微重力对蛋白质晶体结构的影响

为了考察微重力对蛋白质晶体结构的影响,对空间和地面结晶实验生长出的蛋白质晶体进行了结构测定,并进行了比较研究,在完成对鸡蛋清溶菌酶晶体结构研究的基础上,又对酸性磷脂酶Ａ２晶体结构做了测定和比较,从目前的研究结果可以得到这样的结论：微重力可能不足以改变蛋白质肽链的构象,但微重力能够改善与蛋白质分子联系罗弱的有序水分子的空间排布状况,这应该是微重力改善蛋白质晶体质量的一个重要因素,另外,上述两种蛋白晶     

部分交联聚丙烯酰胺用于毛细管凝胶电泳蛋白质分离

以高分辨低黏度可替换的部分交联聚丙烯酰胺作为毛细管凝胶电泳的分离筛分介质, 实现了溶菌酶、细胞色素C、核糖核酸酶A和胰蛋白酶4种碱性蛋白的基线分离. 该聚合物材料具有的动态涂渍能力减少了毛细管壁对蛋白质的吸附, 显著改善了分离重现性. 混合使用两种部分交联聚合物, 分离分辨率和塔板数获得进一步提高. 初步实验研究结合分离机制的解析, 这种具有多种优异性能的部分交联聚丙烯酰胺聚合物材料, 介于交联聚合物凝胶和非交联线性凝胶之间的一个中间状态, 有望在毛细管电泳以及微流控芯片电泳等生物分离领域发挥重要作用.     

在蛋白质分子上安置开关

当T_4病毒(甲状腺病毒)侵入细菌细胞壁后,它就可以在细胞内进行复制。利用一种被称为溶菌酶的酶,就可以使得病毒打开这种由聚糖肽形成的壁——一种隔离糖与蛋白质分子的“篱笆”。为了实现这一功能,必须使溶菌酶的“嘴”或活性部位接近糖分子。研究工程酶新用途的科学家们报道,在溶菌酶的活性部位上安置一开关就可以达到控制这种酶生理活性的目的。     

亲和素在脂单层膜上的二维晶体研究

生物大分子的二维晶体可以利用电子晶体学的方法进行结构分析.利用脂单层膜对蛋白进行二维结晶是一种比较新颖的方法.这一方法最早是由美国斯坦福大学Kornberg教授领导的实验室开创的.亲和素是一种从鸡蛋清中提取的糖蛋白.它和链霉亲和素在生物活性上有着惊人的相似性.两者都由4个等同亚基组成.每个亚基上有1个与生物素分子结合     

猪胰凝乳蛋白酶与胰蛋白酶的若干种复合物的晶体生长和初步的晶体学研究

胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶的晶体结构是研究得较早、较清楚的蛋白质结晶学成果之一。1970年Stroud等人解出了分辨率为2.7的牛胰蛋白酶的三维结构。1972年Birktoft等人发表了2分辨率的牛胰凝乳蛋白酶的结构数据。1974年Janin等人报道了猪胰蛋白酶的研究成果。这些成果对确定这两种酶的活性中心,探索它们的高效高选择性的催化机理以及关于蛋白质分子的进化等方面的研究起了巨大的推动作用。使人们从分子水平上了解了丝氨酸蛋白酶,为研究酶学理论及分子的进化提供了宝贵的资料。     

路易丝·N·约翰逊(1940—2012)

路易丝·N·约翰逊,一位具有开创精神的英国分子生物学家,1965年她发现了溶菌酶的结构,开始探索溶菌酶是如何作用于细胞的化学物质、破坏细菌的细胞壁并最终杀死细菌的奥秘,揭示了作为自然催化剂的酶的诸多奥秘;她建议开发同步加速辐射技术用于生物学研究,由此促成了她所倡导的科学进步,在国际上产生了很大的影响。     

转基因小鼠乳腺表达重组人溶菌酶

人溶菌酶是由130个氨基酸组成的碱性多肽, 具有抗菌、抗病毒和增强免疫力的功能, 对生物体的自身防御起着重要作用. 为研究乳腺生物反应器表达重组人溶菌酶和提高牛奶的免疫活性, 制备了以溶菌酶基因组序列为目标基因的表达载体的转基因小鼠模型. 经转基因小鼠的制备, 通过PCR和Southern blot 检测, 从83只出生小鼠中获得6只整合人溶菌酶融合基因的转基因小鼠. 对F1代小鼠的PCR检测表明外源基因可以遗传给后代. 在3只转基因阳性母鼠的乳汁中, 用Western blot方法可以检测到重组人溶菌酶的存在, 最高表达量达到0.2 mg/mL. 经活性检测, 转基因小鼠乳清的溶菌酶活性显著提高, 已达到人乳清溶菌酶活性的0.4倍, 而非转基因小鼠乳清具有极低的溶菌酶活性. 尽管转基因小鼠乳清中重组人溶菌酶活性还低于人乳清中溶菌酶活性, 但是转基因小鼠乳汁中的重组人溶菌酶与人溶菌酶具有相同的比活力. 为乳腺生物反应器表达重组人溶菌酶的研究和开发应用打下了坚实的基础.     

炭疽毒素及炭疽防治研究进展

本文介绍了炭疽毒素结构,其中主要是水肿因子的结构,以及目前在研究炭疽防治新方法方面的最新进展.水肿因子EF是炭疽毒素的一种成分,它是一种腺苷酸环化酶,由被钙调蛋白激活.目前,用噬菌体溶菌酶治疗炭疽感染是一种比较有发展前景的疗法.     

嗜热古菌Aeropyrum pernix K1酰基氨基酸释放酶/酯酶(APE1547)一种新晶型的晶体学研究

应用悬滴汽相扩散法,用PEG4000作沉淀剂,获得了嗜热古菌Aeropyrum pernix酰基氨基酸释放酶APE1547的一种新晶型.这种新晶型属于正交晶系,晶胞参数a=6.399nm,b=10.439nm,c=16.953nm,晶体空间群属于P212121.单位晶胞中每个晶体学不对称单位含2个分子,Matthews常数为2.2×10-3nm3·D-1,溶剂含量为43％,晶体衍射的最高分辨率达0.27nm.与以前获得的三斜晶系的晶体相比,这种新晶型更适合于结构分析,可以加快结构解析的进程.     

聚(乙烯基酯树脂-甲基丙烯酸甲酯)整体柱的ATRP法制备及其在蛋白分离中的应用

以乙烯基酯树脂-甲基丙烯酸甲酯为二元单体,通过活性可控自由基聚合方式(原子转移自由基聚合,ATRP)制备了聚(乙烯基酯树脂-甲基丙烯酸甲酯)整体柱.红外光谱测得聚合物表面功能基团,扫描电子显微镜观察了聚合物的内部形态,压汞法考察了聚合物的孔径分布等参数.将该整体柱用作高效液相色谱的固定相,不仅对人血浆中的免疫球蛋白进行了成功分离,并对α-淀粉酶、溶菌酶、蜗牛酶和木瓜酶的混合物进行了成功分离.结果表明,通过活性可控自由基聚合制备得到的整体柱具有结构均匀、通透性好、易于实现聚合物功能化等优点,是一种简单、方便、高效、廉价的聚合物整体柱的制备方法.     

蛋白质中频繁发生的超二级结构模式

近年来,高分辨X射线衍射的蛋白构象分析表明,超二级结构的构象类型是有限的.本文对240个分辨率在0.25nm以上的较高精度蛋白结构中的超二级结构进行了系统分析,识别出频繁发生的超二级结构模式.最普遍发生的共11种超二级结构.依其在蛋白结构中的作用,它们属于4类.研究表明超二级结构模式与α螺旋和β折叠之间的连接短肽(Loop)的长度、与连接短肽残基的构象、与连接短肽所连接的二级结构元件的类型有关;同时     

甘油脱水酶的理性设计:基因杂合改善酶的性质

1,3-丙二醇是一种重要的化工原料, 越来越受到广泛的关注. 以弗氏柠檬酸菌和克雷伯氏菌的总DNA以及宏基因组为模板, 克隆并表达了3个不同来源的甘油脱水酶基因, 前两者均有活力, 而后者则没有活力. 为了改造甘油脱水酶使其更有利于工业化生产, 通过同源建模(homology modeling)构建了这3个甘油脱水酶的三维结构, 并利用一些生物信息学软件对这3个甘油脱水酶进行亚基之间的杂合改组(gene swapping)的理性设计, 根据设计结果对这3种不同来源的甘油脱水酶的大、中小亚基基因分别进行了克隆. 通过基因交换的方法对甘油脱水酶大、中小亚基进行了杂合, 得到6种异源亚基杂合酶. 部分杂合酶的酸碱稳定性、热稳定性及V_max得到了明显的改善, 同时杂合改组使本没有活力的来源于宏基因组的甘油脱水酶具有了活力而且杂合酶的热稳定性也得到了显著提高. 根据构建的三维结构分析了结构差异对酶学性质的影响.     

用扫描隧道显微镜观察Cr12钢中马氏体

扫描隧道显微镜(STM)是80年代初研制成功的一种新型表面分析仪器,现已在物理、化学、生物等领域获得了广泛应用.与扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及场离子显微镜(FIM)相比,STM具有结构简单、分辨率高、样品制备方便等特点.STM的横向分辨率可超过0.1nm,纵向分辨率可达0.01nm,因而STM适用于观察样品表面微观结构以及由于微观缺陷的存在而引起的原子尺度的起伏,如表面台阶、界面等.目前STM已成功地用于石墨中碳原子及单晶硅表面7×7结构的直接观察.用STM研究金属材料表面的精细组织结构,可有效地填补其它分析手段的不足,但至今由于实验技术及仪器本身的局限,扫描隧道     

蛋白质工程的新进展

第二代遗传工程——蛋白质工程业已来临。美国加州基因工程公司最近取得的突破性进展是利用蛋白质工程改善了T4溶菌酶的稳定性。而Cetus公司则改进了两种蛋白质:抗癌剂人体β干扰素和间白细胞素(interleukin)-2。现已可预期生产耐热和耐酸的蛋白质(能经受大规模的工业加工)。基因工程公司的改善办法是插入附加的二硫化物键来加强T4溶菌酶的构架,这在折叠蛋白质以给出一种特殊的三维结构中是很关键的一步。 Cetus公司是利用“位置专门诱变物”,以三个半胱氨酸氨基酸之一换人体间白细胞素-2(IL-2)     

羧甲基GAPDH分子结构不对称性的晶体学研究

D甘油醛-3-磷酸脱氢酶(D-glyceraldehyde-3-phesphate-dehydrogenase,GAPDH)是一个重要的别构酶。对肌肉来源的GAPDH活性中心的羧甲基化是全位的,而生成新荧光物质的反应是半位的。这可能表现了GAPDH 4个亚基的协同性。前文已经报道了2.7分辨率带NAD~+荧光衍生物GAPDH(简称光照酶)的晶体结构,看到了结构的不对称性。     

多源卫星高度计新融合产品的研发与评估

卫星高度计在海洋环流观测、海平面变化分析和海洋环境预报等多个研究和业务领域得到广泛应用.当前在轨运行的高度计卫星已达5颗(Sentinel-3A、Jason-3、Cryosat-2、Saral/Alti Ka以及HY-2A),观测精度不断提高,但卫星高度计融合产品的有效分辨率(可分辨海面涡旋的最小尺度)仍需进一步提升.本研究以变分原理为基础,改进背景场、背景误差协方差矩阵以及观测误差,建立一种新的多源卫星高度计资料融合方法.以南海及其附近海域为目标区域,在格距为0.08°的规则网格上,融合所有在轨运行的5颗卫星高度计的沿轨数据,得到逐日融合产品.评估分析表明:新方法得到的融合产品的有效分辨率达到125 km左右,与国际上广泛应用的AVISO产品相比(格距0.25°,有效分辨率240 km),有效分辨率提高近一倍,融合产品的精度进一步提高,可用于描述更小尺度的海洋环流结构.     

利用低温电镜术和像重构方法研究兔出血症病毒的

利用低温电镜术和像重构方法测定了兔出血症病毒的三维结构,分辨率达到3.2nm.兔出血症病毒的三维结构显示了杯状病毒的典型特征.位于二十面体二次轴和局域二次轴位置的90个弧状突起以及位于五和三次轴位置的32个杯状凹陷排布在T=3的二十面体衣壳上.因而从结构上表明中国株兔出血症病毒属于杯状病毒科.A,B壳粒之间相互连接,并且杯状凹陷底部未见隆起.兔出血症病毒衣壳壳层区由连续蛋白密度构成,未发现病毒RNA通道存在.从低温电镜像及三维密度图中可以分辨含基因组和含亚基因组两种病毒颗粒的存在.这两种病毒颗粒衣壳结构类似.     

单重态氧、羟自由基和过氧化氢对溶酶体H~+-ATPase功能的损伤作用

溶酶体是个重要的细胞器,执行着诸如分解细胞吞噬异物的水解老化的细胞结构、使死细胞自溶等防御和代谢功能.其数十种水解酶必须在弱酸性的内环境中才能发挥上述作用.溶酶体内部比胞浆的pH低2—3个单位,维持这种跨膜H~+梯度是靠其膜上的H~+-ATPase向内转运H~+,该酶受损伤将导致溶酶体功能紊乱并影响整个细胞.     

新生物能源的挑战——有关镍铁氢化酶研究的新进展

氢化酶是可逆分裂重组氢分子的一类酶 .由于在燃料细胞和新能源方面具有诱人的应用前景 ,成为当今自然界向能源、化学学科挑战课题之一 .目前发现的 4种氢化酶中 ,镍铁氢化酶的存在最为普遍 ,研究也最为深入 .但在活性中心结构组成和催化机理方面一直存在着不同观点和争论 ,引起许多国家学者的极大关注 .     

浙江产蝮蛇(Agkistrodon halys Pallas)蛇毒的柱层析分离及磷酸二酯酶的大规模纯化

蛇毒磷酸二酯酶是核酸结构分析的一种重要工具酶。自从1932年Uzawa首先证实蛇毒中广泛存在磷酸二酯酶以来,关于该酶的分离纯化研究,Laskowski等实验室做了许多工作,英国B.D.H.公司,美国Sigma和Worthington公司已有蛇毒磷酸二酯酶的商品制剂出售。 我国具有丰富的蛇毒资源,而且这些蛇毒都含有磷酸二酯酶。我们在浙江产蝮蛇毒柱