β肾上腺素受体的结构与功能域

β肾上腺素受体具有视紫红质样结构,包括由膜两侧亲水环相互联结7个疏水性跨膜α螺旋结构,N端无信号序列而含有2个N-糖基化位点,C端富含丝氨酸和苏氨酸残基.7个跨膜结构构成配基结合位点.β受体细胞膜内侧环状序列形成两亲α螺旋结构,与G蛋白相互作用.C端及第3个内侧环的丝氨酸及苏氨酸残基构成受体磷酸化位点,参与受体功能调控.     

Kunitz 型丝氨酸蛋白酶抑制剂结构与功能研究

蛋白酶抑制剂在酶学及蛋白质的结构与功能关系研究中有重要意义,Kunitz型丝氨酸蛋白酶抑制剂是其中最重要的,也是研究最广泛的蛋白酶抑制剂之一．该类蛋白酶抑制剂三维结构高度保守：由一个明显的疏水核心、三对高度保守的二硫键桥、三链β-折叠和一个N端3 10螺旋及一个C端α-螺旋组成．3对二硫键对分子空间结构的稳定起着非常重要的作用．这一类型抑制剂有5个主要的活性位点：P1、P1’、P3、P3’、P4,它们都位于一个溶剂暴露的环上．P1位点是抑制作用的关键活性位点,抑制剂的专一性由P1位点氨基酸残基的性质决定;P1’位点氨基酸残基的侧链大小对抑制剂．酶的结合常数有很大影响,用大的侧链残基取代会导致结合常数降低;P4位点残基被取代经常产生负效应,会导致活性区域环的构象发生很大改变,从而影响酶与抑制剂的结合．     

定点突变法对人白细胞介素～2C末端α螺旋的结构和功能研究

用寡核苷酸诱导的基因定位突变法,将人白细胞介素－2C末端两亲性α螺旋中125位和127位残基分别或同时突变为Pro,并测定其生物活性和空间结构。结果发现所得突变体的生物学活性均急剧下降,同时α螺旋含量以及C端螺旋中残基的空间位置也发生了不同程度的变化。结果提示,C端α螺旋尤其是其疏水面的完整性对维持白介素－2的生物活性有重要作用。     

光肩星天牛气味结合蛋白AglaOBP12同源建模及与乙酸-顺-3-己烯酯的分子对接研究

【目的】研究光肩星天牛Anoplophora glabripennis气味结合蛋白AglaOBP12与寄主植物挥发物乙酸-顺-3-己烯酯的相互作用机制,为利用化学生态手段调控光肩星天牛行为提供理论依据。【方法】采用同源建模预测AglaOBP12三维结构,虚拟氨基酸突变构建两个突变子,利用Molegro Virtual Docker程序进行分子对接研究AglaOBP12与乙酸-顺-3-己烯酯的结合模式。模型的合理性评价采用GMQE、QMEAN、ramachandran图和Verify-3D。【结果】AglaOBP12的三维结构由6个α-螺旋构成且形成锥形疏水口袋结构。6个保守半胱氨酸在螺旋结构之间形成稳定结构的3个二硫键。AglaOBP12的C端疏水性氨基酸位于结合口袋的出口并对口袋形成一定的遮挡。乙酸-顺-3-己烯酯位于疏水口袋中与疏水性氨基酸发生作用,而亲水头部羰基氧原子则与Asn123产生氢键。在与突变子N123A的对接中,乙酸-顺-3-己烯酯更接近疏水口袋的出口,乙酸-顺-3-己烯酯与C端Phe135形成氢键。而在与突变子F135E/L136E/V137E的对接中,乙酸-顺-3-己烯酯位于疏水口袋较深处,但未发现与Asn123氢键作用,相比野生型,两个突变子的对接空间能和范德华尔能增大,结合稳定性下降。【结论】乙酸-顺-3-己烯酯位于AglaOBP12疏水口袋并通过氢键与Asn123形成稳定的复合物,AglaOBP12的Asn123和C端疏水氨基酸对结合乙酸-顺-3-己烯酯具有重要作用。     

模拟α-螺旋多肽类似物抑制剂设计的研究进展

抑制剂筛选主要是通过反复、高通量地筛选化合物库,这个过程存在着对已有化合物库的依赖性和一定的机遇性。通过分析蛋白质数据库(PDB)发现,大多数蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)界面以α-螺旋结构为主体。α-螺旋多肽的骨架结构及其热点氨基酸残基(hotspots)为高效理性设计小分子抑制剂提供了模板。对近几年来依据多肽类似物和小分子化合物模拟α-螺旋结构设计抑制剂的研究进展进行了概述,同时对依据模拟α-螺旋设计抑制剂骨架的结构原理进行了讨论。     

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。     

PQR转运体基因赋予大肠杆菌BL21百草枯抗性

前期研究中成功地分离了2个对百草枯具有高度抗性的土壤细菌SPQ03和SPQ14.本研究从这两个菌分别克隆了基因PnPQR和OaPQR,二者ORF全长均为1 233 bp,编码410个氨基酸残基,含有11个跨膜区(TMS),属于非典型的主要易化超家族(major facilitator superfamily, MFS).立体结构分析表明,蛋白的N端和C端分别由5个和6个由α-螺旋组成的跨膜区.只有P151L和P154V两个氨基酸不同.将两个基因在大肠杆菌BL21菌株中异源表达,能提高大肠杆菌对百草枯的抗性,但不能提高其对过氧化氢的抗性.     

Exendin-4的研究进展

Exendin-4是从希拉毒蜥唾液中分离的一种多肽激素,由39个氨基酸残基组成,与胰高血糖素样肽1（GLP-1）有53%的同源性.Exendin-4具有高度的组织特异性,仅在希拉毒蜥的唾液腺中表达.Exendin-4首先翻洋成N端多余45个氨基酸残基的前体,然后在激素原转化酶催化下分解产生具有生物活性的Exendin-4.Exendin-4的N端是一段不规则卷曲,第7～28氨基酸残基形成α螺旋,C端是不规则亲水片段.Exendin-4的受体是G蛋白,N端是激活受体信号转导途径的关键区域,中间部位和C端是受体结合域.Exendin-4与GLP-1类似,可提高胰岛素基因的转录水平,刺激胰岛素的释放,从而控制血糖浓度,但GLP-1的半衰期2分钟,Exendin-4半衰期却长达9.57小时,因而在治疗Ⅱ型糖尿病方面具有广阔的前景.     

人甲状旁腺激素结构与功能研究进展

甲状旁腺激素（PTH）分子由84个氨基酸残基组成。二级结构中富含α-螺旋,该螺旋结构在与受体相互作用中起重要作用。探索PTH分子结构与功能间的关系,有助于制药工业的发展,为临床治疗提供借鉴。本阐述PTH分子结构与功能的研究进展。     

酵母酸性磷酸酯酶转录调控因子PHO2的功能域分析

利用定点诱变,氨基酸插入或缺失的方法对ＰＨＯ２进行结构改造,观察对其功能的影响。ＰＨＯ２蛋白的同源域中有α－螺旋２－β－转我－α螺旋３的结构,是转录因子结构ＤＮＡ的功能域。定点诱变α－螺旋３上的Ｉｌｅ１２３为Ｐｒｏ１２３或者在α－螺旋２中插入ＰＤＰＤ４个氨基酸,破坏α－螺旋的结构,可导致ＰＨＯ２功能的丧失。氨基酸片段的缺失分析表明,Ｎ端Ｇｉｎ丰富区大部缺失,对ＰＨＯ２功能没有影响;而包含酸性氨基酸     

广西眼镜王蛇毒神经毒素的一级结构

本文报道广西眼镜王蛇(Ophiophagus hannah)毒神经毒素(CM-9)的氨基酸顺序测定。应用固相DABITC-PITC双偶合-Edman手工降解法能对完整的还原S-羧甲胺甲基化CM-9从N端降解至第51位。联结经双向纸层析电泳纯化的用胰蛋白酶裂解肽段的顺序,完成含73个氨基酸残基的全部顺序。CM-9的顺序与Joubert报道的泰国眼镜王蛇神经毒素的顺序基本相似。整个顺序中有18%氨基酸残基不同,特别在C端四位残基有很大差别,颇与银环蛇α-毒素的C端的疏水性十分相似。     

借助计算机模建与缺失突变技术确定抗人TNF-α单抗Z12识别的抗原表位

钓取抗人肿瘤坏死因子-α(hTNF-α)抗体Z12重、轻链可变区(VH, VL)基因, 根据其氨基酸序列, 运用同源模建方法分别模拟VH和VL结构域的空间构象, 并搭建Fv片段的整体三维结构, 利用分子对接方法建立Fv/hTNF-α作用的复合物模型, 据此模型推测Z12抗体识别的表位为hTNF-α141~146位. 将hTNF-α分为N端1~91和C端92~157两段进行原核表达, 检测结果表明Z12抗体识别的抗原表位位于hTNF-α C端92~157区, 初步证实预测结果可靠. 进一步的实验研究表明, 当把hTNF-α141~146位氨基酸缺失后, Z12抗体识别该缺失体的能力几乎丧失, 提示此抗体特异性识别抗原分子141~146位氨基酸残基.     

泥鳅MnSOD基因的电子克隆及序列分析

目的:电子克隆并分析泥鳅MnSOD基因.方法:通过电子克隆泥鳅MnSOD基因的开放阅读框,并对其氨基酸组成、功能结构域、系统进化、信号肽、二级结构、三级结构等信息进行预测分析.结果:通过电子克隆获得泥鳅MnSOD基因的cDNA.该基因的开放阅读框大小为675bp,编码224个氨基酸残基,推导的蛋白质分子量为25kDa,等电点约为8.41,其编码序列与其他物种相比非常保守,与鲤形目淡水鱼的MnSOD在进化上亲缘关系最近.其N端含转运肽,推测它定位于线粒体中.预测泥鳅MnSOD的二级结构及三级结构含有较多的不规则卷曲和α螺旋,其N端为两个长的反平行螺旋,C端则为含有拧成三股折叠片的α+β结构.结论:该研究为泥鳅进一步的分子生物学及抗氧化研究奠定了基础.     

p53蛋白质C端的三维结构及生物功能区

利用p53 C端118个氨基酸的mRNA二级结构和Chou-Fasman蛋白质二级结构预测原则,预测p53蛋白质C端289～325为卷曲肽段,368～393段包括两段螺旋结构: α₁ 368～373, α₂ 381～388.其中三段已知的蛋白质二级结构与此mRNA二级结构单元间有准确的对应关系.与四种以多重序列联配为基础的蛋白质二级结构预测方法（准确率均为73.20%左右）相对照,预测结果基本一致.结合单体聚合区31个氨基酸晶体结构,在SGI INDIGO²工作站上构建了p53 C端108个残基的三维结构.进一步揭示了p53 C端诸多生物功能区之间的空间构象关系.     

615小鼠血红蛋白α链的氨基酸组成及个别肽段的氨基酸序列

用CM-Cellulose-23柱层析分离纯化了615小鼠珠蛋白α链,测定其N端氨基酸残基为缬氨酸.615小鼠珠蛋白α链含有141个氨基酸残基,其中19个亮氨酸残基,10个组氨酸残基,9个缬氨酸残基,上述氨基酸残基的数目与文献中其亲本C₅₇BL不同.用胰蛋白酶水解615小鼠珠蛋白α链,发现有不溶性的‘核心’和可溶性的酶解片段.其中一个酶解肽段从N端数第8位氨基酸残基发生了突变,由亲本的缬氨酸变为亮氨酸.     

非解朊栖热菌HG102耐热β-糖苷酶的结构与功能研究

非解朊栖热菌HG10 2耐热 β-糖苷酶为 (β/α)₈桶状结构 ,是具有水解功能和转糖苷功能的单体酶。该酶可以作为一个很好的模型来研究糖苷酶的反应机制、底物特异性和耐热的分子基础。根据对该酶的晶体结构解析和同家族酶的结构比较 ,推测Glu164和Glu338分别是质子供体和亲核基团两个活性位点 ;在α-螺旋N端第一位的脯氨酸和蛋白质外周的精氨酸是耐热机制的关键位点和关键氨基酸残基。为确定这些氨基酸残基的功能 ,通过基因定点突变的方法分别把Glu164、Glu338、Pro316、Pro356、Pro344和Arg325置换成Gln、Ala、Gly、Ala、Phe和Leu ,同时还对Pro316和Pro356进行了双置换。突变酶经过纯化得到电泳纯 ,用CD光谱进行了野生酶和突变酶的结构比较。通过突变酶的酶功能和酶学性质分析 ,结果表明Glu164和Glu338分别是质子供体和亲核基团 ,亲核基团的突变酶TnglyE338A可以合成混合型糖苷键寡糖类似物 ;在α-螺旋N端第一位的Pro316和Pro356以及在蛋白质外周形成离子键的Arg325均是对耐热性有贡献的关键氨基酸残基。     

单核细胞增多性李氏杆菌野毒株InlB的分子特征及其表达和纯化研究

采用PCR技术扩增单核细胞增多性李氏杆菌TA野毒株内化素B(InlB)基因,进行编码分子的序列和结构分析,并克隆入大肠杆菌表达载体pET28a中诱导表达。该基因全长1893bp,编码630个氨基酸,其中前35个氨基酸残基构成信号肽序列。在推导的InlB蛋白氨基酸序列中,从N端到C端分别包括1个α-螺旋的Cap结构域、6个富含亮氨酸的重复基序(LRR)、1个免疫球蛋白样结构域(IR)、1段B重复序列和3个串联的GW结构域,同时还存在5个潜在的N-联糖基化位点,Leu占所有氨基酸残基的10.2%。与GenBank已经报道的18个不同流行株InlB基因相比,核苷酸和推导的氨基酸序列的同源性分别在91.1%~99.6%和92.3%~99.8%之间。重组菌菌体裂解物经SDS-PAGE和Western blot分析证实该基因已经正确表达。用Ni2 亲和层析柱纯化了InlB重组蛋白。     

α－苦瓜子蛋白晶体结构中的次级相互作用的研究──Ⅰ结构中氢键相互作用的分析

α－苦瓜子蛋白是一种单链核糖体失活蛋白,具有Ｎ－糖苷酶活性,２．０Ａ分辨率的三维结构已经测定。α－苦瓜子蛋白中总共有３５３个氢键,其中主链原子间氢键１６５个,主链原子与侧链原子间氢键５４个,侧链原子间氢键２１个,蛋白分子中原子与溶水剂的氢键１１３个,主链Ｃ＝Ｏ,主链ＮＨ及侧链分子结构中有９５％的残基能生成氢键,Ａｓｐ．Ｇｌｕ、Ａｓｎ、Ｇｌｎ具有较强的生成多个氢键的能力,并对１３个没有任何氢键的残基作了分析。Ａｎ、Ｌｅｕ、Ｉｌｅ、ＧｌＵ、Ｇｌｎ在α螺旋中出现税率较大,Ｖａｌ、Ｌｅｕ、Ｔｙｒ、Ｉｌｅ、Ｔｈｒ在β结构中占了一半以上,Ａｒｇ容易形成远程的氢键,而Ｓｅｒ、Ｔｈｒ则容易形成近程氢键。某些氢键,特别是保守残基间的氢键,对形成蛋白分子局部特征构象和活性部位的特征构象有影响,α－苦瓜子蛋白的特定折叠方式对其与溶剂水分子成氢键有影响。     

α－苦瓜子蛋白晶体结构中的次级相互作用的研究──Ⅰ结构中氢键相互作用的分析

α－苦瓜子蛋白是一种单链核糖体失活蛋白,具有Ｎ－糖苷酶活性,２．０Ａ分辨率的三维结构已经测定。α－苦瓜子蛋白中总共有３５３个氢键,其中主链原子间氢键１６５个,主链原子与侧链原子间氢键５４个,侧链原子间氢键２１个,蛋白分子中原子与溶水剂的氢键１１３个,主链Ｃ＝Ｏ,主链ＮＨ及侧链分子结构中有９５％的残基能生成氢键,Ａｓｐ．Ｇｌｕ、Ａｓｎ、Ｇｌｎ具有较强的生成多个氢键的能力,并对１３个没有任何氢键的残基作了分析。Ａｎ、Ｌｅｕ、Ｉｌｅ、ＧｌＵ、Ｇｌｎ在α螺旋中出现税率较大,Ｖａｌ、Ｌｅｕ、Ｔｙｒ、Ｉｌｅ、Ｔｈｒ在β结构中占了一半以上,Ａｒｇ容易形成远程的氢键,而Ｓｅｒ、Ｔｈｒ则容易形成近程氢键。某些氢键,特别是保守残基间的氢键,对形成蛋白分子局部特征构象和活性部位的特征构象有影响,α－苦瓜子蛋白的特定折叠方式对其与溶剂水分子成氢键有影响。