氨基酰化酶热变性时失活和去折叠的比较

过去许多作者已经报道了几种酶在盐酸胍和脲变性时失活与构象变化的比较研究,结果表明,失活先于以常规物理化学方法所监测到的构象变化;在同浓度变性剂存在的条件下,失活速度快于构象变化的速度.在大量的实验事实的基础上,邹承鲁提出了酶的活性部位的柔性学说,并指出这种柔性是酶催化作用所必需的.最近,在肌酸激酶分子的活性部位标记了一个荧光探测基团,直接观察了在低浓度的盐酸胍溶液中,酶活性部位构象变化,为邹承鲁的理论提供了一个直接的证据.然而上述研究中所涉及的酶都是非金属酶,而对于金属     

肌酸激酶在低浓度胍中失活并非起因于二聚体的解聚

本实验室的早期工作已经表明,当肌酸激酶(ATP-肌酸磷酸转移酶,EC 2,7,3,2)用胍或脲变性时,很低浓度的变性剂就可使酶失活;但需更高浓度的胍或脲才能引起用一般物化方法可以观察到的酶的构象变化。此外,在变性剂浓度相同时,酶的失活速度比酶分子整体构象的松散速度快几个数量级。肌酸激酶是二聚体酶,一般认为稀浓度的变性剂会引起寡聚酶的解聚。虽然一些作者认为肌酸激酶在单体状态下可能有活力,但是Degant     

胍变性的OPTA标记的肌酸激酶的再折叠研究

变性的完整蛋白质分子在体外再折叠的研究虽然不能完全模拟体内新生肽链的折叠,然而它可以对蛋白质的折叠提供一些有用的信息.因此近年来对于变性蛋白质再折叠的研究引起了人们广泛的重视.过去我们曾经研究了经脲或盐酸胍变性的肌酸激酶的再折叠与复活,发现在适当的条件下,变性的肌酸激酶可以再折叠至接近天然构象状态,酶活力亦可恢复至接近初始酶活力.比较再折叠与复活的动力学过程,发现酶分子再折叠和复活不是同步进行,在再折叠基本完成之后,酶的复活尚有一个很长的慢过程.我们曾用OPTA专一性的标记酶的活性部位,形成一个荧光基团,以此为探针探测在低浓度脲溶液中失活时活性部位的构象变化.在本文中,我们用这个荧光探针,探测了在胍变性肌酸激酶再折叠过程中,酶的活性部位的构象变化过程,并与整个分子的再折叠和酶的复活过程进行了比较研究.     

低pH诱导光合放氧33 kD蛋白构象显著变化

33 kD蛋白分子是高等植物光系统Ⅱ(PSⅡ)放氧侧3个外周蛋白中的一个, 仅含1个色氨酸残基(W241). CD光谱与荧光谱的研究结果表明, 当溶液的pH由6.2降到2.5时, 33 kD蛋白的溶液构象发生明显变化, 无规卷曲增加, α-螺旋和转角比例降低. 这种变化对pH是可逆的. 低pH下再经NBS修饰, CD光谱特征不变，但200 nm处负峰的峰值降低，表明蛋白构象中的无规卷曲进一步增加. 同时, 33 kD蛋白的柔性降低, 构象变化变成对pH不可逆, 表明NBS修饰W241破坏了33 kD蛋白构象变化的可逆性. NBS修饰后的33 kD蛋白与PSⅡ的结合专一性与修饰前相比大大降低, 且不能提高重组后PSⅡ放氧活力. 这些结果表明低pH是诱导33 kD蛋白构象由适应光合放氧显著变化至失活的主要原因, 而不是NBS修饰. 结合33 kD蛋白与质子的特殊关系, 对低pH诱导的意义进行了讨论.     

构象固定的U>P衍生物的合成及其RNase A底物性质

在酶催化反应中,不仅存在底物诱导的酶构象变化,也存在酶诱导的底物构象变化,以达到二者最佳的结合,这称为“诱导吻合”(“induced fit”).Meadows等用2′-,3′-和5′-CMP为抑制剂,通过NMR研究了它们在和RNase A结合时碱基相对于核糖的取向,他们的结论是,2′-CMP采取syn构象,3′-和5′-CMP采取anti构象,2′-CMP和3′-CMP(5′-CMP)取向的不同,和磷酸结合的位置有关系,但作为RNase A的底物的C>P(或U>P),它们在和RNaseA结合时以何种构象为有利构象的问题还没有得到直接的说明.     

酶活性部位的柔性

虽然结构改变对酶活力的影响的研究已有多年,然而,以前的作者大部分都集中在酶的一级结构的修饰。另一方面,尽管酶构象的完整性对其活力的重要性是早巳知道的,并且对热、酸和变性剂引起的酶分子的伸展的研究文献中也有大量报道,但是伴随变性的活性变化过程却很少研究。我们近年来比较几种酶在用胍和脲变性过程中的活力和构象变化的结果表明,酶的活性部位是处于局部的、与整个酶分子比较对变性剂更敏感的部位。     

量子生物力学

量子生物力学是生物力学的一个新的分支.它利用研究微观结构状态下机械运动的量子力学基本原理、密切联系其他量子科学和量子统计力学,试图解释生物系统的微观现象,并预测其宏观性质. 对生物现象及其过程性质的每项深入的基础研究,都要达到微观水平.生物系统的所有结构材料,都起源于由于化学键而使原子相互结合,形成生物分子.在现代实验手段的基础上,证实了有机分子的化学与物理性质不仅决定于它们的初始结构,还决定于它们的立体化学构象及其变化.这种构象决定于分子的分散段绕键的旋转和键角的变形.对构象变化的研究、对各段运动的研究、以及对克服旋转中势阻的研究,都是十分重要的问题.     

B链氨端去二肽(B1—2)羧端去五肽(B26—30)胰岛素的初步晶体学研究

为了研究各种胰岛素类似物的结构特征和B链羧端肽段的运动特征,在对各种胰岛素类似物广泛的结构比较基础上,梁栋材等人提出了胰岛素分子与其受体分子相互作用的两性表面,阐述了胰岛素分子在与受体结合过程中B链羧端肽段的运动及构象变化特征.Derewenda等人对B29-Al交联胰岛素的研究结果表明,由于B29-Al肽键的联结限制了B链羧端的运动,导致胰岛素失活.其它B链羧端的人变异胰岛素和修饰胰岛素的研究工作     

具有抗艾滋病毒活性的多肽T22([T2,12yr,L7 ys]-Polyphemusin Ⅱ )骨架构象模拟

用势能平滑搜索方法,在平滑修饰的势能面上对具有抗艾滋病毒HTV-1活性的肽T22([T5,12yr,T7yr]-Polyphemusin Ⅱ )骨架结构进行了全程搜索,得到该分子骨架结构在修饰势能面上的分子构象全集.用多构象优化方法,选择较适用于肽OPLS力场,采用GB/SA水溶剂模型,优化上述构象集,得到T22骨架结构在水溶液中优势构象集.结果表明势能平滑搜索与多构象优化相结合的构象分析方法是解决含有环结构的柔性分子构象分析中多重最小问题的有效方法.     

二氢叶酸还原酶热致构象变化的研究

二氢叶酸还原酶(EC1.5.1.3)存在于所有生物体内,它是细胞中DNA复杂的合成化学中必不可缺少的组分。该酶的抑制剂氨甲喋呤是临床上已应用的抗癌药物,因此对该酶构象变化的研究引起了人们的普遍关注。我们用示差扫描量热法(DSC)研究了温度在290～390K范围内二氢叶酸还原酶的热致构象变化。实验观察到:当以10K/min的升温速度加热酶的冻干粉样品时,在332.5K附近出现一个大的吸热转变,当温度下降至起始温度再进行第二次温度扫描时,该转变峰能够再现,表现出高度可逆性。当在冻干粉样品中加入一定量重蒸水时,从DSC热谱图上可以看到在低温区约313K处有一个像馒头状的吸热峰,峰的形状和峰出现的温度与酶的冻干粉有明显的不同。本文报道了二氢叶酸还原酶热致构象变化的热力学参数,并对实验中观察到的现象作了初步的讨论。     

DNA甲基化对转基因表达的影响

DNA甲基化在调节真核生物基因表达过程中起着十分重要的作用。在植物转基因研究中，外源DNA甲基化往往易导致外源目的基因失活。利用农杆菌介导将β-葡糖醛酸酶基因（uidA)导入烟草，发现外源uidA基因在部分转基因植株中发生了基因失活现象。Northern杂交实验证实，基因失活的植株内检测不到外源uidA基因的转录产物，同时伴随着基因上游启动子区域的DNA甲基化现象。上述实验结果提示，转基因失活很可能是由于启动子区域甲基化引起的。     

一种分子溶液构象搜寻方法

大多数化学和生物化学反应或过程是在溶液中进行的,分子溶液构象的研究具有重要意义[1,2].测定分子溶液构象的实验手段主要是核磁共振(ＮＭＲ),但ＮＭＲ方法受实验因素的限制,所测定的分子比较有限;即使由ＮＭＲ得到ＮＯＥ等实验数据,最后也必须借助分子模拟的方法才能将分子溶液构象的三维结构模建出来,因此分子模拟和理论计算方法在分子溶液构象研究中起重要作用.分子溶液构象模拟方法主要有分子动力学(ＭＤ)和ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ(ＭＣ)等方法,但这些方法均较为费时[3].为了克服这一缺点,结合系统构象搜寻和ＳＹＢＹＬ/ＳＯＬＶＥＮＴ溶…     

具有抗艾滋病毒活性的多肽T22([T5,12yr,L7yr]-PolyphemusinⅡ)骨架构象模拟

用势能平滑搜索方法，在平滑修饰的势能面上对具有抗艾滋病毒HIV－1活性的肽T22（[Tyr^5,12,Tyr^7]-PolyphemusinⅡ）骨架结构进行了全程搜索，得到了该分子骨加结构在修饰势能面上的分子构象全集。用多构象优化方法，选择较适用于肽OPLS力场，采用GB／SA水溶剂模型，优化上述构象集，得到T22骨架结构在水溶液中优势构象集。结果表明势能平滑搜索与多构象优化相结合的构象分析方法是解决含有环结构的柔性分子构象分析中多重最小问题的有效方法。     

氯离子和溶氧对苯丙氨酸解氨酶的失活作用

由肉桂酸和氨酶法合成L-苯丙氨酸(L-Phe)的反应是热力学上不利的.因为当苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine ammonia-lyase,PAL)被用在具有高pH,高氨和相对高的肉桂酸浓度的环境中被认为引起PAL的快速失活.通过转化反应实验,证明氯离子和溶氧的存在是PAL真正失活的因素.     

具有抗艾滋病毒活性的多肽T22([T_(yr)~(5,12),L_(ys)~7]-Polyphemusin Ⅱ)骨架构象模拟

用势能平滑搜索方法，在平滑修饰的势能面上对具有抗艾滋病毒ＨＩＶ－ｌ活性的肽Ｔ２２（［Ｔ５，１２yr,Ｌ７yr］－ＰｏｌｙＰｈｅｍｕｓｉｎ Ⅱ）骨架结构进行了全程搜索，得到该分子骨架结构在修饰势能面上的分子构象全集．用多构象优化方法，选择较适用于肽ＯＰＬＳ力场，采用ＧＢ／ＳＡ水溶剂模型，优化上述构象集，得到Ｔ２２骨架结构在水溶液中优势构象集．结果表明势能平滑搜索与多构象优化相结合的构象分析方法是解决含有环结构的柔性分子构象分析中多重最小问题的有效方法．     

环糊精衍生物在分子识别中的微结构变化

生物体中的化学过程是在高度组织化的集合体中进行的。酶的催化活性和高选择性首先依赖于酶对底物的分子识别和结合成复合体。 目前用一些人工合成的主体作为酶模型来模拟对底物的识别和结合,已显示令人瞩目的催化和选择功能。但是为了阐明酶-底物结合的机理,包括所发生的构象变化和诱导楔合     

副黏病毒HN与F糖蛋白的结合作用域

副黏病毒囊膜表面糖蛋白有两种, 即与宿主受体结合的血凝素神经氨酸酶(HN)以及介导膜融合的融合糖蛋白(F). HN与受体的结合可激活F, 使其发生构象变化, 从而介导病毒囊膜与宿主细胞膜的膜融合, 但HN与F蛋白相互结合的区域还不清楚. 用基因工程方法获得禽副流感病毒-2(APIV-2)HN蛋白球状头部区域(globular head region, HNH)以及F蛋白两段七肽重复区域(heptad repeat, HR)HR1与HR2三个纯化蛋白. 蛋白质体外结合实验及质谱与圆二色谱的结果表明, HNH不仅可与HR2结合, 还可与HR1结合, 并且结合后的蛋白构象与各组成多肽的构象不同. 结果表明, HNH可能是HN蛋白与F蛋白的结合作用域. 在此基础上讨论了HN激活F并引致膜融合的分子机制, 可为阻止病毒膜融合寻找新策略.     

高分子尾形链构象分布的两种理论方法

当分子链的一端附着于某一固体壁时,就形成了尾形高分子构象,显然,它可以看成是高分子吸附的最简单的形式,除高分子吸附与解吸外,许多涉及表面和界面的高分子问题都与尾形链的构象有关,例如固体表面上的接枝聚合、嵌段共聚体的液晶层状结构、高分子表面活性剂在两相的分配、高分子对于胶体的稳定性、橡胶单点粘结力学等.然而,尾形链分子构象理论的研究相当薄弱,众所周知,高分子构象问题与随机行走问题有明显对应关系,由简单随机行走导出的理想高分子链构象的Gauss分布,已经是整个高分     

π面氢键与多环芳烃代谢反应区域选择性关系的AM1研究

π面氢键在含芳环体系的分子识别中的作用已经受到广泛的注意,并在生物大分子构象研究中发挥了重要作用。我们在致癌作用的双区理论研究中注意到:多环芳烃的角环虽然具有较高的定域能,但是却优先于其他位置进行代谢。这很可能与多环芳烃和酶体系中的质子给予基团之间形成π面氢键有关。因此,本文使用AM1半经验分子轨道法对已经实验确认结构的氨-苯体系中π面氢键的作用进行了探讨;并且,在此基础上研究了π面氢键的存在对多环芳烃环氧化代谢反应区域选择性的影响。     

效应物L-半胱氨酸对L-天门冬酰胺酶活力及构象的影响

关于L-半胱氨酸对L-天门冬酰胺酶的作用曾引起一些实验室的注意.从不同来源的L-天门冬酰胺酶所得实验结果各不相同:有的不表现抑制作用;有的表现抑制作用;有的属于别构抑制类型;有的还能引起酶的解聚.但是,迄今尚未见到L-半胱氨酸的抑制作用与酶分子构象改变相关性的任何报道.本文以大肠杆菌AS1.357 L-天门冬酰胺酶为实验材料,肯定了L-半胱氨酸对酶活力有明显抑制作用.同时还就这种抑制作用的性质,以及