氨基酸的亲、疏水性研究 Ⅰ.各种氨基酸及其残基的疏水性标度

蛋白质由20种氨基酸组成。它们的亲、疏水性的相互作用是维持蛋白质三级结构最重要的作用力之一。有些变性的蛋白质(即随机松散分布的多肽链)能够自动地重新折叠起来,成为具有生物活性、高度有序的天然构象,就是疏水基起着关键作用。因此,研究各种氨基酸侧链亲水性或疏水性的大小及其相互作用(该方面的工作是七十年代才开展起来的),对于深入了解蛋白质、核酸等生物大分子的结构与功能,具有重要意义。     

多肽分子疏水性的电喷雾飞行时间质谱法快速测定

疏水作用是决定生物分子的结构和性质的重要因素,特别是在蛋白质的折叠,药物分子与受体(蛋白质、DNA等)的相互作用中起着关键作用.分子疏水性的强弱决定于分子内非极性基团的含量.在一定的实验条件下,电喷雾所获得的信号与多肽分子内非极性基团的面积呈现良好的相关性.因此,采用电喷雾飞行时间质谱法,在数分钟之内快速测定了不同多肽之间的疏水性,所获得结果与色谱法结果一致.     

疏水性氨基酸的羟基化研究进展

羟基化氨基酸在生物技术和分子生物学中具有独特价值,具有抗真菌、抗菌、抗病毒和抗癌的特性。通过比较化学合成与生物催化合成羟基氨基酸的异同,选择具有高对映结构选择性的生物催化合成方法成为羟基氨基酸合成的首选。生物催化实现疏水性氨基酸的羟基化和羟化酶紧密相关,而羟化酶又是单核非血红素Fe(Ⅱ)和α-酮戊二酸依赖型双加氧酶(Fe/αKGDs)的一种,Fe/αKGDs存在共性催化机制。因此,疏水性氨基酸在被催化的过程中,会利用关键中间体高价铁-超氧复合体(Fe(Ⅳ)=O)引起多种氧化转化,从而完成羟基化过程。文中就疏水性氨基酸的羟基化合成及功能应用,尤其是(2S,3R,4S)-4-羟基-异亮氨酸(4-HIL)和羟脯氨酸,进行了详细的阐述,探讨了Fe/αKGDs的共性催化反应机制,并对羟基氨基酸在基础研究和工业中的应用进行了综述。     

蛋白质表面氨基酸特性研究进展

分布在蛋白质分子表面的暴露于溶剂的氨基酸所具有的一些特性对蛋白质的折叠和聚合过程、蛋白质一蛋白质相互作用以及蛋白质的功能具有重要影响。本文分析了蛋白质表面氨基酸在疏水性、保守性、静电势及结构方面的一些特性,阐述了近年来国际上利用这些特性对蛋白质一蛋白质相互作用界面进行预测的方法,最后介绍了几款预测蛋白质表面氨基酸的软件。     

蛋白质表面氨基酸特性研究进展

分布在蛋白质分子表面的暴露于溶剂的氨基酸所具有的一些特性对蛋白质的折叠和聚合过程、蛋白质-蛋白质相互作用以及蛋白质的功能具有重要影响。本文分析了蛋白质表面氨基酸在疏水性、保守性、静电势及结构方面的一些特性,阐述了近年来国际上利用这些特性对蛋白质-蛋白质相互作用界面进行预测的方法,最后介绍了几款预测蛋白质表面氨基酸的软件。     

蛋白质表面疏水性的研究

用Ｐｈｅｎｙｌ－ＳｕｐｅｒｏｓｅＨＲ５／５疏水柱在ＦＰＬＣ仪上测定了一些蛋白的表面疏水性。在被测量的蛋白样品中,细胞色素Ｃ的亲水性最强,胰凝乳蛋白酶的疏水性最强。说明蛋白质的疏水性与其表面性质密切相关,而与蛋白质的分子量、疏水残基总数并不直接相关;去辅基细胞色素Ｃ和Ｃ端缩短的金黄色葡萄球菌核酸酶与天然态比较疏水性变化很大。疏水柱层析还用于监测在低浓度胍的作用下蛋白质的构象变化。以Ｎ－乙酰酪氨酸为模型化合物探测盐酸胍对疏水柱结合能力的影响,在０４Ｍ胍存在时,Ｎ－乙酰酪氨酸在疏水柱上的结合能力略有减弱,但核糖核酸酶Ａ的变化较大,表明胍引起的蛋白质的微小构象变化有效地引起其表面性质的变化;在０．１—０．３Ｍ盐酸胍存在时,甘油醛－３－磷酸脱氢酶表面疏水性明显增大,并伴随聚合态的出现。说明在低胍作用下,酶分子发生的构象变化,导致天然态内埋疏水面的暴露,暴露的疏水面间的相互作用是形成聚合的主要原因。     

真菌疏水蛋白结构研究进展

真菌疏水蛋白是由高等丝状真菌产生的小分子量(10kD左右)具有双亲性的蛋白质,它们在真菌生长和发育中起着重要的作用。通过研究发现疏水蛋白具有极高的表面活性,可以在界面通过自组装形成双亲性的蛋白膜,从而改变界面的亲疏水性质。值得注意的是,疏水蛋白的不同功能可归因于其双亲性蛋白质结构,使得其在不同的亲水/疏水界面处自组装以形成两性蛋白膜。基于这样的性质,疏水蛋白已经获得了国内外各领域的广泛应用。疏水蛋白潜在的应用价值激励了人们对其蛋白结构的探究从而解释其自组装机理。此篇综述总结了近些年人们通过不同手段及研究方法来解释疏水蛋白发挥功能的结构基础。     

2-DE技术中疏水性和碱性蛋白质的研究进展

双向凝胶电泳(2-DE)具有高分辨率、高通量等特点,已被广泛地用于蛋白质组的分离．但是它在分离疏水性蛋白质和碱性蛋白质时却遇到了极大的挑战．然而,疏水性与碱性蛋白质在全蛋白质中占相当大的比例,且具有很重要的生物学意义．因而,近年来,越来越多的研究者将目标瞄准这些蛋白质,并且取得了一些令人鼓舞的进展：用亚细胞预分离技术,顺序提取法等方法来富集疏水性蛋白质,用一些新的有效的增溶剂如硫脲,ASB一14等来改善疏水性蛋白质的溶解,应用这些技术2一DE可分辨出总平均疏水值达O．80的蛋白质;在碱性蛋白质分离方面,通过等电聚焦预处理,使用窄pH梯度胶条等大大地改善了碱性蛋白质在2-DE中的分离,能分辨出等电点达11．7的蛋白质．现对2-DE技术中疏水性和碱性蛋白质分离的研究进展进行综述．     

不同类型氨基酸网络参量与蛋白质折叠的关系

理论和实验研究表明,蛋白质天然拓扑结构对其折叠过程具有重要的影响．采用复杂网络的方法分析蛋白质天然结构的拓扑特征,并探索蛋白质结构特征与折叠速率之间的内在联系．分别构建了蛋白质氨基酸网络、疏水网、亲水网、亲水-疏水网以及相应的长程网络,研究了这些网络的匹配系数(assortativity coefficient)和聚集系数(clustering coefficient)的统计特性．结果表明,除了亲水-疏水网,上述各网络的匹配系数均为正值,并且氨基酸网和疏水网的匹配系数与折叠速率表现出明显的线性正相关,揭示了疏水残基间相互作用的协同性有助于蛋白质的快速折叠．同时,研究发现疏水网的聚集系数与折叠速率有明显的线性负相关关系,这表明疏水残基间三角结构(triangle construction)的形成不利于蛋白质快速折叠．还进一步构建了相应的长程网络,发现序列上间距较远的残基接触对的形成将使蛋白质折叠进程变慢．     

蝉类昆虫翅表疏水性研究为仿生超疏水材料研制提供新思路

疏水性是指物体表面对水具有排斥能力的性能。超疏水性则是指物体表面与水接触时所形成的接触角大于150°时的疏水性能。由于超疏水材料在工农业生产、国防建设及人们日常生活中具有极其广阔的应用前景,寻求、开发和研制具有高性能的新型疏水材料一直是科学家们所关注的课题,也是多年来仿生学领域研究的热点之一。翅是昆虫重要的飞行器官,也是重要的保护器官,很多昆虫的翅表具有非光滑的微纳米结构,是其具有超疏水性能的基础。     

三种金属硫蛋白聚合体的疏水性相互作用研究

通过分子表面的计算考察了三类金属硫蛋白（大鼠金属硫蛋白亚型Ⅱ,兔肝金属硫蛋白亚型Ⅰ和Ⅱ）二聚体短聚体中组成单元之间的疏水性相互作用。计算结果表明二聚体和三聚体中各组成单元之间均可以形成较好的几何匹配。对于二聚体而言,单体和单体之间存在一定的疏水性相互作用,但作用力 三聚体中,单体和二聚体之间的疏水残基能通过好的空间匹配形成很强的疏水性相互作用。对于这三种金属硫蛋白,二聚体中单体和单体之间的疏水性相     

活性蚤白质的高效疏水作用色谱法分离和纯化

高效疏水作用色谱是最近几年才发展起来的分离蛋白质的新方法,具有分离效率高、容量大、不损伤蛋白质的活性等特点。本文简要阐述该方法的基本概念,并介绍几种常见高效疏水作用色谱固定相的合成及其最新应用。     

枯草芽孢杆菌疏水蛋白BslA的结构及应用

疏水蛋白(Hydrophobin)是具有表面活性的小分子量蛋白质,可以在界面自组装形成双亲性蛋白膜,从而改变界面亲疏水性。研究表明疏水蛋白无毒性且无免疫原性,基于这样的性质,疏水蛋白可用于材料表面修饰、食品塑形剂、纳米药物载体而进行靶向运输或生物传感器的信号精确识别等。近年来,在枯草芽孢杆菌生物被膜中发现了一种分泌型小分子量疏水蛋白BslA (原名YuaB)。研究表明,枯草芽孢杆菌疏水蛋白BslA表达产量高,纯化过程简单、易于操作,可实现大规模生产,因而BslA具有更大的应用优势和开发价值。本文总结了BslA的性质、功能、结构等方面的信息,并与真菌疏水蛋白进行了比较分析,系统分析了其结构特点及应用价值。     

用定点自旋标记的方法研究天青蛋白疏水区的结构及其与P53蛋白的相互作用

定点自旋标记技术结合电子顺磁共振(ESR)波谱技术已成为检测蛋白质结构的有力工具.本文使用该方法研究了天青蛋白疏水区的结构特征及其与p53蛋白的相互作用.围绕天青蛋白疏水区构建了6个突变体,并对其进行自旋标记.溶液中标记位点的自旋谱线表明,45及63位自旋探针的运动受到很大限制,而59及65位的标记探针是在一个宽松的环...     

真菌疏水蛋白的结构和功用

真菌疏水蛋白是一类具有强表面活性的分泌型小分子量蛋白质。疏水蛋白的重要特性是能在亲水—疏水界面通过自我组装形成一层紧密稳定的约10nm厚的两性蛋白膜。概述了疏水蛋白的结构和性质。总结了疏水蛋白的生理功能,并探讨它的各种应用。     

锚蛋白重复序列介导的蛋白质-蛋白质相互作用

锚蛋白重复序列(ANK)是生物体中广泛利用的一种序列模体.ANK模体在ANK结构域中折叠成β₂α₂结构,在空间上则形成L型结构.数目不等的ANK串联起来, 依靠氢键和疏水相互作用,组成紧密、稳定的结构域,并且形成了种类众多但功能各异的ANK蛋白质分子.ANK结构域介导蛋白质与蛋白质的相互作用,它能够和多种配体结合,实现纷繁复杂的生物功能.着重介绍几类结构已知的ANK家族蛋白质分子及复合物的结构特征、生理功能及与疾病的关系.     

疏水性ELP基因设计与基因库构建

[目的]设计合成疏水性类弹性蛋白(Elastin-like polypeptide,ELP)基因,建立ELP基因库.[方法]选择疏水性最强的异亮氨酸(I1e,I)(疏水参数:4.5)取代ELP五肽重复序列单元(缬氨酸-脯氨酸-甘氨酸-客座氨基酸-甘氨酸,VPGXG)中客座残基X.全基因合成一段含编码(VPGIG)10序列,上游含Dra Ⅲ酶切位点、下游含BglⅠ酶切位点的ELP单元.将Dra Ⅲ和BglⅠ设计为一对同尾酶(Isocaudarner),利用这对同尾酶定向克隆(Recursive directional ligation,RDL)一系列不同拷贝数的ELP基因.为鉴定基因库有效性,随机选取库中ELP[Ⅰ]50基因进行蛋白表达、纯化并测定其相变温度(Inverse temperature transition,Tt).[结果]建立了ELP[Ⅰ]n(n=10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120)基因库.测定ELP[Ⅰ]50的Tt为24.3℃.[结论]首次单独选用I1e(I)作为ELP蛋白质标签中客座残基氨基酸,增加了ELP中疏水性氨基酸的含量,为进一步筛选出表达量高、Tt低、分子量小的ELP标签奠定基础.     

活性氧所致超氧化物歧化酶疏水性的变化

用抗坏血酸-Fe(Ⅲ)和过氧化氢分别作用于铜锌超氧化物歧化酶(SOD),经疏水层析分离得到亲水型和疏水型SOD.用胰蛋白酶和胃蛋白酶分别作用于天然SOD,亲水型SOD及疏水型SOD,结果表明疏水型SOD较亲水型SOD及天然SOD易被降解,提示活性氧氧化修饰后的SOD对蛋白水解酶敏感性提高与其疏水性增高有关.     

疏水作用和蛋白质

疏水作用及疏水和亲水的平衡在蛋白质结构与功能的方方面面都起着重要的作用。本文将以此为主题,就４０年来,疏水作用对蛋白质影响的研究作一概要的回顾。１．“疏水作用”这一概念的提出１９５９年,Ｋａｕｚｍａｎｎ在《蛋白质化学进展》上发表了一篇题为“影响蛋白质...     

疏水性肺表面活性物质蛋白的结构研究进展

疏水性肺表面活性物质蛋白（ＳＰ）包括ＳＰ－Ｂ和ＳＰ－Ｃ,它们在决定肺表面活性物质的结构、代谢及功能等方面有重要作用。ＳＰ－Ｂ和ＳＰ－Ｃ功能的多样性可能与其结构的特殊性有关,在表达及合成的过程中,二的结构均经过了复杂的加工,使之能与脂质系统相互作用以发挥其生理功能。