S-磺酸型胰岛素A链的二体

用凝胶过滤法测定胰岛素A 链的分子量,发现当用过量的亚硫酸钠和四硫硫酸钠将胰岛素拆开成S-磺酸型A 及B 链时,A 链以单体和二体两种形式存在。一旦除去亚硫酸钠和四硫硫酸钠,冷冻干燥后,A 链单体大部分转变成二体。将A 链样品长期放置,还会有四体、六体的聚合物出现。将回收的A 链二体透析冻干后,再用四硫硫酸钠及亚硫酸钠处理,A 链二体能拆开成单体,说明A 链单体间以硫硫键相连成二体。     

S-磺酸型胰岛素A链的二体

用凝胶过滤法测定胰岛素A链的分子量,发现当用过量的亚硫酸钠和四硫硫酸钠将胰岛素拆开成S-磺酸型A及B链时,A链以单体和二体两种形式存在。一旦除去亚硫酸钠和四硫硫酸钠,冷冻干燥后,A链单体大部分转变成二体。将A链样品长期放置,还会有四体、六体的聚合物出现。将回收的A链二体透析冻干后,再用四硫硫酸钠及亚硫酸钠处理,A链二体能拆开成单体,说明A链单体间以硫硫键相连成二体。     

从胰岛素A及B链重合成胰岛素

(1)用亚硫酸盐及四硫硫酸盐将胰岛素的硫-硫键拆成S-磺酸基后,再经过离子交换或板型电泳分离,可以得到纯的A及B链。(2)用小白鼠惊厥法检查,S-磺酸型A及B链都不具有生物活力。用过量巯基乙酸将纯的A或B链的S-磺酸基还原为巯基,然后分别将还原型的A或B链溶液(pH 8.5)单独在空气中氧化也不产生活力。但将还原型A及B链混合,在同样条件下氧化时,可以获得有活力的产物。活力一般恢复到原活力的5-10%左右。(3)用还原型的A或B链分别与S-磺酸型的B或A链共同保温都可以得到有活力的产物。(4)将恢复活力的重氧化产物进行提纯的结果得到比活力为每毫克18.4国际单位的结晶。这样所获得的晶体其结晶形状、降血糖性质、电泳性质以及在三种溶剂系统中的比移都和结晶胰岛素相同。(5)以上晶体和结晶胰岛素的胃蛋白酶酶解图谱也基本上相同。     

从胰岛素A及B链重合成胰岛素 Ⅳ.有关重合成的一些条件

利用二者溶解度的不同可以将无脲条件下拆开的胰岛素初分而得到较纯的S-磺酸型A及B链,再在中性pH用纤维素板电泳可以制得纯的S-磺酸型A链。将经过分离提纯的A及B链按不同比例重新混合还原重氧化结果表明活力恢复程度与A与B链的比例有关,A比B过量对活力恢复有利,A:B=1.5:1时活力恢复最高,可达天然胰岛素的50%左右。本文还对从S-磺酸型A及B链重合成胰岛素最有利的还原及重氧化条件进行了探讨,除其他条件外重氧化的最适pH为10.6。B链单独存在时其还原及重氧化速度均明显地较A链的相应速度为低,但二者共同存在时的还原及重氧化速度却与A链单独存在时相同,表明在溶液中自由A及B链间存在着对恢复活力有重要影响的相互作用,可能是通过次级链作用的相互作用。     

胰岛素及其苄基衍生物在钠-氨系统中的还原及活力恢复

(1)应用三种不同的方法制得了胰岛素苄基衍生物。胰岛素如果用钠-氨还原再与氯化苄作用,可以得到不再有完整二硫键存在的充分苄基化的产物。(2)将胰岛素、S-磺酸型A及B链混合物或者胰岛素苄基衍生物,在钠-氨内还原,然后在稀碱溶液中重氧化,都可以使胰岛素活力再生。用胰岛素或S-B磺酸型A及B链混合物时,经过此处理则活力可以恢复5—10%。用胰岛素苄基衍生物时则一般活力恢复1—2%。(3)从充分苄基化了的胰岛素衍生物能恢复活力这一事实说明可以通过人工合成的A和B链最后合成胰岛素。(4)观察了A和B键混合物巯基氧化和活力再生的过程,并进行了讨论。     

从胰岛素A及B链重合成胰岛素 Ⅲ.活力恢复水平的进一步提高

本文进一步改进了从A及B鏈重合成胰島素时的某些条件,如避免使用脲、控制还原温度及时間、改进沉淀还原产物时的pH使还原型A及B鎚的回收更为完全,以及控制重氧化时的温度等,最后胰島素活力恢复水平可以达到原活力的50%左右。同时我們观察了拆开胰島素三个硫硫鍵时其生物活力丧失的过程,初步认为胰島素的必需硫硫鍵数是二个。     

S-磺酸型胰岛素A链的旋光性质

胰岛素A链是廿一肽,正处于形成螺旋的临界长度。Schellman曾根据旋光色散数据说明磺酸型A链是松散而无螺旋结构的。我们前此测定了S-磺酸型A键的差别光谱,其结果说明,将pH6.9—8.5对pH1.7的溶液读数,有负的差吸收峰出现,峰的大小在该中性pH值范围内不变。S-磺酸型A链在不同pH值时的旋光性质如图1所示。与前此差吸收的结果相应,于pH5—9.5,[α]D不变,平均值是-98°。但λ_(?)之变化与[α]D不平行。在8M脲中[α]D是-106°,λ_c是198mμ。     

S-硫甲基型胰岛素A及B链相互作用的200MHz~1H NMR研究

前已报道,S-硫甲基型胰岛素A及B链相混后,α螺旋等有序二级结构含量增加,部分酪氨酸残基由相对亲水的环境逐渐转移到相对疏水的环境,整个过程在1.5～2小时达到稳定,说明在还原型A、B链能重组成有活力的胰岛素的相同条件下,两肽链间确实存在着次级键相互作用。本文报道以200兆赫NMR~1H谱所测S-硫甲基型A及B链的图谱,对其主要谱峰作了初步识别。在pH10.8时,A及B链以克分子比1.5:1相混后,Tyr的(2,6)位及(3,5)位质子峰较之单独链有低场位移,提示Tyr的酚羟基解离减少,Tyr转移至相对疏水的环境;也可能是肽链构象变化,使Tyr受去屏蔽效应所致。在A、B链相混后,每半小时累加的结果表明,不仅Tyr的两个低场峰随时间有低场位移,甲基峰随时间也有连续的低场位移,在1.5小时后达到稳定。此时间过程与前者报道的紫外差光谱、园二色性的观察结果一致,说明构象的调整涉及整个肽链。不同pH下的~1H谱测定显示,在一段pH区间都存在着A、B链间的次级键相互作用。上述结果表明,或许正是这种链间的次级键相互作用,才使A、B链之巯基有可能正确配对,重组成有生物活力的胰岛素分子。     

对异硫氰基苯磺酰乙基纤维素的制备及其与碱性磷酸单酯酶的键合

以ABSE-纤维素为原料,用硫光气的二氧六环溶液处理,使氨基转变为异硫氰基,然后与碱性磷酸单酯酶键合。反应最适pH为7.2,不溶酶的相对活力为70%左右,以潮湿状态保存于15℃,45天内活力不变。与对-重氮基苯磺酰乙基纤维素为载体作比较,从键合酶量、相对活力来看均无显著区别。用葡聚糖凝胶G200作支持物,以相同的方法制成含异硫氰基的载体,与碱性磷酸单酯酶键合后,键合酶量和相对活力均与对-异硫氰基苯磺酰乙基纤维素-碱性磷酸单酯酶相同。     

反相高效液相层析在胰岛素结构与功能研究中的应用

采用一种简单的“甲醇-水-0.1％三氟醋酸”作为洗脱体系的反相高效液相层析对研究胰岛素结构与功能关系,以及A链和B链相互作用时所用的一些胰岛素衍生物进行了快速、灵敏、准确的分析和鉴定。 胰岛素的S-磺酸型A链和B链只经一次离子交换层析纯化,经鉴定结果表明是均一的。S-硫甲基型A链和B链基本上也是均一的。通过对胰岛素还原产物的分析确定了能保证胰岛素折分完全并对其重组较为有利的还原条件。去B链羧端五肽(B26—30)胰岛素,以及去B链羧端八肽(B23—30)胰岛素能同时与天然胰岛素清楚地分离。一级结构差别极小的猪胰岛素和牛胰岛素也可得到分辨。胰岛素的羧端缩短的B链和A链重组的定量分析表明B链羧端肽段不但对胰岛素分子的生物活力的体现,而且在A链和B链的正确重组中都起着重要的作用。     

还原型胰岛素A、B链相互作用的初步研究

本文报道在chance所用“一步法”重组胰岛素的类似条件下,还原型A、B链相互作用研究的初步结果。在pH10.6对S—磺酸型A及B链加入1.2倍SH/SSO_3—的二巯基苏糖醇,在一小时内A、B链与DTT的混合物较之单独的A、B链与DTT的混合物,紫外差光谱显示295、245nm负差峰,峰值随时间增大;园二色性测定观察到混合链的α螺旋含量比单独的A、B链有所增加。这表明在A、B链的巯基氧化生成二硫链前,还原型A、B链间的相互作用导致Tyr残基逐渐内埋,肽链构象的调整使有序二级结构增加。根据此时还原程度的测定,讨论了DTT与S—磺酸型A、B链作巯基交换的可能机制,过多的还原试剂易破坏已正确配对的二硫键,也妨碍肽链构象的调整。     

用NMR法分析胰岛素的新型活性结构

美国哈佛大学医学部Q.X.Hua小组用核磁共振法(NMR)测定人胰岛素及其衍生物在溶液中的结构,并发现胰岛素并非是目前由x线结晶分析确定的结构(闭锁型,结合于受体),而是由非闭锁型起作用。Hua等推测:天然型结合于受体时在某种作用下变化成非闭锁型,受体结合部位为A链的N末端的2个疏水基。目前,x线结晶分析不能观察这种非闭锁型的结构。胰岛素的结构含21个氨基酸残基的A链和30个残基的B链,由2个二硫链搭接而成。被Hua称为闭锁     

微生物代谢产物对粒细胞巨噬细胞集落刺激因子产生的影响

目的：观察链脲菌素对粒细胞巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）产生的影响。方法：使用微生物代谢产物-链脲菌素作诱导剂,培养人骨髓基质细胞株（BMol),用ELISA法检测培养液中GM-CSF的含量结果：链脲菌素可使BMol产生GM-CSF明显增加。结论：微生物代谢产物-链脲菌素是一种很好的诱导剂。     

胰岛素B鏈中肽段的合成 Ⅸ.胰岛素B鏈的合成及其与天然A鏈重组合后胰岛素活力的恢复

有关胰岛素A及B鏈中肽段的合成工作已在好几家实验室进行。最近,Katsoyannis等用简报方式报导了A及B链的合成,并分别和天然的B及A组合后所得的产物能表现出约0.5—1.0%的胰岛素活力。Meienhofer等也报导了A及B链的合成并指出了两条肽链衍生物的混合物经钠-液     

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。     

用改进的寡核苷酸诱导突变法改造人胰岛素前体基因

我们用改进了的寡聚核苷酸诱导突变法,将两个单一限制性内切酶位点引入人胰岛素前体B链与C链连接处附近,及C链与A铁连接处附近。用含U模板法将B链第30个残基密码子ACC改成ACG,从而引入MluⅠ位点。用修改了的缺口双链DNA突变法,将A链第4个残基密码于GAG改成CTG,引入了一个PstⅠ位点。突变效率的为17％-36％。这个突变体在人胰岛素前体结构及蛋白质折叠的研究中,将有利于更换不同的C-肽。     

ELISA测定中TMB显色体系的优化及其稳定性研究

通过对间接酶联免疫测定中显色体系的各影响因素的研究,确定了酶联免疫测定的最优显色体系为二甲基亚砜(DMSO)配制四甲基联苯胺(TMB)浓度为0.3 mg/mL的溶液为A液,pH5.5,0.2 mol/L磷酸氢二钠与0.1 mol/L柠檬酸缓冲液配制过氧化脲素浓度为0.74 mg/mL的溶液为B液,两者按一定比例混合后使用。试验结果表明,此显色体系在25-40℃内进行都可得到较为准确的结果,且A、B液混合后在室温下放置4 h仍可使用。A液及B液分别在4℃放置60 d后混合使用仍不影响测定结果。     

人胰岛素A、B链基因的合成、克隆及其在大肠杆菌中的表达

根据人胰岛素A、B链的多肽顺序,设计并用一种简便快速的多肽基因合成了A、B链基因。合成的A 链和B 链基因分别克隆到pWR590质粒上,构建了表达型质粒pWR590-HIA和pWR 590-HIB,它们能够表达由β-半乳糖苷酶N-端约590个氨基酸残基与A 链或B 链组成的融合蛋白(两者之间由Met 连接)。A 链或B 链融合蛋白经BrCN 降解,磺化及分离纯化等步骤,得到了磺化A、B 链。磺化A、B链体外重组得到人胰岛素。     

磺酸型及还原型胰岛素A链、B链的低场~1H-NMR谱峰的初步识别

以Varian-XL400核磁谱仪对磺酸型及还原型A链、B链在pH10.76时的低场~1H-NMR谱峰作了初步识别,指出它们的分辨率大大高于S—硫甲基型A链、B链谱峰的分辨率。并研究了十二烷基磺酸锂(LDS)对它们的影响。LDS的疏水尾部使酪氨酸受到疏水基因的屏蔽作用,导致峰值向高场位移。