一种基于三维原子场相互作用矢量的新型氨基酸结构信息描述子

从分子的三维空间结构出发, 按照不同类型原子之间静电和立体作用得到一种新的分子结构表达方法——三维原子场相互作用矢量(3D-VAIF). 利用该矢量对20种天然氨基酸空间结构性质进行计算, 通过主成分分析获得单个氨基酸的特征描述子——氨基酸结构信息得分(SSIA). 分别使用58个血管紧张素转化酶抑制剂、48个苦味二肽以及31个缓激肽对SSIA的性能进行了测试, 所得模型的复相关系数R²_cum和交互检验复相关系数Q²_LOO分别为0.789, 0.773; 0.856, 0.837和0.838, 0.815. 结果表明将SSIA用于肽类似物定量序列活性建模(定量序效建模, QSAM)效果优于传统氨基酸描述子.     

双酚A类化合物雌激素活性的QSAR研究

应用分子电性距离矢量描述子(MEDV)表征双酚A类化合物的分子结构, 并对其雌激素活性建立相关QSAR 预测模型. 研究结果表明, 该类描述子能全面反映化合物的分子结构信息, 所建立的模型不仅具有良好的拟合与预测能力, 同时能揭示影响双酚A 类化合物分子活性的分子结构基元.     

三维全息原子场作用矢量用于嘌呤衍生物定量结构保留相关的研究

采用本实验室新近提出的三维全息原子场作用矢量(3D-HoVAIF)对33个嘌呤衍生物进行定量结构保留相关(QSRR)的研究, 运用逐步回归(SMR)筛选变量后, 用偏最小二乘(PLS)回归建模与交互校验复相关系数, 标准偏差分别为 =0.966与 =0.860及SD=0.112, 均优于文献值, 色谱保留预测模型具有良好的稳定性和预测能力. 研究结果表明: 3D-HoVAIF能较好地表征该类分子结构信息, 有物化意义明确及结果易于解释等特点, 值得进一步推广应用.     

心钠素(ANP)免疫学的初步研究

心钠素(Atrial natriuretic peptide,ANP)是de Bold在1981年发现的一种由心肌细胞分泌的多肽纪素,具有利尿、利钠、降血压和抑制肾素-血管紧张素-醛固酮系统的作用.ANP(99～126)由28个氨基酸组成,第105,121位的2个Cys以二硫键连接成1个包括17个氨基酸的环状结构.不同种属的ANP保守性很强,人与大鼠的ANP之间只有1个氨基酸的差异.大鼠心房肽(rat atriopeptin Ⅲ,rAPⅢ)是大鼠体内ANP的1个具有活性的较短的存在形式,由24个氨基酸组成.     

血管紧张素Ⅱ及其自旋标记物的合成、生物活性和顺磁共振的研究

血管紧张素Ⅱ(AngiotensinⅡ,AugⅡ)是肾素-血管紧张素系统(RAS)中的重要成分,在肾脏RAS中,肝脏生成的一种α_2球蛋白,即血管紧张素原,通过肾小球旁细胞分泌的一种蛋白水解酶肾素的作用,成为10肽血管紧张素Ⅰ(AngⅠ),再通过血管紧张素转化酶的作用去掉两个氨基酸(His-Leu)成了强活性的8肽AugⅡ,其氨基酸序列为:DRVYIHPF.AugⅡ可与相应受体结合引发多种生理效应.自旋标记方法为生物学研究提供了有效手段,有些顺磁性基团自身结构功能也对被标记分子的结构发生影响,被认为是双功能基团.     

心兴奋肽在文昌鱼神经系统中的分布:免疫组织化学的研究

心兴奋肽(cardioexcitatory neuropeptide,FMRFamide)是从一种蛤子(Maorocallista nimbosa)的神经节中分离得到的。它是由苯丙-甲硫-精-苯丙酰4种氨基酸所组成的神经肽,现已人工合成。它可影响软体动物的心脏节律和蜗牛触角的收缩,并对无脊椎动物的神经元有复杂的影响。新近有证据认为,FMRFamide可能作为一种内源性抗阿片样物     

应用分子全息对多氯代二苯并呋喃的QSRR研究

基于分子全息技术, 研究了135种多氯代二苯并呋喃化合物(PCDFs)气相色谱保留指数(GC-RI)与分子全息结构之间的关系, 应用偏最小二乘(PLS)回归技术建立了分子全息定量结构-色谱保留(QSRR)模型. 交叉验证相关系数q²_LOO=0.998, 非交叉验证系数r² = 0.998. 随机选出100种PCDFs化合物作为训练集, 其余作为测试集, 来验证分子全息QSRR模型的预测能力和稳健性. 采用最佳模型的建模条件对测试集进行PLS分析, q²_LOO为0.997, r²为0.998. 用训练集数据所建立的QSRR模型预测测试集中PCDFs化合物的色谱保留指数, 结果表明基于训练集所建立的QSRR模型可以对测试集中PCDFs化合物的气相色谱保留指数进行很好的预测.     

水稻OsSH3P2短肽多克隆抗体的制备和鉴定

特异性抗体的成功制备是研究蛋白功能的重要环节,目前短肽抗体制备技术在动物中的应用日益成熟,然而该项技术在植物中的应用甚少.本研究通过分析水稻OsSH3P2蛋白的抗原表位、亲水性以及同源蛋白氨基酸序列,同时利用RoseTTAFold系统进行蛋白模型预测.选取了3条序列特异、亲水性高、具有抗原表位和不同肽链结构的氨基酸序列,通过人工合成短肽抗原、偶联KLH载体蛋白后,免疫新西兰大白兔制备得到相应多克隆抗体.经酶联免疫吸附测定检测获得了3份Anti-OsSH3P2-1#、Anti-OsSH3P2-2#、Anti-OsSH3P2-3#高效价短肽多克隆抗体血清.用免疫印迹(Western blotting)方法对OsSH3P2原核重组蛋白和植株内源的OsSH3P2蛋白进行检测,以进一步确定短肽抗体的特异性.结果显示,由不含α-螺旋和β-折叠结构的肽段作为抗原,免疫制得的Anti-OsSH3P2-1#短肽多克隆抗体能有效识别OsSH3P2蛋白,且不受同源蛋白干扰,说明该抗体具有较高的免疫特异性. OsSH3P2短肽多克隆抗体的成功制备,为进一步挖掘OsSH3P2生物学功能奠定基础,且为植物短肽抗体...     

有机污染物生物富集因子定量预测模型的建立与评价

有机污染物的生物富集因子(BCF)是进行生态风险评价的基础数据. 依照经济合作与发展组织(OECD)关于定量结构-活性关系(QSAR)模型构建和使用的导则, 根据线性溶解能关系(LSER)理论选择理论计算的分子结构描述符, 采用偏最小二乘(PLS)方法建立了8类化合物对鱼类BCF的QSAR模型. 结果表明, Connolly分子表面积(CMA)、平均分子极化率(α)和分子量(MW)对BCF影响最显著, 因此, 分子大小是影响化合物在鱼体内生物富集的最主要因素. 模型具有良好的拟合能力(复相关系数平方R²_Y = 0.868, 均方根误差RMSE = 0.553)、稳健性(交叉验证Q²_CUM = 0.860)和预测能力(外部可解释方差Q²_EXT = 0.755, RMSE = 0.647). 采用Williams图对模型应用域(AD)进行了表征. 所建立的模型, 可以应用于应用域内有机化合物的BCF的预测, 具有潜在应用价值.     

对-环胺甲基苯丙氨酸的合成、拆分及保护

在肽类药物的研究中,合成具有特殊结构的天然肽类似物,是探索肽结构与功能关系的重要方法,也是寻找高效低毒肽类药物的重要途径。这种工作大致可从几个方面进行:1.改变肽的主链结构。在肽链中引入其他化学键,如将酰胺键的羰基变为硫羰基等。2.改变氨基酸残基的侧链结构。如引入非天然氨基酸或对天然氨基酸侧链进行化学修饰等。3.肽链中引入D型氨基酸能有效地抑制体内蛋白酶对肽链的水解,也能改变肽的构象。     

血红蛋白的结构分析

全世界迄今发现的异常血红蛋白达270多种,化学结构分析证明大多数属于肽链上的单个氨基酸替代;国内也发现多种异常血红蛋白,但尚未作化学结构分析。本文介绍应用指纹法(fingerprinting)和肽段氨基酸层析法对国内发现的一种异常血红蛋白进行化学结构分析,证明它是血红蛋白S(HbS)。     

旨在揭示物质与生命奥秘的计量谱学工程

<正>晶体衍射学、表面形貌学以及光电子声子能谱学是物质和生命科学领域的三大基本表征手段.三者之间通过化学键和处于不同能级上电子的行为密切相连.与形貌学和晶体结构学相比,电子和声子谱学可以揭示关于局域化学键-电子-物性的受激弛豫行为的关联信息,从而达到预测和控制物质的结构和性能的目的,意义更为重要和深远.例     

影响有机污染物在空气颗粒物与空气之间分配行为的分子间作用力

有机污染物在空气颗粒物与空气之间的分配系数(K_p)对于描述其在大气中的行为具有重要意义, 是进行生态风险评价的基础数据. 基于18种正构烷烃、21种多氯联苯、16种二英类化合物和13种多环芳烃的K_p值, 采用理论分子结构描述符和偏最小二乘(PLS)回归, 建立了K_p的多参数线性自由能关系(LFER)模型. 该模型具有较好的稳健性和预测能力, 可用于结构类似化合物K_p值的预测, 并有利于对分配机理的解释. 结果表明, 色散力是影响有机化合物在空气和颗粒物相间分配的主要因素, 电荷转移作用和分子位阻大小对K_p值也有一定影响. 同时, 对不同种类化合物分别建模, 结果表明, 影响几类化合物分配的机理相似, 偶极-偶极、偶极-诱导偶极作用对正构烷烃、PCBs和PCDD/Fs 的K_P值有微弱的贡献.     

基于多信息融合的酵母重组冷热点预测

减数分裂重组并非均匀发生在基因组上,而是在一些区域有着较高的重组频率(重组热点),在另一些区域重组频率较低(重组冷点).重组的发生不仅与序列特征有关,还依赖于染色质的结构.准确鉴定重组热点和冷点对于认识重组发生的分子机制以及基因组进化规律具有重要意义.本文首先在实验数据的基础上识别2 kb尺度的重组冷热点,然后采用多样性增量结合二次判别分析(IDQD)和支持向量机(SVM)算法,基于一系列与DNA序列、结构及其热力学稳定性以及染色质结构相关的特征对酵母的重组冷热点进行了分类预测.结果表明,预测模型能够有效区分重组冷热点;从预测结果的敏感性、特异性和总精度来看,IDQD算法优于SVM算法.     

乳腺癌细胞靶向特异性多肽研究

通过噬菌体肽库技术, 研究能特异性结合并具有携带目的基因进入靶细胞能力的多肽. 以人乳腺癌细胞MDA-MB-231为靶细胞, 与pC89噬菌体肽库共培养筛选出能特异性进入靶细胞的小肽噬菌体. Subtilisin被用于灭活未进入细胞的噬菌体, 进入细胞的特异性小肽噬菌体经细胞裂解、转化E. coli XLI-Blue得到扩增. 经5轮反复共培养, 富集得到能特异性进入乳腺癌细胞的小肽噬菌体. 以RGD-integrin binding噬菌体为对照, 分别检测乳腺癌细胞特异性小肽噬菌体与MDA-MB-231、其他乳腺癌细胞株以及实体瘤细胞株的亲和性. 测序并合成无噬菌体外壳蛋白的特异性多肽(CASPSGALRSC)以标记FITC; 同时为了解氨基酸序列排列对特异性的影响, 合成了调整氨基酸序列排列次序的多肽(CGSLSRAPSAC), 并检测其与人乳腺癌细胞的特异性. 实验获得与MDA-MB-231细胞特异性结合的小肽噬菌体; 合成的无噬菌体外壳蛋白的多肽序列保持与MDA- MB-231细胞的特异性, 并且亲和性高于嵌合蛋白(RGD-integrin). 本研究建立了一种利用噬菌体肽库研究能结合或进入不同细胞的未知多肽的技术; 得到了一条能与MDA- MB-231高特异性结合的氨基酸多肽序列; 这种高特异性呈现氨基酸多肽序列高度依赖性; 该氨基酸多肽具有作为乳腺癌基因治疗高效靶向性载体的潜在临床应用价值.     

人胰岛素原C肽的合成及放射免疫测定

胰岛素原是胰岛素的前体,本身生物活力很低,只是在胰脏β-细胞中经酶解后才释放出胰岛素发挥其作用,同时也释放出一分子C肽和两对碱性氨基酸.人胰岛素原C肽部分是三十一肽,其他动物的C肽与人C肽的差异较大.尽管C肽的功能尚不清楚,但人体血浆中C肽含量是检测β-细胞释放胰岛素功能的最好指标.临床放射免疫(放免)方法测定血清中C肽含量已是许多国家糖尿病研究中较为重要的手段.放免建立的先决条件是具备天然的或合成的     

脑神经肽类激素Allatostatin4的一级结构与活性研究

保幼激素(JH)对昆虫的生长发育,卵子成熟起着重要作用,它是通过咽侧体(CA)合成并释放的一种激素.脑神经分泌细胞分泌的神经肽类激素通过神经或体液途径传递到CA,以调节CA的JH生物合成.至今所知咽侧体抑制激素Allatostatin4(AST4)是Allatostatins族系中最短的一个肽,它是由8个氨基酸构成,其氨基酸序列如下:     

荧光假单胞菌G2-EPSP合酶的拆分和intein介导的活性恢复

利用GPS-LS接点扫描系统, 在荧光假单胞菌G2的5-磷酸烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合酶编码基因aroA中随机插入15 bp (即编码5个氨基酸短肽)的外源片段, 建立含一系列不同插入位点的aroA突变体库. 利用内源aroA基因缺失的大肠杆菌突变株ER2799对突变体库进行功能互补筛选, 测序后确定了12个可以忍受5个氨基酸插入的位点, 其中位点F295/T296经Ssp DnaE内含肽(intein)介导的蛋白互补技术鉴定为可拆分和蛋白重建的位点. 从位点F295/T296将G2-EPSPS基因一分而二, N-端和C-端片段分别连接在携带Ssp DnaE 内含子元件的原核表达双质粒上, 获得共转化质粒pMEPSN295IN和pKEPSC296IC. 将质粒pMEPSN295IN和pKEPSC296IC分别或共转化内源aroA基因缺失的大肠杆菌突变株ER2799中, 携带共转化质粒的重组子能够在M9限制性培养基生长, 而携带单一质粒的不能生长, 表明从位点F295/T296拆分的aroA基因在内含肽介导下实现了蛋白重建, 在突变株ER2799中恢复了5-磷酸烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合酶活性, 酶活水平达到野生型的62.92%,为4.48 U/mg.     

分子对接结合比较分子相似性指数分析用于雌激素类化合物活性预测和分子机理研究

雌激素类化合物通过干扰人和野生动物正常内分泌的功能, 对人和野生动物的健康产生严重的负面影响. 对雌激素类化合物雌激素活性的分子机理和活性预测一直受到广泛的关注. 以44个结构差异较大的化合物为研究对象, 发展了基于雌激素受体(α亚型)结构的比较分子相似性指数分析方法(COMSIA), 研究雌激素类化合物结构与活性的关系, 对雌激素化合物活性进行预测, 建立了相关性显著、预测能力强的定量模型(R² = 0.965, Q²_LOO = 0.599, R²_pred = 0.825). 并且阐明了影响化合物雌激素活性的分子结构特征, 揭示了受体结合腔中起关键作用的氨基酸残基以及这些氨基酸残基与配体化合物作用的具体方式.     

基于多级优化的真核生物基因结构预测

基因结构预测对于发现新基因、了解基因组结构规律具有重要作用, 是各类基因组计划的重要内容. 但对于真核生物, 现有基因预测方法的效果仍不理想. 为探讨多级优化的真核生物基因结构预测方法, 在将复杂的多基因结构预测问题划分为基因级(单外显子基因、多外显子基因)、元件级(外显子、内含子等)和特征级(功能位点信号、密码子使用偏好等)等多个层次上的一系列较简单子问题的基础上, 通过从简单到复杂进行逐级优化的策略, 建立了基因结构预测的多级模型, 设计了基因结构寻优的动态规划算法, 开发了真核生物基因结构预测系统GeneKey(1.0). 用广泛采用的数据集对该系统进行测试的结果表明, GeneKey(1.0)的预测精度在核苷酸、外显子和基因水平上均高于著名系统GENSCAN. GeneKey(1.0)已提供网上服务(http://infosci.hust.edu.cn).