Ⅲ.胰岛素A链的合成及其与天然B链组合成结晶胰岛素

牛胰岛素A链是由廿一个氨基酸所组成的一条肽链。它共合四个半胱氨酸,其中二个与其它四个氨基酸通过硫硫键形成一个廿员环,另外两个与B链中的二个半胱氨酸通过两个硫硫键连结(图1)。一般胰岛素的种属差异性主要表现在A链中第8,9,10上的氨基酸有所不同,例如牛胰岛素A链第9位是丝氨酸,而在羊胰岛素则为甘氨酸。     

Ⅱ.从天然胰岛素A及B链重合成结晶胰岛素

天然胰岛素的拆合(以下简称拆合)就是指:用化学办法将天然胰岛素分子的三个硫硫键打开,将胰岛素分子分为沒有生物活力的A、B两条肽链,然后,经过适当处理使此两条链在试管內,重新通过硫硫键接合起来,成为与天然胰岛素生物活力相同的分子。这一工作的过程简单表示如下(图1):     

Ⅳ.胰岛素B链的合成及其与天然A链组合成结晶胰岛素

自从天然胰岛素的A及B链重合成结晶胰岛素成功以后,接着又证明天然胰岛素先经钠-液氨处理,再经过S-磺酸化、还原及重氧化等步骤也有约5％的胰岛素活力恢复。因此,人工合成胰岛素的工作就有可能从化学合成A及B链入手。胰岛素B链是由三十个氨基酸基按下列次序排列的三十肽(包括十六种不同的氨基酸):     

胰岛素B链的合成及其与天然A链重合成结晶胰岛素

前文中报导,我们曾经合成出和Sanger所提出的胰岛素B链氨基酸顺序相同的卅肽S-磺酸化衍生物,它与天然A链重组合后,能表现最高达4％的胰岛素活力。现在,我们又在合成方面作了一些改进,所得的B链S-磺酸化衍生物与天然A链进行重组合,能表现出较高的生物活力,而且此氧化粗产物经仲丁醇-醋酸抽提后,已经获得形状与天然胰岛素完全相同的结晶(图1)。重结晶产物的活力为25个国际单位/毫克(表1)。根据此结果,加上其它的一些分析数据,可以充分说明我们已经完成了胰岛素的半合成工作。     

自合成的A链与天然B链合成结晶牛胰岛素

本文扼要报导自合成的A链S-磺酸衍生物与天然B链S-磺酸衍生物给合而获得结晶牛胰岛素。前文报导后,我们在A链的合成以及最后半合成产物的纯化方面都作了改进。牛胰岛素A链羧端十二肽Ⅰ,即:N-苄氧羰基缬氨酰-S-苄基半胱氨酰-丝氨酰-亮氨酰-酪氨酰-谷氨酰胺酰-亮氨酰-谷氨酰-天门冬酰胺酰-酪氨酰-S-苄基半胱氨酰-天门冬酰胺,曾从下述两种合成途径获得:(1)已知的三肽酰肼     

Ⅴ.结晶胰岛素的全合成

牛胰岛素的全合成工作是在天然胰岛素的两条链重组合成功,并获得重合成的结晶胰岛素;以及人工合成的A及B链分別与天然胰岛素的B及A链组合成功,并分别获得半合成结晶胰岛素的基础上进行的。我们自1964年第一次获得具有生物活力的全合成产物以来,在工作中不断实践,不断总结,使全合成产物的生物活力逐步提高,抽提纯化的步骤也逐步得到改进。终于在1965年9月17日,获得了首批用人工方法合成的结晶牛胰岛素,实现了世界上人工合成     

B链氨端去三肽(B1-B3)猪胰岛素的初步晶体学研究

晶体结构的研究表明,三方二锌猪胰岛素分子的B链N端肽段呈一种伸展结构,并相当程度地露于分子的表面,运动性较大。随着周围溶液环境的改变,如在四锌胰岛素中所表现的那样,其取向可做较大幅度的改变,其中分子Ⅱ中的Bl-B8残基由原来的伸展变为α-螺旋,由于B链N端肽段的一级序列,尤其是其中的B1-B3残基,在不同种属中的变化较大,一段时间以来,占主导的看法是认为它与分子的免疫活性相关,而与其生物活性关系不大。Des-Phe~(Bl)-Ins的研究结果支持了这一观点,它几乎保留了天然胰岛素的全部生物活性,同时免疫活性明显下降。但是,随着研究的继续深入,有关Des-(Phe-Val)~(Bl-2)-pig Ins,Des-(Phe-ValAsh)~(Bl-3)-pig Ins,Des-(Phe-Val-Asn-Gln)~(B1-4)-human Ins,Des-(Phe-Val-Asn-Gln-His)~(B1-5)-human Ins等的研究表明,这系列衍生物的生物活性随着N端氨基酸的逐步减少而明显下降。因此,人们越来越认为B链N端残基可能直接参与和胰岛素受体的相互作用。     

2, 5-二巯基-1, 3, 4-噻二唑在铜表面的吸附与键合行为

通过表面增强Ｒａｍａｎ光谱（ＳＥＲＳ）,红外光谱（ＩＲ）及Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）技术,研究２,５－二巯基－１,３,４－噻二唑（ＤＭＴＤ）在铜表面的作用机制,得到了吸附在铜表面的ＳＥＲＳ光谱,研究表明,ＤＭＴＤ分子是通过其环外的两个硫醇基与金属铜发生键合反应,生成了ＤＭＴＤ的单硫盐,同时,ＤＭＴＤ分子通过其环外的两个硫原子与Ｃｕ＾＋相配位,并通过Ｃｕ＾＋连接成一层牢固的一维链状聚合物膜吸附于铜表     

四氢呋喃过氧化氢与胺引发体系的研究

我们已报道在N,N-二甲基对甲苯胺(DMT)等三级胺存在下,烯类单体可顺利聚合。由甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯(MEMA)在DMT存在下氧化生成过氧化氢物,以及MEMA、甲基丙烯酸甲酯(MMA)以DMT引发聚合动力学的研究。我们认为很可能是由于DMT存在下单体吸氧氧化成过氧化氢物,然后与三级胺进行氧化还原分解产生自由基从而引发单体聚合。由于MEMA单体中有一个醚键,因而比较容易氧化醚键α位的碳氢键而形成如下的过氧化氢物:     

A1-(D-丙氨酸)胰岛素初步晶体学研究

活力不同的胰岛素以及—级结构上不同部位化学修饰的胰岛素和围绕各种不同稳定性或不同效率而进行的分子改造胰岛素的研究是目前阐明胰岛素结构与功能之间关系的最有效手段之一.研究结果表明:在维持胰岛素生物活力上,胰岛素A链N端A1-Gly有举足轻重的作用.Krail和Geiger等人曾先后对胰岛素A链N端A1-Gly用不同构型的氨基酸取代,制备了一系列Al-位置由不同氨基酸残基置换的胰岛素修饰物,以探讨它们与生物活力之间的关系.用L和D构型氨基酸取代A1-Gly以后,所有L构型氨基酸取代的修饰胰岛素的活力严重降低到原胰岛素生物活力的10%左右,而所有由D构型氨基酸取代的胰岛素修饰物     

去B链羧端七肽(B24—30)胰岛素晶体结构研究——一种新晶型的发现

一、引言 在精细地测定胰岛素的晶体结构之后,从三维水平研究胰岛素分子结构与功能的关系就成为一项重要课题。由于胰岛素的受体极难获得,试图通过研究胰岛素与其受体复合物的结构来比较直接地认识胰岛素作用的努力,迄今未能成功。因此,对一系列活性敏感胰岛素修     

稀土金属夹心化合物向化学键理论挑战

最近,Sussex大学的化学家已把钇、钆和钐等稀土金属原子夹在两个碳原子环之间制成夹心结构的化合物.根据现已承认的化学键规则,这种化合物是不可能制成的.因此这种化合物的制成已向通常的化学键理论提出挑战,并致使化学家去重新考虑稀土元素形成键的方法. 1952年制成第一个夹心化合物二茂络铁,它由两个五角碳环之间夹一个铁原子构成.铁原子利用其一个内层电子与碳环键合,这个内层电子比较靠近铁的外层电子,因此可被吸引供作外加键电子.稀土元素能与碳环键合的外层电子太少,而内层电子得太深,不能参与键合,因此,理论上它们不能形成夹心结构分子.现在该大学的化学家利用稀十元素制成夹心化合物证明理论上可能有错误.他     

烯烃基环戊二烯的合成

环戊二烯是重要的有机配位体,它们与金属形成以π键结合的稳定的金属有机化合物。当环上氢被烷基或烯烃基取代时增强了π-金属-环键的稳定性。烯烃基环戊二烯如烯丙基和丁烯-2-基环戊二烯可由环戊二烯基钠与相应的卤代烯烃反应制得。苯基烯丙基醚高温裂解     

胰岛素B4(Gln)两种可能构象的计算判别

当前用于确定生物大分子结构的基本的可靠的方法是X射线晶体衍射,但它并不能肯定大分子的全部结构。例如对胰岛素B链的第4个残基谷氨酰胺和第22个残基精氨酸国外报道都有取两种构象的可能。我国X射线晶体衍射的结果认为B22确有这种可能性,而B4的第二种构象的电子密度很可能代表水分子。我们采用Levitt的经验势对此问题进行了探讨。     

细胞色素b5 Phe58在稳定蛋白质结构中的作用

为了解细胞色素b5血红素疏水袋中芳香性氨基酸残基和卟琳环之间π-π电子云堆积对蛋白质结构和性质的影响，用蛋白质工程的定点突变技术，分别以Tyr和Trp取代Phe58残基。用UV—vis和荧光光谱研究了F58Y，F58W突变体蛋白盐酸胍诱导的去折叠过程；研究了突变体蛋白与脱辅基肌红蛋白血红素转移反应的动力学，结果表明，用不同的芳香性氨基酸取代Phe58残基，减弱了血红素辅基与蛋白质肽链之间的结合、导致蛋白质的热变性中点温度Tm和盐酸胍变性中点浓度Cm下降、血红素转移反应速率增加以及氧化还原电位移动。     

用表面增强拉曼散射研究C_(60)、C_(70)分子在银表面的吸附

Kroto等提出的C_(60)、C_(70)分子结构,已被红外和拉曼光谱证实。现在已经知道,C_(60)分子是由长键和短键构成的20个六边形环和12个五边形环连接起来的截角20面体,具有Ih对称性;C_(70)分子则由25个六边形环和12个五边形环连接而成的椭球状分子,对称点群为D_(5h)。它们的拉曼活性振动模式按对称性分类分别为2Ag+8Hg,12A_1+22E_2′+19E_1″。     

去B链羧端五肽(B_(26)—B_(30))胰岛素晶体结构的重原子衍生物分析

R3胰岛素晶体结构的测定,推动了人们试图继续用X射线分析法去研究不同晶系胰岛素的结构、不同种属胰岛素的结构,以及经化学修饰的胰岛素结构。不久前,我国晶体学工作者也报道了用分子置换法测定去B链羧端五肽胰岛素(简称DPI)的初步结果。这些结果对了解胰岛素结构的可柔性提供了很多有趣的信息,对于在分子水平上深入探索这个激     

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     

二硫杂[3.3]对环番单金属钌炔基配合物的合成及性质

设计合成了3个含不同取代基的二硫杂[3.3]对环番单金属钌炔基化合物6b~6d及一个对照化合物6a.4个化合物通过1H NMR,13C NMR,31P NMR和元素分析进行了表征.化合物6c的结构通过X射线单晶衍射证实,晶体结构显示环芳中上下苯环间存在明显的?–?作用.同时还利用电化学、红外光谱以及密度泛函理论计算,探究了二硫杂[3.3]对环番配体及其上取代基对金属钌中心电子性质的影响.电化学研究结果显示,二硫杂[3.3]对环番上取代基(F,CN)可以通过分子内的跨环?–?作用影响钌中心的氧化还原活性,其中氰基的影响最大.密度泛函理论计算结果显示取代基(F,CN)对配合物的最低未占分子轨道(LUMO)电子云密度分布影响较大,氰基取代的6c和氟取代的6d,其LUMO轨道上的电子几乎定域在桥配体的环番上,而6a和6b,其LUMO轨道上的电子几乎定域在金属钌及其辅配体上.     

两个A链改变后保留高生物活力的胰岛素类似物的初步晶体学研究

用固相合成和基因定点突变方法,分别制备了保留高生物活力的「Ａ１３－１４ＧＡＢＡ〈Ａ２１Ａｌａ」猪胰岛素和「Ａ３Ｔｈｒ」人胰岛素,结果显示,非编码的γ－氨基丁酸能够取代胰岛素中位于Ａ１３－Ａ１４ 二肽Ｌｅｕ－Ｔｙｒ;高度保守 与受体珠Ａ３Ｖａｌ可以被亲水的Ｔｈｒ取代,报道上述２个胰钫 类的的单晶体培养的和Ｘ－射线衍射的初步晶何不这研究。