腺嘌呤与氨基酸残基的极化力场

修复酶如何准确地判断碱基位点是目前研究的重要方向.极化力场能真实地模拟生物分子的极化效应.发展腺嘌呤与氨基酸残基的极化力场,对修复酶相应残基和腺嘌呤之间的氢键作用进行研究.将分子的几何结构、电荷及氢键能与高等从头算方法的结果进行对比分析,并以其结果为基准调节模型参数,建立模型.与现有力场结果相比,模型模拟的结果能更准确地描述分子结构和能量,可应用于酶与DNA作用体系的动力学模拟.     

鹅去氧胆酸分子裂缝对手性分子的识别性能研究

利用紫外可见光谱差光谱滴定法考察了新型鹅去氧胆酸分子裂缝1~4对D/L氨基酸甲酯的对映选择性识别性能.结果表明,分子裂缝1~4对所考察的氨基酸甲酯均具有识别能力,其对D-氨基酸甲酯的识别优于对L-氨基酸甲酯的识别.受体与底物间的大小、形状匹配,微环境效应等对识别性能均有重要影响.识别作用的主要推动力来自受体与底物之间的互补氢键,受体与底物芳环之间的π-π堆叠作用等非共价键作用力的协同作用.     

一种混合深度神经网络的赖氨酸乙酰化位点预测方法

赖氨酸乙酰化(Lysine acetylation,Kace)普遍存在于人体代谢酶中,与多种代谢疾病密切相关,因此准确识别该位点对于代谢疾病治疗的研究具有重要意义.现有的Kace位点预测方法大多采用蛋白质序列层面的信息作为输入,蛋白质结构特性考虑不全面;特征提取时未关注氨基酸残基间顺序相关性,信息丢失严重,降低了预测准确度.提出一种新的Kace位点预测深度学习CL-Kace模型. CL-Kace引入蛋白质结构特性,并与蛋白质原始序列、氨基酸理化属性共同构建位点特征空间,采用卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)提取特征;引入双向长短期记忆(Bidirectional Long Short-Term Memory,BiLSTM)网络捕获残基间的顺序依赖关系,以提高网络的抽象能力,识别潜在的Kace位点.实验结果表明,CL-Kace模型优于现有的Kace位点预测器,能够有效地预测潜在的位点.     

Curcin和curcin C与腺嘌呤互作位点的比较分析

麻疯树核糖体失活蛋白curcin和curcin C均具有抗肿瘤活性，但后者的活性水平显著高于前者，为了探索造成这一差异的结构基础，本文采用在线的同源建模预测软件SWISSMODEL，对两种麻疯树核糖体失活蛋白curcin、curcin C的三维结构模型进行预测，采用SYBYL对预测模型进行能量最小化优化，采用PROCHECK、VERIFY 3D和ERRAT软件对优化前后的模型进行质量评估，随后采用AutoDock软件将预测的模型与腺嘌呤进行分子对接分析.结果显示，两种蛋白采用与Ricin A类似的方式与腺嘌呤相互作用，但在相互作用的氨基酸残基种类、数量以及形成的氢键和疏水相互作用上还是存在差异，其中，curcin C与腺嘌呤具有最强的结合能力，curcin则最低.     

蛋白质-核酸复合物氢键与范德华力作用位点分析

为了深入了解蛋白质-核酸相互作用模式,对复合物结构中氢键/范德华力作用力位点上的氨基酸和核苷酸的偏好性(即相对使用频率)进行了统计分析.结果表明:氢键/范德华力作用位点上对氨基酸的偏好性差异均极其显著,与蛋白质-核酸特异作用密切相关的残基侧链与核苷酸碱基间相互作用力位点对氨基酸类型的选择特异性更高;单链RNA分子与蛋白...     

氨基甲酸酯型石胆酸裂口分子的手性识别性能研究

用差紫外光谱滴定法考察了新型裂口分子1～3对D/L-氨基酸甲酯的手性识别性能.测定了主客体间的结合常数(kα)和自由能变化(△G°).结果表明,裂口分子主体对所考察的客体分子显示良好的手性识别作用, 其对D-氨基酸甲酯的识别优于对L-氨基酸甲酯的识别,识别作用的主要推动力为氢键,范德华力等的协同作用.讨论了主体与客体间形状、大小匹配和几何互补等因素,对形成超分子配合物的影响,并利用计算机分子模拟作为辅助手段对实验结果与现象进行了解释.     

硫酯蛋白家族保守区域分析

硫酯蛋白家族(thioester-containing proteins,TEPs)广泛分布于动物界,在动物非特异性免疫反应中发挥了重要的作用,然而其家族成员多,分子进化关系复杂.本研究从基因数据库中挑取已收录TEPs家族各成员的氨基酸全序列,包括α2-巨球蛋白、补体3、补体4、murinoglobulins、卵巨球蛋白、妊娠区带蛋白,α-1-抑制因子等.多重序列比对分析TEPs家族各成员间功能位点和保守区域的变化,构建系统进化树分析TEPs家族分子进化.TEPs家族除保守的GC*EQ**硫酯键区域及两侧的脯氨酸残基,还有7个完全保守的氨基酸残基及G*****Q*T,FPETW,QTD,KPTVK等保守区域.上述分析结果可为深入研究TEPs家族分子进化及动物非特异性免疫进化提供参考.     

二维相关红外光谱方法研究肌红蛋白酸变性过程

1前言 肌红蛋白(Myoglobin,简称Mb)是肌肉中与呼吸作用有关的蛋白质.它由一条肽链构成,含153个氨基酸残基,整个分子为球状.肌红蛋白的肽链可以分成8段长度为7～24个氨基酸残基组成的α螺旋区,转折处有1～8个氨基酸残基结构松散,没有形成α-螺旋.具有极性基团侧链的氨基酸残基几乎全部分布于分子表面,而非极性氨基酸残基则被埋在分子内部肌红蛋白的二级结构主要由α-螺旋组成(约占77%,包括310螺旋),另外还有一些无规卷曲(约占13%)和β-转角(约占10%)结构.它是一种重要的模型蛋白.     

人类病毒蛋白质磷酸化修饰位点的识别研究

蛋白质磷酸化翻译后修饰在病毒的复制和抑制宿主细胞功能方面发挥重要的作用。然而,利用实验的方法识别磷酸化位点既费时费力又耗财。因此基于蛋白质氨基酸序列发展一种机器学习方法对病毒蛋白磷酸化位点进行预测显得非常有必要。研究结合支持向量机提出识别病毒蛋白磷酸化位点的新方法。采用权重氨基酸成分和属性分组编码对病毒蛋白残基的氨基酸物理化学性质和序列信息进行特征提取,通过10倍交叉验证,丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸磷酸化位点的预测准确率分别达到82.0%、85.8%和92.4%。运用该预测模型对丝氨酸残基磷酸化的激酶组进行分类评估,CMGC、AGC和CAMK激酶组的马氏相关系数分别达到69.3%、68.8%和68.2%。结果表明:构建的方法可以有效地预测激酶特异性的磷酸化位点。     

导数紫外光谱法研究牛血清白蛋白与十二烷基硫酸钠的相互作用

利用导数紫外光谱法研究了在pH=7.40,离子强度I=0.013 1 mo.lL-1的磷酸盐缓冲溶液中,浓度为1.5×10-5mo.lL-1的牛血清白蛋白(BSA)与十二烷基硫酸钠(SDS)相互作用的过程中,芳香族氨基酸残基微环境极性的变化.通过研究发现,当SDS浓度小于5×10-4mol.L-1时,三种芳香族氨基酸残基微环境的极性几乎没有发生变化.当SDS浓度大于5×10-4mol.L-1时,苯丙氨酸(Phe)残基所处微环境的极性稍有增强,而酪氨酸(Tyr)残基所处微环境的极性在增强后稍有减弱,色氨酸(Trp)残基所处微环境的极性在减弱后保持基本不变.根据这些氨基酸残基所处微环境的极性的变化,可以判断BSA构象的变化.     

手性联苯二甲酸分子裂缝对氨基酸衍生物的对映选择性识别

用差紫外光谱滴定法考察了新型分子裂缝1-3对D／L．氨基酸甲酯的手性识别性能,测定了主客体间的结合常数（k）和自由能变化（△G°）．结果表明,裂口分子主体对所考察的客体分子显示良好的手性识别作用,其对D-氨基酸甲酯的识别优于对L-氨基酸甲酯的识别,识别作用的主要推劫力为氢键,范德华力等的协同作用．讨论了主体与客体间形状、大小匹配和几何互补等因素,对形成超分子配合物的影响,并利用计算机分子模拟作为辅助手段对实验结果与现象进行了解释．     

分子动力学模拟三氯生对烯脂酰-ACP还原酶作用机制研究

本文利用分子动力学模拟分别研究了蛋白sa Fab I体系、sa Fab I-NADP+体系和sa Fab I-NADP+-TCL体系的稳定性、各氨基酸残基随模拟时间的波动情况以及活性位点处关键氨基酸残基构象的变化规律.研究表明,辅酶NADP+及抑制剂三氯生均可在不同程度上促使蛋白构象稳定.辅酶NADP+可以促使活性位点Loop区残基Y147-Y157残基构象变为规则的卷曲构象;抑制剂三氯生可以促使蛋白与底物结合位点Loop I区残基I94-E108和Loop II区残基R194-F204及活性位点Loop区残基Y147-Y157残基构象变为规则的卷曲构象,构象趋于稳定.上述研究发现对认识三氯生作为抗菌药物机制及相关药物设计具有重要指导意义.     

蛋白质中RNA-结合残基预测的随机森林模型

构建了用于预测蛋白质序列中RNA-结合残基的分类模型.在模型的特征提取方面,除了与功能相关的结构特征和序列正交编码信息以外,还提出了一个新颖的特征PSSM-PP.该特征不仅包含蛋白质序列的进化保守特征,还包含与蛋白质和RNA结合有关的氨基酸理化特征.在设计模型时,考虑到样本数据量大的问题,选用了快速的随机森林算法.该预测模型总体预测准确率达到87.02％,特异性达到95.62％,敏感性达51.16％,Matthew相关系数为0.533 6.此外,还构建了RNA结合残基的预测平台.     

基于多头注意力机制的磷酸化位点预测模型

计算预测蛋白质磷酸化位点的方法常用于位点识别的初筛阶段。为了提升位点初筛的准确率,本文提出一个深度学习模型MAPhos。该模型首先运用氨基酸向量与位置向量的和表示每一个氨基酸残基;随后使用双向GRU循环神经网络捕获各氨基酸残基的特征;接着引入多头注意力机制计算各注意力头的子上下文向量,并将它们连接起来构成肽段的上下文向量;最后通过一个全连接神经网络进行非线性变换和结果预测。真实数据集上的实验结果表明,MAPhos模型预测磷酸化位点在AUC值、灵敏度、正确率、精度和F₁分数统计度量上胜过基于特征提取的模型和基于卷积神经网络的模型,同时与基于卷积神经网络的模型相比具有更好的可解释性,这证明了MAPhos模型更加适用于磷酸化位点识别任务的初筛阶段。     

氨基甲酸酯型石胆酸裂口分子的手性识别性能研究

用差紫外光谱滴定法考察了新型裂口分子1-3对D／L-氨基酸甲酯的手性识别性能,测定了主客体间的结合常数（kα）和自由能变化（△G°）．结果表明,裂口分子主体对所考察的客体分子显示良好的手性识别作用,其对D-氨基酸甲酯的识别优于对L-氨基酸甲酯的识别,识别作用的主要推动力为氢键,范德华力等的协同作用．讨论了主体与客体间形状、大小匹配和几何互补等因素,对形成超分子配合物的影响,并利用计算机分子模拟作为辅助手段对实验结果与现象进行了解释．     

麻疯树核糖体失活蛋白Curcin和Curcin C与腺苷及腺嘌呤的互作方式分析

麻疯树核糖体失活蛋白Curcin和Curcin C均具N-糖苷酶活性,然而两者的体外翻译抑制能力却具有明显差异,这暗示着两者的N-糖苷酶活性也存在差异.为了探究造成这一差异的结构基础,本研究使用trRosetta对两种蛋白进行了三级结构的预测,通过PROCHECK和Qmean对预测得到的三级结构模型进行了质量评估,利用Chem3D对小分子配体腺嘌呤和腺苷进行了结构优化,借助UCSF Chimera对Curcin及Curcin C活性位点的氨基酸组成进行了预测.最终使用分子对接软件AutoDock将预测得到的模型与小分子腺嘌呤及腺苷进行分子对接.对接结果显示,两种蛋白与腺嘌呤的相互作用模式具有较高的相似性,但Curcin的关键氨基酸Arg并未参与到与配体的相互作用.此外Curcin C与腺嘌呤和腺苷之间的结合能都低于Curcin,且其和腺苷与腺嘌呤之间结合能的差值也要高于Curcin.这一结果暗示着Curcin和Curcin C之间的活性差异与其活性位点处的结构特征有关,Curcin C中的关键氨基酸Arg与腺嘌呤及腺苷的结合位点更为靠近,从而导致Curcin C与底物之间的结合能更低,...     

Ⅱ型抗癌晶体蛋白的芳香族氨基酸及其与抗肝癌活性间的关系

利用氨基酸序列比对,蛋白质间相互作用位点预测和蛋白质与蛋白质对接,研究Ⅱ型抗癌晶体蛋白的氨基酸组成与其抗肝癌活性之间关系.结果表明:Ⅱ型抗癌晶体蛋白分子上位点49,51,52,55～60,194和205～212的氨基酸残基,特别是芳香族氨基酸在配体和受体蛋白质间的相互作用中起着重要作用;在Hex的蛋白质与蛋白质对接中,配体P11和P32与受体甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)的结合能量最低,表明P11和P32更容易与GAPDH结合.     

泛素特异性蛋白酶2a的表达及催化机制

研究USP2a在肿瘤发生发展中的催化机制,设计引物对USP2a的关键氨基酸残基Asn218,Cys223,His464和Asn482进行点突变,分析突变后对USP2a催化活性以及底物特异性的影响。利用荧光检测方法测定USP2a-WT和USP2a-Ms的酶促动力常数,并采用LC-MS/MS与SDS-PAGE方法分析USP2a-WT和USP2a-Ms的异肽酶活性,获得了可溶性表达的USP2a-WT和USP2a-Ms重组蛋白。结果表明,氨基酸残基Cys223和His464突变后酶失去活性,其余突变体分解底物Ub-AMC的催化效率与野生型无显著差异,氨基酸残基Asn218和Asn482单独突变后对酶活性没有显著影响,但双突变体USP2a-N218A/D482A则显著降低酶活性。USP2a的氨基酸残基Cys223和His464直接参与酶的催化反应;氨基酸残基Asn218和Asn482可能通过形成Asn218-Asn482电子对在催化过程中起到稳定氨基酸残基His464的作用。     

富亮氨酸牙釉蛋白在羟基磷灰石(010)晶面选择性吸附的分子动力学研究(英文)

蛋白质可以影响晶体的成核及生长速率,从而改变晶体的形貌和习性,因此了解牙釉蛋白在羟基磷灰石(HAP)表面的相互作用对于了解牙齿的生长机理具有重要意义.采用分子动力学(MD)和操控式分子动力学(SMD)相结合的方法研究了六个不同取向的富亮氨酸牙釉蛋白(LRAP)在HAP(010)晶面的吸附-脱附行为.在MD模拟中筛选出关键的吸附残基,并通过SMD模拟中的脱附时间对其进行分类.研究发现Glu56和Asp58是两个出现概率较高的吸附残基,其中Asp58在六个体系中都发挥了主要的吸附作用.我们进一步对吸附位点的作用基团和作用形式进行分析,发现酸性氨基酸侧链上的羧基基团与HAP表面钙离子的静电相互作用是最主要的作用形式.羧基上的两个氧原子可以钳住"钙离子,从而将LRAP锚定在HAP表面.因此,富含羧基基团的氨基酸是HAP晶型控制的首选残基.     

磷酸三酯酶的同源模建及分子对接理论

利用同源模建和分子动力学模拟方法模建了来源于Thermaerobacter marianensis的磷酸三酯酶样内酯酶（PLLs）三维结构. 通过与不同底
物的对接可知, Arg44与两种底物（磷酸三酯和内酯）均形成氢键, 从而Arg44是两种底物与酶结合时重要的氨基酸残基.