枯草杆菌蛋白耐热性改造区域的识别

热稳定性相关区域的识别是蛋白耐热性改造的关键问题之一。本文以枯草杆菌蛋白（SUBTILISIN BPN）为研究对象,通过枯草杆菌蛋白同源家族序列的统计耦联分析,提取枯草杆菌蛋白中的保守残基和强耦联残基,并运用分子动力学模拟方法,提取枯草杆菌蛋白表面候选突变残基,综合上述结果,提出了枯草杆菌蛋白表面耐热性改造关键区域的识别方法,并利用该方法确定了枯草杆菌蛋白表面的10个耐热性改造关键区域。将该结果与已有的耐热性突变实验资料进行了对比,发现其中的7个预测区域与实验结果吻合。结果验证了该方法可以较好地识别蛋白耐热性改造关键区域。     

hIL-6·hIL-6Rα·gp130三元复合物的结构预测

通过Delphi方法分析人白介素6（human interleukin-6,hIL-6）／人白介素6受体α亚基（human interleukin-6 receptor α subunit,hIL-6Rα）复合物、gp130（β subunit）的空间构象的表观静电分布,利用分子对接方法研究gp130与hIL-6/hIL-6Rα复合物作用形成三元复合物的空间构象,经过分子力学优化、分子动力学常温动态模拟借助分子间相互作用（范德华力、氢键、盐键等）、反应自由能理论探讨hIL-6·hIL-6Rα·gp130复合物稳定构象结合部位的结构域.分析结果表明,gp130蛋白表面富集较强的负电势,复合物hIL-6/hIL-6R一侧表面富集较强的正电势,gp130借助蛋白表面的静电作用结合hIL-6/hIL-6R复合物,介导hIL-6信号;hIL-6中的helix-C、loop-BC、loop-CD参与同gp130中的loopEF、linker、loopA′B′、loopB′C′、loopD′E′作用,hIL-6R中的loopA′B′、β-strand E′参与同gp130中的loopA′B′、β-strand E′作用.     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌的谷胱甘肽还原酶的结构模建和底物分子对接

极端环境微生物嗜酸氧化亚铁硫杆菌的谷胱甘肽还原酶(GR)可能在它的抵抗极端酸性,有毒和氧化性的生物浸出环境中发挥至关重要的作用.通过同源模建技术和分子动力学模拟,它的一个三维结构被构建,优化和检验了.获得的结构被进一步用于搜索绑定位点,跟辅因子黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)和底物谷胱甘肽(GSSG)进行分子柔性对接,并以此识别关健残基.对接结果显示,位于活性残基Cys42和Cys47之间的二硫键夹在FAD的活性位点和底物GSSG的二硫键之间.它们之间的距离非常靠近,这跟底物反应机理的初始步骤的情况十分一致.相互作用能表明8个酶中残基Cys42,Cys47,GIu443B,Glu444B,His438B,Ser14,Thr447B和Lys51是固定或激活GSSG的关键残基,这跟以前的实验事实相吻合.此外,根据相互作用能我们还新发现7个重要残基(Arg449B,Pro439B,Thr440B,Thr310,Va143,Gly46 and Va148).所有这些残基在其它物种中的相应物中也都是保守的.这些结果有助于进一步的实验研究和理解其催化机理,进而揭示这种细菌的抗毒机理,服务于工业应用.     

胰凝乳蛋白酶原激活过程的分子动力学研究

本文报道了我们使用分子动力学方法模拟胰凝乳蛋白酶原激活过程的研究.使用我们所提出的虚拟势法,通过对不加虚拟势和加大小不等的虚拟势的几种情形的模拟和比较,对于激活过程可能具有的时间尺度以及过程中势垒的位置及性质都给出了一定的信息,这是只用普通(?)分子动力学方法不易达到的.     

Hsp70核苷酸结合域突变体影响酶活的分子动力学模拟研究

分子伴侣蛋白Hsp70氮端核苷酸结合域（NBD, nucleotide-binding domain）的ATP酶活性变化对其行使分子伴侣功能具有重要作用。本文采用分子动力学模拟方法研究酵母分子伴侣Hsp70氮端NBD内残基A17,R23,G32和R167点突变对其ATP酶活性区域构象影响及功能关系。结果表明,突变体A17V,T23H,G32S的ATP结合口袋袋口的loopl（第一个转角,连接p1与p2）结构柔性增强,活性残基T11侧链明显向内移动,从而更加接近ATP的γ-磷酸基团,更容易使ATP水解。这可能蕞终导致ATP酶活性增强,从而引起分子伴侣功能的变化。     

拉伸作用对成骨细胞粘附、铺展、粘弹性的影响

采用四点弯曲梁实验装置（自行研制）对离体培养的大鼠成骨细胞,施以拉伸应变影响,通过微管吸吮系统、显微摄录、计算机图像系统了解细胞的粘附、铺展行为和细胞的粘弹性变化,认识细胞形态、粘附力及变形性对机械刺激的响应。发现：（1）机械拉伸2h成骨细胞与基底粘附力以及细胞单位面积粘附力较对照组明显升高,但加载后期与对照无明显;（2）成骨细胞粘弹性较对照组略低;（3）加载24h(500με）实验组细胞增殖比对照组快。机械拉伸有成骨细胞生长,并可通过粘附、铺展调整、削减应变影响。     

生物大分子的自由能计算方法

在本文中,我们总结了计算生物物理中广泛使用的经典的自由能计算方法,主要可以归纳为三大类:第一类是基于过渡态理论,利用路径系综得到自由能的方法;第二类方法采用一些经验势来补偿自由能表面达到均匀采样的目标;最后一种是将整个转换径分段计算,然后拼接完成得到完整自由能的方法.通过详细介绍自由能计算的重要性和实施细节,希望能够让...     

MAPK/ERK kinase 2(MEK2)的全长三维结构

作为一种枢纽性的信号通路, Ras/Raf/MEK/ERK级联可被众多细胞外刺激激活, 进而将不同刺激信号传递到不同的底物分子. 其中MEK分子只有MEK1和MEK2两种, 它们如何介导众多信号, 一直是人们感兴趣的问题. 但由于技术局限, 一直难以得到MEK分子的完整三维结构, 限制了对此复杂机理分子水平上的研究. 利用同源模建与分子动力学模拟相结合, 构建了MEK2分子的完整结构, 并研究了其分子动力学特性. 结果显示, MEK2的N端部分具有非常高的柔性, 富脯氨酸环区和C端也具有相当的柔性. 这些结构特性提示, 对于不同的上游信号, MEK2有可能以相应的不同构象与ERK和/或其他上下游蛋白作用, 从而导致相应不同的下游效应.     

细胞外酶MnP降解聚乙烯的分子动力学研究

MnP酶(manganese peroxidase)已被鉴定为降解聚乙烯的关键酶,通过设计不同长度的碳链聚乙烯蜡为实验底物,分别与MnP结合分析.采用Auto dock分子对接软件进行结合能的预测.并用Gromacs软件模拟了水、离子环境下,底物复合物能量、空间构象的变化等情况.研究结果表明MnP酶只能催化C56以下的聚乙烯蜡,随着碳链长度的增加酶与底物结合越不稳定;能量分析表明随着碳链长度的增加,其动能逐渐降低,而总能量亦有降低的趋势.     

DnaK蛋白扭链残基突变体影响其ATPase活性的分子动力学模拟研究

大肠杆菌分子伴侣蛋白Dna K氮端核苷酸结合域(NBD,nucleotide-binding domain)的II-A和II-B子域之间的一些高度保守的扭链残基突变后(I202A,S203A,G223A,L227A,G228A),其ATPase活性也发生变化原因不清楚。我们通过同源建模的方法构建NBD与小分子ATP相互作用的各蛋白模型,使用分子动力学模拟方法研各模型的结构变化并尝试找出其与ATPase活性变化的关系。结果表明,除L227A外,所有突变模型T11烃基与ATP-γ磷酸基团间的距离与活性变化间具有明显规律;但是所有模型中,能影响与Dna J结合,从而影响ATPase活性的β220(214-221)部分的紧致性变化符合规律,进一步的蛋白对接实验证实了这一点,所以这些扭链残基突变体可能主要是通过这两个部分的变化,引起ATPase活性的改变。