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     

不同聚合态胰岛素的晶体学研究:重组突变体B9(Ser→Asp)人胰岛素的系列结晶及其初步晶体学研究

用基因工程方法制备的Ｂ９（Ｓｅｒ→Ａｓｐ）人胰岛素突体是一种速效胰岛素。报道这一突变体的晶体生长,初步晶体学分析及衍射数据收集与处理。在不同的晶体生长条件下,分别得到了正交、四方、三方３种晶型的晶体。突变分子在不同晶型的晶体中以不同聚合方式存在,其构建单位分别是二体和六体。通过对这３种不同晶型的晶体结构解析和比较研究,将对此突变体的速效特性的结构基础以及胰岛素在不同条件下的自聚合特征有更深入的了解     

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     

不同聚合态胰岛素的晶体学研究:重组突变体B9(Ser→Asp)人胰岛素的系列结晶及其初步晶体学研究

用基因工程方法制备的B9(Ser→Asp)人胰岛素突变体是一种速效胰岛素.报道这一突变体的晶体生长,初步晶体学分析及衍射数据收集与处理.在不同的晶体生长条件下,分别得到了正交、四方、三方3种晶型的晶体.突变分子在不同晶型的晶体中以不同聚合方式存在,其构建单位分别是二体和六体.通过对这3种不同晶型的晶体结构解析和比较研究,将对此突变体的速效特性的结构基础以及胰岛素在不同条件下的自聚合特征有更深入的了解.     

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。     

[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     

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     

不同条件下胰岛素别构中间体(T3R3)的初步晶体学分析

近年来对于胰岛素基本属性认识的一个重要进展,是X射线结构分析和波谱解析等揭示它具有经典别构蛋白的特性。已发现其单体具有T,R(或R~f)构象,其六聚体则表现出3种构象态:T_6,T_3R_3(或T_3R_3~f)及R_3。胰岛素T结构与R结构的区别在于:B链的B1-B8在     

高稳定性人胰岛素的晶体学研究——Ⅰ.A21-Ser突变体的结晶和初步晶体学分析

早就发现,胰岛素在酸性溶液中是不稳定的。其主要不稳定因素,是A链C末端残基Asn对酸水解特别敏感,极易发生脱酰胺反应并形成共价连接的二聚体。由于医用胰岛素制剂的重要部分是酸性溶液,因此这构成在临床应用上药剂纯度和保存中的重要问题。特别是近年来,通过蛋白质工程途径获得了一些可溶性长效胰岛素,它们都是酸性条件下的制剂,在过渡到实际应用时都需要解决A21-Asn脱酰胺反应所产生的不稳定问题。丹麦Novo研究所的Markussen等人运用基因定点诱变方法研究了一系列A21位残基取代的突变体人     

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     

精氨酸对胰岛素释放和胰岛亚硝酸盐产生的影响

精氨酸可调节多种激素的释放.近年来发现L-精氨酸在哺乳动物体内可产生一氧化氮(NO),在神经系统、心血管系统及免疫系统中作为信息物质起重要作用,关于L-精氨酸-NO通路在胰岛素释放中的作用,目前资料甚少.本工作在分离培养的新生大鼠胰岛上,观察L-精氨酸对胰岛素释放和亚硝酸盐产生的影响,初步探讨L-精氨酸-NO通路在胰岛素分泌过程中的作用.     

多氯联苯(PCBs)分子的X射线晶体学研究

作为一类典型的环境污染物,多氯联苯(PCBs,polychlorinated biphenyls)早已引起人们的广泛关注,并对其进行了大量的研究工作,这中间从色谱保持特征研究到理化参数的估算;从其在环境中的归趋与分布到生物代谢过程的研究;从生物富集因子的计算到毒性作用机制的     

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     

猪肾氨基酰化酶Ⅰ的初步晶体学研究

<正>氨基酰化酶Ⅰ(aminoacylase I,ACY-1)(3.5.1.14)主要存在于哺乳动物的肾脏和微生物中,是生物体进行氨基酸代谢时一个重要的水解酶,它可逆地催化酰化L-氨基酸的水解反应.该酶由772个氨基酸组成,分子量为85.500ku,是一个寡聚酶,由两个相同亚基组成,每个亚基含有一个锌离子.猪肾ACY-1与人的ACY-1的核酸序列有88.3%的同源性,氨基酸序列的同源性为87.7%.将猪肾ACY-1的氨基酸序列放在PROSITE数据库中检索,除了几个潜在的蛋白激酶磷酸化的位点和2个可能的N-糖基化位点外,没有其他明显的特征.把猪肾ACY-1的核酸序列和氨基酸序列与EMBL/GenBank和SwissProt Database中的序列进行比较,除了由E.coli表达的酰氨酶(amidase,succinyl-diaminopimelate desuccinylase),没有发现它与其他蛋白质有同源性,Wilbur-Lipman Algorithm统计分析表明,酰氨酶与猪肾ACY-1序列在400个氨基酸长度内有24%的等同性、这些结果提示,ACY-1是一类新的含锌金属蛋白.张艳等人用CD和FTIR谱对它的二级结构进行了研究.     

[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。