蛋白质天然构象预测的研究进展

继人类基因组计划完成后,如何弄清相应的基因序列的功能及其之间的关系,即比较彻底地解开生命的奥秘成为后基因组计划的主要任务。基因的功能最终主要通过蛋白质来完成,因此,如何根据已知的氨基酸序列来预测相应的蛋白质天然构象成为后基因组计划中最重要的组成部分之一,这为比较彻底界定其功能奠定分子生物学基础。本文从以下几个方面进行了详细地介绍:(1)组成蛋白质天然构象预测方法的基本元素即序列比对方法、构象空间搜索方法及有关的蛋白质数据库;(2)结构预测方法的评估与分类;(3)描述预测性能较好及有比较发展前景的预测方法;(4)天然构象预测的前景等。

从对接结构中挑选近天然构象的新方法

分析了包含静电能(ΔEele)、去水化自由能(ΔGACE)以及范德华能(ΔEvdw)的打分函数在蛋白质-蛋白质对接中评价近天然构象的能力.对17种蛋白质复合物对接体系进行打分的结果表明,包含范德华能的打分函数(ΔEele+ΔGACE+ΔEvdw)比通常的打分函数(ΔEele、ΔGACE、ΔEele+ΔGACE、ΔEele+ΔEvdw、ΔGACE+ΔEvdw)具有更好的区分近天然构象的能力.进一步的研究表明,优化(EM)对接体系后再进行打分,上面几种打分函数对对接结构的评价效果都有不同程度的改善,其中打分函数(ΔEele+ΔGACE+ΔEvdw)有更明显的改善.为了进一步确定候选结构中的近天然构象,以一种蛋白质复合物为例,对候选结构进行分子动力学(MD)模拟,根据MD轨迹中构象相对于初始构象的平方平均偏差(MSD)随时间的变化来辅助打分函数排除错误构象,得到了较好的结果.

基于gp41近膜端外部区域中和表位天然构象的人类免疫缺陷病毒1型疫苗的设计

疫苗一直被视为终结人类免疫缺陷病毒1型和2型(human immunodeficiency virus type 1/2,HIV-1/2)最有力的武器。位于HIV-1gp41胞外域C末端的近膜端外部区域(membrane-proximal external region,MPER)是一个重要的抗原位点,但糖蛋白41(glycoprotein 41,gp41)在野生型HIV-1的包膜蛋白中并未充分暴露,单独的gp41或MPER多肽无法模拟gp120/gp41包膜蛋白在病毒包膜上的天然状态。本研究以HIV-1gp41MPER为抗原进行疫苗设计,以期能诱导产生具有强效中和作用的MPER特异性抗体。通过在gp41的N末端七肽重复域(N-terminal heptad repeat,NHR)和C末端七肽重复域(C-terminal heptad repeat,CHR)引入突变,阻断二者相互作用形成6螺旋(6-helix bundle,6-HB)构象;使用不同来源的流感病毒HA1亚基替代gp120,以防止机体产生大量针对HA1的抗体,并构建一系列包含不同HA1亚基的HA/gp41-1605嵌合DNA。结果发现,在细胞上表达的嵌合疫苗抗原能更好地展示MPER上的中和表位,但不显示gp41上免疫优势抗原表位。使用构建的HA/gp41嵌合DNA疫苗对新西兰大耳兔进行肌肉内序贯免疫,提示该疫苗策略的确不可诱生高滴度的HA抗体或gp41的loop及6-HB特异性抗体,而能诱生MPER特异性抗体。然而,该抗体对HIV-1不具有中和作用,说明该疫苗策略还有待进一步优化。

一种新的基于平均相似性方法的蛋白质天然构象预测模型质量评测方法

建立一种简便有效的蛋白质预测模型质量评估方法。通过近几年实验室的研究结果,建立一种新的蛋白质天然构象预测模型质量的预测方法——平均相似性方法,选取3种不同种类总共104个数据集分析平均相似性与模型质量之间的关系。平均相似性方法要明显好于聚类分析方法,但改善的程度不很高。建议在平均相似性方法与聚类分析方法两个方法中,首选平均相似性方法。

荧光光谱法研究新型碳硼烷金属有机衍生物与牛血清白蛋白的相互作用

通过荧光光谱法,研究了在模拟生理条件下,二茂铁-碳硼烷衍生物(FcSB1,FcSB2和FcSBCO)、芳烃钌(Ⅱ)-碳硼烷衍生物(RuBFc和RuBCOOH)与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用。结果表明,五种碳硼烷衍生物与BSA形成非荧光性复合物而猝灭了BSA的荧光。二茂铁-碳硼烷衍生物FcSB1,FcSB2和FcSBCO显著地影响BSA的构象,使BSA的三级结构变得更紧凑,并显著使酪氨酸残基附近微环境的极性(位于ⅠA,ⅠB和ⅡA结构域)降低,疏水性增强。而芳烃钌(Ⅱ)-碳硼烷衍生物RuBFc和RuBCOOH对BSA构象的影响小于二茂铁-碳硼烷衍生物。揭示了新型金属碳硼烷衍生物对蛋白结构和构象的影响,为含碳硼烷、二茂铁等多功能基团的新型药物的设计与筛选提供一定的实验依据。

蛋白质后加工国际学术讨论会

蛋白质后加工国际学术讨论会(International Symposium on Post Procession of Pro-teins,ISPPP)于1989年5月3日至6日在杭州举行。会议出席者共60名,其中中方出席者30名,日本8名,美国15名,英国和苏联各2名,西德,瑞士,法国各1名。会议共有38个报告,还有墙报6份。

热休克蛋白的生物学功能研究进展

Tissiers(1974)利用SDS凝胶电泳技术首次证明,热应激能诱导果蝇体内产生一组蛋白质,他把因环境温度升高诱导细胞合成的这组蛋白质,称为热休克蛋白(HSP)。现已证明,除热应激外,其他一些应激原如缺氧、重金属中毒、氧化应激、感染、饥饿、创伤、代谢毒物等条件诱导下,也可激活HSP基因,合成热休克蛋白。按照其分子量大小将HSPs分为5个家族。

蛋白质的盐溶、盐析和变性

在中学化学教学中,在讲到油脂、蛋白质以及胶体时,经常要解释油脂皂化反应后高级脂肪酸钠与甘油的分离,为何要加细小食盐颗粒?食盐是如何使高级脂肪酸钠从溶液中析出的?

蛋白质的共价结构中二硫键位置的确定

粗粗一看,蛋白质的组织结构似乎非常混乱。但是,深入的物理学研究表明,蛋白质分子的天然构象实际上是一种高度有序的结构。通过这些研究,已经发现了几种类型的结构方式,支配蛋白质分子结构的某些原则也得到了阐明。