测的集成蛋白质一蛋白质分子对接方法HoDock,它包括结合位点预测、初始复合物结构采集、精细复合物结构采集、结构成簇和打分排序以及最终复合物结构挑选等主要步骤．本文以最近的CAPRI Target 39为例,具体说明该方法的主要步骤和应用．该方法在CAPRI Target 39竞赛中取得了比较好的结果,预测结构Model 10是所有参赛小组提交的366个结构中仅有的3个正确结构之一,其配体均方根偏差（L_Rmsd）为0．25nm．在对接过程中,首先用理论预测和实验信息相结合的方法来寻找蛋白质结合位点残基,确认CAPRI Target 39A链的A31TRP和A191HIS,B链的B512ARG和B531ARG为可能结合位点残基．同时,用ZDock程序做不依赖结合位点的初步全局刚性对接．然后,根据结合位点信息进行初步局部刚性对接,从全局和局部对接中挑出了11个初始对接复合物结构．进而,用改进的Rosetta Dock程序做精细位置约束对接,并对每组对接中打分排序前200的结构进行成簇聚类．最后,综合分析打分、成簇和结合位点三方面的信息,得到10个蛋白质复合物结构．竞赛结果表明,A191HIS,B512ARG和B531ARG三个结合位点残基预测正确,提交的10个蛋白质复合物结构中有5个复合物受体一配体界面残基预测成功率较高．与其他参赛小组的对接结果比较,表明HoDock方法具有一定优势．这些结果说明我们提出的集成分子对接方法有助于提高蛋白质复合物结构预测的准确率．     

基于蛋白质结构知识的合理药物分子设计

利用受体的结构进行合理药物设计是目前国际上药物设计的主要发展方向之一.综述了有关合理药物设计及全新药物设计的方法,并以 HIV-1蛋白水解抑制剂的设计为例介绍了该方法在新药设计中的成功应用.     

蛋白质-蛋白质分子对接方法中分子柔性处理与近天然结构筛选的研究

蛋白质-蛋白质分子对接方法是研究蛋白质分子间相互作用与识别的重要理论方法。该方法主要涉及复合物结合模式的构象搜索和近天然结构的筛选两个问题。在构象搜索中,分子柔性的处理是重点也是难点,围绕这一问题,近年来提出了许多新的方法。针对近天然结构的筛选问题,目前主要采用三种解决策略:结合位点信息的利用、相似结构的聚类和打分函数对结构的评价。本文围绕以上问题,就国内外研究进展和本研究小组的工作作详细的综述,并对进一步的研究方向进行了展望。     

化学交联在蛋白质结构研究中的应用

在交联剂分子两端各有一个相同或不同的活性基团,它们能与蛋白质侧链上的氨基、巯基、羟基等形成共价交联.利用交联反应,可以测定寡聚蛋白质的亚基数量、研究蛋白质的高级结构、测量氨基酸残基间的距离及研究蛋白质间的相互作用.     

分子无性繁殖载体的组建——Ⅰ.乳糖操纵子的重组和表达

用包含乳糖操纵子的λplac 5 EcoR1 DNA片段与质粒pBR 322重组,获得一个重组质粒pMG4。几种限制性内切酶的分析结果表明,pMG4上乳糖操纵子(lac)和抗氨基苄青霉素基因的转录方向一致;Iac插入片段λ区的Hind Ⅲ切点和pBR 322抗四环素基因上的Hind Ⅲ切点相邻近。用pMG4 Hind Ⅲ片段转化大肠杆菌C_(600),筛选Ap~rTc~s lac~ 转化体,得到另一个lac重组质粒pMG401,在β-半乳糖苷酶结构基因近羧基端有一个EcoR1切点,插入外源基因可以置于lac控制下而实现表达。同时,我们还测定了包含pMG4、pMG401或λplac 5不同细胞的β-半乳糖苷酶活力,对lac的表达作了分析。     

分子无性繁殖载体的组建——Ⅰ.乳糖操纵子的重组和表达

用包含乳糖操纵子的λplac 5 EcoR1 DNA 片段与质粒pBR 322重组,获得一个重组质粒pMG4。几种限制性内切酶的分析结果表明,pMG4上乳糖操纵子(lac)和抗氨基苄青霉素基因的转录方向一致;Iac 插入片段λ区的Hind Ⅲ切点和pBR 322抗四环素基因上的Hind Ⅲ切点相邻近。用pMG4 Hind Ⅲ片段转化大肠杆菌C_(600),筛选Ap~r Tc~s lac~ 转化体,得到另一个lac 重组质粒pMG401,在β-半乳糖苷酶结构基因近羧基端有一个EcoR1切点,插入外源基因可以置于lac 控制下而实现表达。同时,我们还测定了包含pMG4、pMG401或λplac 5不同细胞的β-半乳糖苷酶活力,对lac 的表达作了分析。     

支原体膜的结构与功能 Ⅰ.支原体膜上ATPase基本性质的研究

以鸡败血症支原体为材料,研究阳离子、pH、温度、底物、抑制剂等对膜上ATPase活性的影响。结果表明鸡败血症支原体膜上ATPase是被Mg~(2 )激活,而不被K~ Na~ 激活,乌巴碱不能抑制。除Mg~(2 )外,Mn~(2 )、Co~(2 )、Zn~(2 )对该酶都有不同程度的激活作用,Ca~(2 )则略有抑制作用。鸡败血症支原体膜的ATPase pH适应范围较广,对温度有较高的耐受力。几种线粒体内膜上ATPase复合体的抑制剂如寡霉素、DCCD等对鸡败血症支原体膜上ATPase都无抑制作用。与线粒体、细菌的ATPase的性质进行了比较和讨论。     

牦牛MT-I/-Ⅱ cDNA分子克隆及其蛋白质结构分析

利用基因特异引物YMTSP1和YMTSP2,通过RT-PCR从牦牛肝脏组织RNA中克隆出了牦牛MT-Ⅰ(Genbank Accession NoAY513744)和MT-Ⅱ(Genbank Accession NoAY513745)基因编码区全长.将牦牛MT-Ⅰ和MT-Ⅱ cDNA序列在CBI上进行同源性搜索发现,牦牛MT-Ⅰ/-Ⅱ编码区序列在不同哺乳动物中相当保守.牦牛MT-Ⅰ和MT-Ⅱ编码的MT-Ⅰ和MT-Ⅱ蛋白分别由61个氨基酸组成,其具有保守的短肽结构如C-X-C,C-C-X-C-C,C-X-X-C等,其决定MT蛋白分子的整个三维结构,在分子进化上十分保守.同时对牦牛MT的疏水性和跨膜区分析表明,牦牛MT蛋白可能不存在跨膜区,也不存在信号肽,是1种非分泌蛋白.并通过同源比较模建,预测和构建了牦牛MT-Ⅰ和MT-Ⅱ蛋白的分子空间结构,表明牦牛MT-Ⅰ和MT-Ⅱ由α-和β-两个结构域组成,在α-结构域含有5个Cys短肽结构,β-结构域有4个Cys短肽结构,且2个结构域由保守的三肽序列KKS相连.