局部碱基对梯阶参量对蛋白质折叠速率的影响

相关研究表明mRNA序列中GC含量、回文密度和二级结构对蛋白质折叠速率都有重要影响,为了研究mRNA三级结构是否对蛋白质折叠速率也存在重要影响,收集了具有实验折叠速率的蛋白质作为研究对象,对其中的每一个蛋白质,计算其相应mRNA三级结构中各种局部碱基对梯阶参量值,并分析了这些参量值与相应蛋白质折叠速率的相关性.将蛋白质...     

不同类氨基酸的使用度对蛋白质折叠速率的影响

根据氨基酸约化分类,定义描述氨基酸序列信息的参量—相对氨基酸使用度(RAAU),在现有数据库和相关文献的基础上,建立了包含相对氨基酸使用度和蛋白质折叠信息的蛋白质折叠数据库.在此基础上,分析了相对氨基酸使用度对蛋白质折叠速率的影响.结果表明,强亲水类氨基酸和强疏水类氨基酸的使用对蛋白质的折叠速率的影响截然相反.对不同类蛋白质,其相对氨基酸使用度对蛋白质折叠速率的影响有明显差异.     

从序列预测蛋白质折叠速率

基于序列预测二级结构的蛋白质折叠速率的成功预测暗示着折叠速率能够单独从序列中预测出来.为了追踪这一问题,提出了从序列预测折叠速率的一种方法,而不需要任何二级结构和拓扑的信息.残基对折叠速率的影响与氨基酸的性质有密切的关系.对双态和多态蛋白质实验测定的折叠速率的相关性达到了82.9%,这意味着蛋白质的氨基酸序列是决定折叠速率和机理的重要因素.     

大肠杆菌的同义密码子使用偏性对蛋白质折叠速率的影响

考虑到同义密码子使用偏性的物种差异性,选取大肠杆菌的54条核蛋白为研究对象,将每条核蛋白按二级结构截取出α螺旋片段、β折叠片段和无规卷曲(α-β混合)片段,然后找到每个片段相关的核酸序列信息,计算其同义密码子使用度和相应肽链的折叠速率.在此基础上,分析了同义密码子使用偏性和相应肽链折叠速率之间的相关性,发现对于不同二级结构类的肽链片段,都有部分密码子的使用偏性与其对应的肽链折叠速率显著相关.因此,在蛋白质折叠中,同义密码子的使用偏性起着重要作用.     

冠状病毒同义密码子使用对mRNA二级结构的影响

从NCBI中获得了45种冠状病毒的mRNA序列总计416条.分别计算了每条编码序列中相对同义密码子使用度(RSCU),然后预测每条mRNA序列的RNA二级结构,计算相应mRNA茎结构含量、环结构含量、单位平均折叠自由能以及mRNA柔性.由此,建立了冠状病毒mRNA二级结构数据库.在此基础上,分析每条mRNA序列同义密码子使用度与mRNA二级结构之间的相关性.分析结果表明,有90%的氨基酸所对应的密码子使用度与mRNA茎结构含量显著相关;有75%的氨基酸所对应的密码子使用度与mRNA环结构含量显著相关;有90%的氨基酸所对应的密码子使用度与单位平均折叠自由能显著相关;有85%的氨基酸所对应的密码子使用度与mRNA柔性显著相关.进一步分析发现,同时与茎结构含量和环结构含量都显著相关的密码子,它们的使用度与两种结构含量的相关性截然相反,在所选的参量中,柔性与同义密码子使用度显示出更好的相关性.结果证实,冠状病毒同义密码子的使用对mRNA二级结构存在很大的影响.     

蛋白质的二级结构和mRNA的二级结构的相关性研究

利用置信度为95的特征字研究了蛋白质二级结构以及其对应mRNA二级结构，发现蛋白质二级结构和mRNA二级结构有明显的相关性。规则二级结构α—螺旋，β—折叠以及包含有Turn的边界明显倾向于mRNA二级结构的茎区，而避免出现在环区。     

从高分子构象与动力学到蛋白质折叠

针对作用在聚合物刷上的键拉力研究表明作用在接枝基面上的力随着聚合物刷接枝密度的增大反而减小,然而尾端单体上的拉伸张力并没有消失.高分子的构象和动力学转变决定了其物性和多种多样的应用,而生物大分子蛋白质作为由二十种不同属性的氨基酸构成的序列,更是具有由其序列所决定的特别的三维自然结构.本文就聚合物刷、聚合物纳米复合材料、聚合物网络等几种高分子体系的构象与动力学过程,及蛋白质构象和其折叠与去折叠的动力学过程做了介绍.特别是蛋白质的折叠与去折叠速率在单分子操纵实验中受到拉力的调控,通过测量这种拉力依赖的动力学过程、蛋白质的自由能曲面和折叠去折叠路径可以得到系统全面的研究.本文以肌肉蛋白titin的免疫球蛋白结构域I27为例对蛋白质折叠研究进行了阐述.     

tRNA丰度是影响蛋白质二级结构形成的一个因素

从人和大肠杆菌蛋白质和DNA序列的统计分析，发现mRNA的对应一定蛋白质二级结构的m密码子片段(m=3，4，…，8)，当平均tRNA拷贝数高时(对于人高于11，对于大肠杆菌高于2．O)，偏好编码螺旋，而避免编码线团；当平均tRNA拷贝数低时，偏好性正好反过来．对于beta折叠，未发现和tRNA拷贝数有明显的统计关联．对大肠杆菌也研究了密码子频数与蛋白质二级结构的相关性，其间的关联比tRNA拷贝数与蛋白质二级结构的关联弱．因此，tRNA拷贝数与蛋白质二级结构的关联可能更为本质．机制目前尚不清楚．一种可能的解释是：tRNA丰度以某种方式影响了新生肽链的折叠，通过翻译精度的因素影响了蛋白质二级结构的形成．     

蛋白质在溶液中构象转换的分子动力学模拟

将蛋白质的稳定和失活、折叠和去折叠等现象概括为蛋白质分子在溶液中的构象变化问题。采用非品格模型和Langevin分子动力学方法研究了无限稀释溶液及不同尺度和不同表面亲／疏水性球形限制性空间内β模型蛋白的构象分布及其转换特性。模拟结果显示：尺寸适度的疏水性空间有利于蛋白质结构发生缩塌,而亲水性空间有利于缩塌态蛋白质结构的稳定,且表面亲／疏水性的影响作用随着空间半径的增大而减弱。计算结果与实验报道一致,为研究蛋白质分子在溶液中的折叠和稳定化提供了理论工具。     

不同折叠类型蛋白编码基因的密码子使用

对195个编码不同折叠类型蛋白（50种全α结构蛋白，66种全β结构蛋白，37种α β结构蛋白，42种α/β结构蛋白）基因的密码子使用偏性的方差分析研究表明，不同折叠类型蛋白的密码子使用偏性有着显著的区别，特定折叠类型的蛋白有着特定的编码基因的密码子使用模式，这一结果表明，在蛋白质折叠类型和蛋白质二级结构的预测过程中，编码基因的密码子使用偏性可以作为蛋白质一级结构以外的一项重要的预测标准。     

同源α-螺旋结构蛋白质Im7和Im9的变性及折叠特性的研究

Im7和Im9是具有相似三维空间结构的同源蛋白质分子，这两种蛋白质的一级序列中有60％的残基成分相同，研究结果显示，Im7和Im9分子具有不同的稳定性和经历不同的折叠途径，为解释有关的实验事实，利用吸附反应动力学方法，分析了Im7和Im9两种蛋白质的变性过程和重折叠过程，结合Im7蛋白质和Im9蛋白质所具有的空间结构特性，对Im7和Im9蛋白质具有不同稳定特性和折叠途径存在差异的原因做了进一步的讨论和解释。     

蛋白质折叠的计算机模拟

使用非格点朗之万模型和"Go型"氨基酸相互作用模拟了4个小分子量快速折叠蛋白质的折叠行为.从动力学和热力学两方面的探讨中,得到蛋白质CI2的折叠属于两态过程和蛋白质CheY的折叠过程存在中间态和蛋白质1BBL的折叠属于无势垒的"下山"式过程,而蛋白质片断1BDD(第10至第55残基)的折叠则是介于两态过程和"下山"式过程的中间类型.由于使用了相同的模型,物理机制上这些不同折叠类型显然来自蛋白质不同的天然态拓扑结构.     

蛋白质折叠研究的热点

蛋白质折叠、结构和设计国际研讨会(International Workshop on Protein Folding，Structure and Design)于2001年6月11—22日在意大利Drieste，Abdus Salam国际理论物理中心(ICTP)召开．这次会议集中了当今蛋白质折叠研究的大多数知名学者，他们的工作比较全面地代表了目前国际上蛋白质折叠问题研究的前沿．这次会议大多数报告是关于蛋白质模型和它们的折叠机理．会议比较全面地反映了目前国际上蛋白质折叠问题研究的状况，以及未来蛋白质折叠研究发展的方向．目前蛋白质折叠的研究热点有两个方面：一是蛋白质模型的研究．这方面集中在简单的格点模型，主要内容有3个方面：(1)水分子影响．(2)侧链的影响．(3)拓扑结构研究．二是蛋白质折叠机理的研究，主要内容有：(1)热力学性质分析．(2)动力学过程的研究．(3)折叠初期研究．     

伸展态β-乳球蛋白重折叠过程的动力学特性

从蛋白质变性的渐变模型及构象态渐变的观点出发 ,对伸展态 β -乳球蛋白的重折叠过程进行了分析 ,发现蛋白质分子从伸展态到最终折叠态历经一系列中间稳定态 .尿素浓度梯度电泳实验结果显示 ,存在两条不同的折叠途径 .在不同的尿素浓度范围内 ,蛋白质分子的折叠过程具有不同的动力学特性     

蛋白质构象与折叠行为的研究

蛋白质结构预测与蛋白质折叠是生命科学研究的核心问题之一,也是后基因时代推动生物学朝着定量化发展的重要方向之一,它是分子生物学中心法则还没有解决的一个重大生物学问题.简单介绍了蛋白质分子的结构特点,讨论了蛋白质分子构象研究的重点,即蛋白质结构预测与蛋白质折叠.重点介绍了拥挤环境对蛋白质构象的影响和蛋白质分子的力学性质,这是蛋白质分子构象研究的深入.这些介绍可以帮助我们更清楚地认识蛋白质分子.     

小蛋白天然结构与折叠速度关系的分子动力学模拟研究

用分子动力学模拟方法研究了小蛋白天然结构集合与其折叠速度的关系．根据蛋白质内存在接触的不同定义方式．利用分子动力学模拟方法得到了10个小蛋白的一系列构象集合,分析了其拓扑参数与折叠速度的关系,并与PDB单构象的情况进行了比较．用含主链重原子的方式定义接触,所计算的结果较好,天然结构集合所计算的拓扑参数与蛋白质折叠速度的关系可以更真实地反映实际情况．     

介质圆锥对数螺旋天线特性的理论研究

采用有限元-边界积分方程方法(FE-BI)分析了不同结构参量对介质体上的圆锥对数螺旋天线性能的影响。首先对比了同样结构和工作频率下介质圆锥对数螺旋天线与普通圆锥螺旋天线方向图的差异, 然后分析了圆锥参量和螺旋参量对介质圆锥天线的影响, 最后在给定的介质参量下, 仿真得出辐射特性较好的螺旋天线结构参量。     

尿素、盐酸胍在溶菌酶分子上结合数的平衡渗析研究

蛋白质的活性及生物功能与其二级、三级和四级结构有重要联系,而这些结构主要是以氢键、疏水键等弱相互作用所维系.由于这些弱相互作用易受外界因素的影响,使蛋白质分子发生构象变化,从原来的折叠态变为去折叠态.这一变化使得蛋白质分子失去生物功能,称为蛋白质的变性.能够使蛋白质变性的化学物质被称为变性剂,尿素和盐酸胍是常见的蛋白质变性剂.     

hNDR2、mNDR2基因及其蛋白质结构分析研究

基于Internet服务器上的工具软件包对hNDR2和mNDR2两个基因结构进行了分析 ,并对其蛋白质结构进行了预测。结果表明 :hNDR2和mNDR2氨基酸序列具有 91.9%的相似性 ,hNDR2蛋白质二级结构有 9个α螺旋和 11个 β叠片 ,属于α/β折叠类蛋白 ;mNDR2蛋白质二级结构有 9个α螺旋和 12个 β叠片 ,属于α/β折叠类蛋白 ;两者都有一个跨膜螺旋结构     

蛋白质折叠理论与包涵体的处理

多肽链折叠成天然构象的蛋白质决定于蛋白质的一级结构,另外还需要分子伴侣等蛋白质的协助以及ATP提供能量。大肠杆菌等表达体系表达外源基因时,其表达产物量形成包涵体,利用蛋白质折叠理论,可以分析其产生的原因以及建立恰当的蛋白质复性体系。