β-转角肽的溶液构象

主要报导TEM-1β-内酰胺酶的天然蛋白类抑制剂BLIP中一段多肽B1的溶液构象研究结果.在磷酸盐缓冲溶液中，通过圆二色光谱、傅立叶红外光谱和核磁共振谱研究了B1的二级结构特征.实验结果表明，B1在溶液中形成了β-转角结构，为在溶液中单独研究β-转角结构形成与稳定性提供了良好的模板.β-转角在溶液中可以独立存在，表明β-转角在蛋白质折叠过程中可能具有重要作用.

凝乳酶β-转角突变体的构建、表达和性质分析

为了阐明牛凝乳酶的第二个发夹结构中的Ⅵ型β转角的功能，利用基因突变技术，将该转角的氨基酸残基（Ｌｅｕ２０Ｇｌｙ２１Ｔｈｅ２２Ｐｒｏ２３Ｐｒｏ２４Ｇｌｎ２５）改为（Ｌｅｕ２０ＧｌｙＧｌｙＧｌｎ２５）、（Ｌｅｕ２０ＳｅｒＧｌｙＧｌｎ２５）或（Ｌｅｕ２０ＧｌｙＳｅｒＧｌｎ２５），得到３个突变牛凝乳酶原表达质粒ｐＭＣＧＧ，ｐＭＣＳＧ和ｐＭＣＧＳ。除ｐＭＣＧＳ不能在大肠杆菌中表达外，ｐＭＣＧＧ和ｐＭＣＳＧ均能以包含体的形式进行表达，且表达水平与野生型相当。像野生型凝乳酶原一样，ｐＭＣＧＧ和ｐＭＣＳＧ的表达产物经过变性复性，均能自活化为假凝乳酶，而且复性后的酶原突变体在ＤＥＡＥＳｅｐｈａｒｏｓｅＣＬ６Ｂ上的柱行为与野生型相类似，但突变体假凝乳酶的凝乳及水解酪蛋白活性均明显低于野生型。说明突变对酶原的折叠影响较小，但对酶的催化效率影响较大。

基于β-转角结构拟肽化合物的设计、合成及表征

针对目标物的结构特征,设计C-端和N-端二肽模块,通过液相分段合成法,分段合成Boc-Val-D-Pro-OH、H-Gly-Leu-Obn二肽模块,再经两段缩合形成具有构象限制性模块D-Pro-Gly内核的β-转角四肽化合物:H-Val-D-Pro-Gly-Leu-OH,总产率达到45.7%。关键中间体与最终产物的化学结构经红外、1H NMR、13 C NMR、MS-ESI和HRMS等表征及分析予以确认。

β-发夹多肽的全新设计和构象研究(英文)

引入跨股氨基酸队的方法进行β-发夹结构的设计,序列[R1G2T3F4W5V6d-P7S8V9N10Y11F12,β2]中包含二个氨基酸对V6V9和F4Y11,并以d-P7S8作转角来稳定结构.多肽合成采用Fmoc/But固相合成方法.圆二色谱研究显示,β2在202nm呈现正峰,在217.5nm处呈负峰,为β转角和β折叠共同贡献的叠加,是典型的β-发夹结构圆二色谱特征.红外光谱研究进一步验证了圆二色谱的结果,表明β2在溶液中主要以β-发夹结构存在.

乙醇后处理对桑蚕丝素蛋白膜结构的影响

乙醇被广泛地应用于丝素蛋白材料的后处理,以诱导丝素蛋白二级结构的转变,改善丝素蛋白材料的稳定性。文章采用不同浓度的乙醇分别处理桑蚕丝素蛋白膜,利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)以及热失重分析等手段,研究了不同浓度乙醇对桑蚕丝素蛋白膜二级结构的影响。结果表明,低浓度乙醇有利于桑蚕丝素蛋白膜向β-折叠结构转变,随着乙醇浓度的增加,桑蚕丝素蛋白膜中β-转角结构的含量逐渐提高,乙醇处理对桑蚕丝素蛋白膜的结晶结构影响并不明显。

基于D-Pro-Gly构象限制性模块拟肽的合成

设计了C-端和N-端二肽模块,通过液相合成法经DIC-HOBt缩合、混合酸酐缩合及脱保护等反应高效合成了含有构象限制性模块D-Pro-Gly内核、N-末端为伯胺、且能形成稳定β-转角结构的四肽系列化合物——H-Leu-D-Pro-Gly-Leu-OH,H-Leu-D-Pro-Gly-Val-OH和H-Leu-D-Pro-Gly-Val-OH,总收率分别为49.02%,40.13%和50.88%,其结构经1H NMR,13C NMR,ESI-MS和HR-MS确证。

基于拟肽仿生催化作用的α,β-不饱和环酮合成及机理研究

首次通过人工合成的具有β-转角结构的拟肽,模仿脱水酶催化β-羟基环酮化合物的分子内脱水,制备α,β-不饱和环酮,实验结果表明:在生理温度(37℃)条件下,拟肽催化剂对于β-羟基环酮衍生物具有优异的催化性能和反应收率。其中,β-羟基环戊酮类化合物的催化脱水产率最高可达96%,β-羟基环己酮类化合物的催化脱水产率最高可达97%。同时,对β-羟基酮仿生催化脱水形成α,β-不饱和酮的反应机理进行了研究。

Transalkylation of Multi-secbutylbenzenes with Benzene over Hierarchical Beta Zeolite

A hierarchical beta zeolite synthesized by quasi-solid phase conversion method was characterized by BET, scanning electron microscope （SEM）, transmission electron microscope （TEM）, X-ray diffraction （XRD）, temperature-programmed desorption of ammonia （NH3-TPD）, 27A1 and 295i magic angle spinning nuclear magnetic resonance （27A1 and 29Si MAS NMR）, and its catalytic performance was compared with that of conventional microporous beta zeolite for liquid phase transalkylation of multi-secbutylbenzenes （MSBBs） with benzene. The results indicate that the hierarchical beta zeolite consists of nanosized crystals with a meso/ microporous structure and has stronger acid strength than the microporous beta zeolite. The higher conversion oftri-secbutylbenzene （TSBB） and selectivity ofsec-butylbenzene （SBB） are achieved on hierarchical beta zeolite than microporous beta zeolite, while the conversion of di-secbutylbenzene （DSBB） is slightly higher. The improvement of catalytic performance over hierarchical beta zeolite can be ascribed to the presence of mesopores, nanosized crystals and stronger acidity.

折叠短肽基超分子螺旋的结构调控与同质多晶

以丙氨酰胺基硫脲为β-转角结构模板,于其N-端和C-端分别修饰以噻吩和间碘代苯基,合成折叠短肽分子1,通过吸收光谱、圆二色光谱、核磁共振波谱、X射线单晶衍射、X射线粉末衍射和理论计算等方法,验证了其分子内存在β-转角折叠结构,并探究了其超分子螺旋结构特征.结果揭示了折叠短肽分子1在乙腈中的同质多晶现象:在乙腈中加热冷却后,静置片刻即析出的块状晶体A,为动力学稳态晶体,仅形成一重氢键超分子螺旋结构;静置过夜或缓慢挥发得到的针状晶体B,为热力学稳态晶体,包含氢键和卤键双重超分子螺旋,组成二维螺旋平面,并借助乙腈溶剂参与的氢键作用和尺寸效应,形成稳定的超分子三维结构.晶体B的形成依赖于乙腈溶剂的存在,在其他溶剂如甲醇、三氯甲烷和乙酸乙酯中只形成晶体A.实验结果借助晶体结构直观阐明了动力学、热力学以及溶剂调控下超分子螺旋的结构特征,对超分子螺旋的构筑和调控研究具有借鉴意义.

大腹园蛛腺体丝蛋白溶液的分子构象

用圆二色光谱研究了大腹园蛛腺体内丝蛋白的分子构象 ,研究结果表明 ,大、小囊状腺体内丝蛋白的分子构象以无规卷曲和折叠结构为主 ;并用计算法获得五种腺体丝蛋白的二级结构中含有 6 2 %～ 13 9%不等的β 转角 ,这对蛛丝蛋白形成独特的结构起着重要作用。

蛋白质全新设计:八残基序列形成发夹结构的圆二色谱(英文)

β-发夹是天然蛋白质中丰富的二级结构单元之一,在蛋白折叠和功能方面扮演着重要角色.文章报导了二条多肽序列（LTVd-PGLTV,n7和LTVGDDTV,n5）的设计、合成和园二色谱研究结果.结果显示,n5在 198nm附近呈现负峰,表现为非规整结构特征;相反,n7表现为典型的发夹结构特征,在218nm附近呈负峰,196nm附近呈正峰,为β-转角与β-折叠的共同贡献.初步研究表明,β-转角、序列关系和氨基酸形成在折叠结构倾向性是β-发夹结构形成和稳定的决定性因素.

基于理性设计提高枯草芽孢杆菌角蛋白酶的热稳定性

角蛋白酶KerZ1在其最适反应温度60℃下能够有效地催化水解羽毛角蛋白废物,但热稳定性较差。以KerZ1为研究对象,利用蛋白的理性设计来提高其热稳定性。首先,通过分子动力学模拟软件AMBER16以及HotSpot Wizard服务器的B-factor分析预测出KerZ1中对热敏感的柔性环区域;然后,结合β-转角残基的统计分析将引入位置的原有残基替换为保守性较高的氨基酸。结果表明,突变体酶A128D的失活半衰期(t_(1/2))和半失活温度(T_(50))较KerZ1提高了12.32 min和5.8℃。同时,突变体的动力学参数(k_(cat)/K_(m))表征结果显示,其催化效率未受到显著影响。另外,分析突变位点以及周围氨基酸残基的分布,结果表明突变体酶A128D的表面亲水性增加可能是提高其热稳定性的主要原因。该研究通过理性设计柔性环区域提高了角蛋白酶的热稳定性,为推动角蛋白酶的工业化应用奠定了基础。

2H-1,4-苯并二氮-2-酮类HIV-1转录抑制剂的设计、合成及活性研究

转录反式激活因子(trans-activator of transcription,Tat)在HIV-1的转录中起着重要的调控作用,针对HIV-1 Tat中的β-转角结构,采用2H-1,4-苯并二氮-2-酮作为β-转角肽链骨架的模拟结构,分别以对硝基氯苯/苯乙腈、对甲基苯胺/苯甲酰氯以及硝西泮为起始原料,采用不同合成路线得到了19个2H-1,4-苯并二氮-2-酮类化合物(10～18、21～24、26～31)。初步活性评价表明,化合物30在没有明显细胞毒作用的浓度下对Tat介导的荧光素酶的表达显示了较好的抑制作用,其半数有效浓度EC50为25.0μmol·L-1。

理性设计改造牛肠激酶的热稳定性

以牛肠激酶作为研究对象,利用理性设计的方法提高其热稳定性。首先通过分子动力学模拟软件Gromacs v 4.5.5,Flex Service以及B-FITTER软件预测出了肠激酶的柔性区Fragment 64~69,Fragment 85~90;然后结合β-转角序列统计学信息以及引入位置原有的残基不参与形成氢键的原则,确立了3个突变位点S67P,R87P以及Y136P;通过Quik Change^(TM)定点突变的方法引入突变位点,并进行了酶热稳定性分析。结果表明,R87P突变体酶的失活半衰(t_(1/2))和T_(50)^(10)较野生型分别提高了3.1 min和11.8℃,同时,动力学常数(K_m/k_(cat))测定结果显示酶活未受到显著影响。该策略有潜力应用于其他工业酶分子的热稳定性改造,为推动生物酶的工业化应用奠定基础。