高稳定性人胰岛素的晶体学研究(Ⅱ)——A21-Gly突变体的结晶和初步晶体学分析

一、引言 胰岛素制剂的化学稳定性与其A链C端残基A21-Asn直接相关,通过蛋白质工程途径制备在A21位残基替换的突变体胰岛素可以明显提高其稳定性。通过晶体结构分析研究这些高稳定性突变体的精确三维结构,对了解这些改性胰岛素的结构基础以及寻求最佳实用     

长效胰岛素研究——(Lys-B_(31)-NH_2)-胰岛素的结晶和初步晶体学分析

天然胰岛素在酸性溶液中是一种短时效制剂,直接用于糖尿病患者需一天注射几次。因此,寻求长效制剂从一开始就是胰岛素临床应用提出的实际课题。经过相当时间的探索,已有一些长效制剂成功地用于临床。但目前广泛使用的长效胰岛素大多是通过引入外源蛋白和有机化合物(如鱼精蛋白胰岛素),或改变胰岛素的物理状态(如结晶Zn-胰岛素)来产生长效效应。由于含有外源因素,这类制剂在实际应用中有明显的缺点,如产生免疫反应、过敏反应、毒性等。蛋白质工程的出现,促使研究者努力通过胰岛分子本身的改造去寻求新型长效制剂,其主要特点是通过分子内在因素制导产生长效性,而无需外源物。为此目的,我们从1987     

Gly~(B30)-人胰岛素——一种低抗原性胰岛素的初步晶体学研究

目前,免疫反应仍然是各种胰岛素制剂在临床应用中有待解决的问题,即使应用高纯度胰岛素来治疗糖尿病,也有约7096的患者在使用一段时间后会产生抗胰岛素抗体。因此,了解胰岛素免疫反应的分子基础,寻求既有低抗原性又保有充分生物活力的胰岛素制剂,在理论和实际上都有重要意义。同时,任何修饰胰岛素在用于实际临床时,也都会遇到免疫问题,因而在通过蛋白质工程途径寻求长效、高效等改性胰岛素的同时,必须了解其免疫特性,在这些     

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     

两种新晶型的去五肽(B_(26—30))胰岛素晶体学研究

B链羧端去五肽(B_(26-30))胰岛素(简称DPI)是研究胰岛素结构与功能关系的一个重要的胰岛素类似物。生物化学研究表明,DPI虽然比胰岛素少近十分之一的氨基酸残基,却仍然保持相当高的胰岛素活力;而由DPI再去两肽(B_(24-25))的去七肽胰岛素则几乎完全丧失胰岛素的生物活力。许多研究都指出,胰岛素的B_(24),B_(25)残基对于胰岛素功能的发挥是非常重要     

精氨酸~(B31)—人胰岛素的初步晶体学研究

胰岛素是迄今研究得最为广泛和深入的一种激素蛋白质,在其大量有关结构-功能关系知识积累的基础上,试图通过蛋白质工程构建新型胰岛素分子(如具有长效、高效、低免疫原性等)以改进糖尿病的临床治疗,已成为目前胰岛素研究的一个重要方向。 近年来,利用半合成和基因突变技术修饰胰岛素B链末端残基已获得明显的长效效应(如文献),深入了解这类修饰胰岛素长效作用的结构基础对寻求更优异的分子设计具有重要意义,这就需要这些衍生物的精确三维结构知识,本文报道一种经半合成制备的长效胰岛素——精氨酸-人胰岛素的初步晶体学研究。     

[D-Ala]~(B_0)猪胰岛素单晶培养及其X射线晶体学分析

胰岛素是一种重要的激素,多年来人们对其结构与功能的关系进行了多方面的研究,三方二锌猪胰岛素晶体结构分析结果为进一步的研究工作奠定了十分重要的基础。人们在探讨胰岛素分子与其受体相互关系时,对B链N端肽段发生了浓厚的兴趣。为此,应用改变B链N端一级结构的方法对其生物学功能进行了广泛的研究。研究结果表明胰岛素分子B链N端肽段氨基酸残基的加减使其生物活力和免疫活力在不同程度上受到影响。因此,测     

[Leu]~(B_1)胰岛素的晶体生长及初步晶体学观察

晶体结构研究表明,三方二锌猪胰岛素分子的B链位于分子表面,呈伸展构象,和附近近的A_(13) Leu、A_(14) Tyr等残基有序地排布在一起。在胰岛素六聚体空间结构模型中,这些残基与相邻的另一个二聚体同样的残基靠近,共同组成了二聚体间的疏水相互作用。这一区域的变动可能会直接影响到胰岛素六聚体的形成过程和以胰岛素六聚体为堆积基础的结晶性质。     

稳态一维和瞬态二维红外光谱揭示淀粉样β蛋白质片段的多态混存聚集过程

利用傅立叶红外(FTIR)和飞秒二维红外(2D IR)光谱手段,以位于肽链骨架上的酰胺-I带为结构探针,跟踪研究了淀粉样β体1～25氨基酸残基片段(Aβ1～25)在酸性条件下的聚集过程.通过对其在不同聚集阶段的多肽构象及聚集结构动力学的考察,发现在此条件下Aβ1～25片段聚集过程中存在不同聚集程度的聚集体,也存在一定量的无规则卷曲.聚集的初态和终态具有可测量的IR光谱指纹,特别是2D IR光谱指纹,从对角峰的非均匀和均匀展宽贡献、节线取向、非对角峰的布局等方面都能表现出来.讨论了聚集体中酰胺单元之间、多肽质骨架之间及其和溶剂分子之间的动态相互作用.     

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。     

一种含酚胰岛素新晶型的初步晶体学研究

长久以来,苯酚类试剂被作为一种保存剂广泛地出现于各种胰岛素制剂中。但其功效并没有从理论上得以阐明。1958年,Schlichkrull在不同于传统的三方二锌及三方四锌胰岛素晶体生长体系中得到单斜胰岛素晶体,其中最大的差别是体系中含有浓度为1.0％的苯酚(phenol)。1964年,Kreyenbuhl和Rosenberg也报道了苯酚和间甲基苯酚(m-cresol)是制备长效胰岛素药物胰岛素-鱼精蛋白(NPH)复合物的必需条件。至此,人们开始注意到     

酸性体系中纳米镍对2,4-二氯苯酚降解性能的研究

纳米金属对有机氯化合物具有较好的脱氯降解效果, 但在反应过程中其表面易形成氧化层覆盖, 并大量吸附目标反应物导致降解不完全, 而酸性体系可避免氧化层的形成. 对工业羰基法生产的纳米镍超细粉进行了扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X 射线衍射(XRD)、能量色散谱仪(EDS)等微观结构观测与表征, 并就酸性体系中羰基纳米镍对2,4-二氯苯酚的脱氯降解性能进行了实验研究. 结果表明, 实验所用纳米镍的颗粒粒径为10~20 nm, 表面有一较薄的NiO 层, 其存在将对2,4-二氯苯酚的脱氯降解性能产生较大影响. 经酸洗活化处理, 并在酸性条件(pH 3~4)下反应, 可使2,4-二氯苯酚大量降解, 并在4 h 内达到100%的去除率. 反应溶液中可检测到2-氯酚、4-氯酚、苯酚等降解产物的出现, 以苯酚为主. 反应过程中因消耗质子需要定期补加酸量, 以维持体系适当的酸度, 酸不仅起到调节pH 的作用, 更是作为一种反应物参与反应, 从而极大地促进了脱氯降解反应进程. 酸性体系中纳米镍对氯代有机物的脱氯降解反应为二级反应, 其反应速率随温度的升高而升高, 在 3 种不同温度(298, 306,316 K)条件下, 其脱氯降解反应速率常数k 分别为0.02, 0.2 和0.3 (g L h)^-1.     

~(29)Si MAS NMR和NH_3-TPD法研究LaDAIY型沸石的酸性

一、前言 Y型沸石的酸性一直是沸石催化研究中的重要课题。Y型沸石的酸性可以通过脱铝和稀土交换等方法进行调变,从而提高其催化活性和稳定性。从Y型沸石的晶体结构来看,用脱铝以调变沸石的酸性是由于改变了沸石骨架中A1位的密度及其分布,增加了次邻位无A1原子的A1位,或标记成O-NNN(NNN为Next Nearst Neighbor)的数目,从而提高强酸中心     

[A21~(Ser)-B27~(Arg)-B30~(Thr)-NH_2]-人胰岛素突变体的结晶和四方晶体的晶体学研究

一些实验结果表明,蛋白质位点突变的效应具有加和性.[A21~(Ser)-B27~(Arg)-B30~(Thr)-NH_2]-人胰岛素(以下简称SRN-HI)是根据这种思想,通过蛋白质工程途径制备的一种多位点突变体.实验结果证实,SRN-HI既具有由突变A21(Asn→Ser)产生的高稳定性,同时又具有由     

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     

胰岛素分子的水合等能图

水是活细胞中含量最高的成分,它对于维系蛋白质的天然构象和一系列特性有着重要的作用,研究蛋白质中水的结构对于全面了解蛋白质的结构与功能的关系有重大的意义。从理论上研究蛋白质中水的结构可以应用蒙特卡罗方法或者分子动力学方法,不过即使对于象胰岛素这样小的蛋白质分子(只含有51个氨基酸残基),要想使用上述方法进行溶液构象的计算     

脱氢环化催化剂制备的研究——Ⅰ 铂-铝及钼-铝催化剂的酸性对正庚烷脱氢环化反应的影响

輕貭油的催化重整工业中广泛应用載于酸性担体的鉑和氧化钼作为催化剂,这些催化剂具有脫氫、异构化、脱氫环化等多种反应性能。关于催化剂的酸性組分对脫氫环化反应的影响,目前尚未見有人进行过系統的研究。Dobres指出,增加钼催化剂的酸性不能提高脫氫环化活性。Hettinger和Kogler分别指出,鉑催化剂的酸性对脫氫环化反应有明显的促进作用。这些工作虽然初步揭示了催化剂的酸性对脫氫环化反应的影响,伹不能說明两者之间变化的規律性。     

兔肌肌酸激酶的初步晶体学研究

在脊椎动物骨骼肌、心脏和脑等组织的能量代谢中,肌酸激酶起着重要作用,它催化由磷酸肌酸和ADP再生成ATP的可逆反应。该酶由两个亚基构成,每个亚基的分子量约为41000。肌酸激酶的重要生理功能,临床诊断中的应用价值及其结构的某些特点,使它,特别是兔肌肌酸激酶得到了广泛研究。这些研究为了解该酶的结构与生物活性的关系提供了基础。     

手性药物的四个课题

据国家自然科学基金委员会2007年8月21日报道。“十五”重大项目“手性与手性药物研究中的若干科学问题研究”围绕四个主要课题开展研究，进展显著。 在手性碳的不对称合成研究中，发展了在路易斯酸作用下通过片呐醇串联重排反应构筑手性季碳中心、手性配体参与炔烃对羰基化合物不对称加成反应的新方法。并用于合成一系列具有药用价值的天然产物。设计、合成了新型的硫代膦酰胺类手性配体和新型L-脯氨酰胺有机催化剂。     

用同步荧光光谱法研究铽(Ⅲ)与脱铁运铁蛋白的作用

用同步荧光光谱法区分脱铁运铁蛋白的酪氨酸和色氨酸残基的荧光,研究了铽（Ⅲ）在脱铁运铁蛋白上的结合以及由此引起的构象变化与铽（Ⅲ）浓度的关系。从所得铽（Ⅲ）对脱铁运铁蛋白酪氨酸和色氨酸残基荧光猝灭的相对程度可知,铽（Ⅲ）的强结合部位包含酪氨酸残基,但由此引起的构象变化则以色氨酸残基转向亲水环境为特征。