酶联免疫法研究天花粉蛋白突变体在猕猴体内的药动学

目的研究猕猴iv天花粉蛋白突变体（MTCS）的药动学。方法猕猴iv MTCS220μg／kg后，采用酶联免疫分析法（ELISA）测定动物血清中的药物质量浓度，血药浓度-时间数据用3P97药动程序拟合分析并计算药动学参数。结果MTCS在猕猴体内消除符合二房室模型。6只猕猴的平均消除半衰期（t1／2β）为（3.82±1.42）h，平均消除速率（CL）为（276．51±118．61）mL／（kg·h），药时曲线下面积（AUC（0-24h））为（1124.1±189.5）ng·h／mL。结论用ELISA方法能准确测定动物血清中MTCS质量浓度和研究其药动学。

重组天花粉蛋白突变体质量标准的研究和建立

目的：建立重组天花粉蛋白突变体（MTCS）的质量控制标准和检测方法。方法：用HL-60细胞株／MTT比色法定量测定MTCS体外生物学活性；用C4-HPLC和非还原型SDS—PAGE测定蛋白纯度；用毛细管电泳法测定等电点；用胰酶消化／RP—HPLC测定肽图；用还原型SDS—PAGE测定蛋白分子量等。结果：MTCS原液和成品对HL-60细胞的反应曲线与参考品的反应曲线一致，都呈现典型的S型曲线并且符合四参数方程式Y=（（A—D）／（1＋（X／C）^B））＋D，相关系数大于0．99；蛋白质纯度大于95．0％；等电点为9．16；蛋白原液的肽图与参考品肽图图形一致；分子量为2．72×10^4。结论：建立的MTCS质量控制标准和检测方法可以有效控制该制品的质量，并用于该制品的常规检定。

(E160A)和(E160D)天花粉蛋白两种突变体晶体结构研究

培养了（Ｅ１６０Ａ）ＴＣＳ和（Ｅ１６０Ｄ）ＴＣＳ的单晶。在ＭＡＲＲｅｓｅａｒｃｈ面探测器系统上分别收集了０．１９３ｎｍ和０．２０ｎｍ分辨率的Ｘ射线衍射数据。数据处理用ＭＡＲＳＣＡＬＥ程序系统完成。用同晶差值Ｆｏｕｒｉｅｒ法解析了突变体的晶体结构，结构修正利用Ｘ－ＰＬＯＲ程序。修正结果，晶体学Ｒ因子分别为０．１７５，０．１７９，键长和键角的ＲＭＳ偏差分别为０．００１１ｎｍ和２．４５７°，０．００１３ｎｍ和２．６７５°。在这两个突变体的结构中均未见到Ｇｌｕ１８９侧链方向的改变。通过对（Ｅ１６０Ａ）ＴＣＳ和（Ｅ１６０Ｄ）ＴＣＳ的结构比较，说明（Ｅ１６０Ｄ）ＴＣＳ活性低于（Ｅ１６０Ａ）ＴＣＳ的原因：这可能是由于在（Ｅ１６０Ｄ）ＴＣＳ中Ｔｙｒ１１１和Ｔｙｒ７０的侧链都具有较大的运动性，使它们与腺嘌呤碱基的芳香堆垛作用减弱。

亚天花粉蛋白突变体(R163H n-TCS和R163Q n-TCS)的晶体结构研究

用悬滴汽相扩散法得到了Ｒ１６３Ｈｎ－ＴＣＳ和Ｒ６１３Ｑｎ－ＴＣＳ的晶体，在Ｍａｒ－Ｒｅｓｅａｒｃｈ面探测器系统上分别收集了０．２００和０．２０５ｎｍ分辨率的Ｘ－射线衍射数据。采用同晶差值傅立叶法解析结构，用Ｘ－ＰＬＯＲ软件包进行修正，最后的晶体学Ｒ因子分别为０．１８４和０．１８５，键长偏差分别为０．００１３ｎｍ和０．００１４ｎｍ，键角偏差分别为２．５９０°和２．８１５°。结构测定显示Ｒ１６３Ｈｎ－ＴＣＳ和Ｒ１６３Ｑｎ－ＴＣＳ与ｎ－ＴＣＳ的主链结构无较大变化，活性口袋区的结构和氢键体系发生了明显变化。生化分析表明Ｒ１６３Ｈｎ－ＴＣＳ具有糖苷酶活性，Ｒ１６３Ｑｎ－ＴＣＳ没有糖苷酶活性。这说明，第１６３位侧链的Ｈ＋对ｎ－ＴＣＳ发挥Ｎ－糖苷酶活性至关重要。

亚天花粉蛋白突变体R163Kn-TCS及其复合物R163Kn-TCS/Ade的晶体结构

用悬滴汽相扩散法得到了Ｒ１６３Ｋ ｎ － ＴＣＳ的晶体， 并用ＡＭＰ 浸泡４８ 小时后得到复合物晶体。在Ｍａｒ－ Ｒｅｓｅａｒｃｈ 面探测器系统上分别收集了０ ．２０５ 和０ ．１８７ｎ ｍ 分辨率的Ｘ－ 射线衍射数据。采用同晶差值傅立叶法解析结构，用Ｘ－ ＰＬＯＲ 软件包进行修正，最后两模型的偏差因子（Ｒ 和Ｒｆｒｅｅ） 分别为（０．１８７ 和０．２６３） 和（０．１８０ 和０．２３３） ，键长偏差都为０ ．００１３ｎｍ ， 键角偏差分别为２ ．７０８°和２ ．５８４°。结构测定显示Ｒ１６３Ｋ ｎ － ＴＣＳ 和Ｒ１６３Ｋ ｎ － ＴＣＳ／Ａｄｅ 的主链结构无较大变化活性口袋区的结构和氢键体系发生了明显变化。生化分析表明Ｒ１６３Ｋ ｎ － ＴＣＳ 具有糖苷酶活性，但活性降低。这说明，第１６３ 位侧链的Ｈ＋ 对ｎ － ＴＣＳ发挥Ｎ－ 糖苷酶活性至关重要。

天花粉蛋白Glu189在N-糖苷酶活性中的作用

培养了(E160A,E189A)TCS(天花粉蛋白)的单晶。用浸泡法得到了(E160A,E189A)TCS与Ade复合物的晶体。在MarResearch面探测器系统上分别收集了均为0.20nm分辨率的X射线衍射数据,数据处理用MarScale程序系统完成。用同晶差值Fourier法解析了(E160A,E189A)TCS和(E160A,E189A)TCS-Ade的晶体结构,结构修正利用X-PLOR程序.修正结果,晶体学R因子分别为0.180、0.184,键长和键角的RMS偏差分别为0.0012nm和2.566°、0.0012nm和2.622°。在(E160A,E189A)TCS-Ade中,Ade仍结合在N-糖苷酶活性口袋之中,它夹在Tyr70和Tyr111两个侧链环之间,与Tyr70环近乎平行。这一结果表明:TCS中的Glu160和Glu189同时突变成Ala,仍能与AMP发生N-糖苷酶反应.前文已经证明在(E160A)TCS中Glu189没有援救作用。目前,没有发现Glu189对TCS与AMP的直接作用,但Glu189与其它残基的协同作用及其在TCS与rRNA作用中扮演什么角色,尚待进一步研究。

Y14F/R22L天花粉蛋白的晶体结构研究

Y14F/R2 2LTCS的晶体结构是用同晶差值Fourier法解得 .经X_PLOR程序修正得到Y14F/R2 2LTCS的分子结构 ,并找到了 6 5个水分子 .对 0 2 3nm分辨率衍射数据的晶体学R因子为 0 185,键长和键角的rms偏差分别为 0 0 0 12nm和 2 6 52° .在Y14F/R2 2LTCS中 ,Tyr14变成Phe ,Phe周围变化很小 ,α5的弯折依然存在 ;Arg2 2变成Leu ,余下的空间被水分子 2 56所占据 ,水分子 2 56与Ala16 1,Ala16 2的主链氧成氢键 ,部分代替Arg的作用 .并讨论了二级结构间保守氢键的作用 .

Q156A天花粉蛋白的晶体结构研究

核糖体失活蛋白（RIPs）是一类具有RNA N-糖苷酶活性的毒蛋白,它水解真核细胞28SrRNA第4324位腺苷酸的N-糖苷键,释放出一个腺嘌吟碱基,使核糖体失活。天花粉蛋白（TCS）是单链核糖体失活蛋白的重要代表。我们早已报道了天花粉蛋白0.173nm分辨率的晶体结构。关于天花粉蛋白结构与功能关系的深入研究,已经发表了天花粉蛋白与底物类似物的复合物晶体结构。我们还对一些保守残基的突变体进行了研究,其中R22LTCS和Y14F TCS的晶体结构已经测定,Arg22和Tyr14是位于活性口袋外,但与活性口袋又有密切联系的保守残基,其侧链形成的氢键也十分保守。在TCS晶体结构中还有一类保守残基形成的氢（盐）键也是十分保守的,它们是处于活性口袋之内的残基形成的,如Q156的NH_2与E189的OE2,Y111的OH与E160的OE2,R122的NH_2与E189的OE1等。为了探讨活性口袋内这些保守氢键对活性部位构象和活性的影响,我们用基因定位突变方法。

Y14F天花粉蛋白的晶体结构研究

核糖体失活蛋白（Ribosome inactivating protein,RIP）是广泛存在于植物界的蛋白毒素,天花粉蛋白（Trichosanthin,TCS）又是该家族中的一个重要成员。TCS及其同源蛋白的高分辨率晶体结构为进行结构与功能关系的研究打下了良好的基础,通过对同源蛋白的结构比较发现在结构中存在着很保守的氢键。为了探讨这些保守氢键对结构与功能的影响,我们用基因定位突变的方法,对形成保守氢键的残基进行突变,测定这些突变体的活性与晶体结构,可以加深我们对这些保守氢键所起作用的认识。TCS中Tyr14的羟基与Ser157的主链氧之间形成保守氢键,这一氢键在螺旋α5的弯折处,而且Ser157的主链碳基氧明显偏离了正常螺旋中的与螺旋轴平行的方向,这一现象在已知的RIPs结构中都存在。为了考察这一保守氢键对螺旋α5弯折的形成所起的作用,我们将Tyr14突变为Phe,这样突变后将保留芳香环侧链的特性,突变后的构象变化主要来自这一保守氢键的消失。

R22L天花粉蛋白的晶体结构

培养了R2 2LTCS的单晶 ,在SIEMENSX 2 0 0B面探测器系统上收集了一套 0 .1 91nm分辨率的X射线衍射数据 .数据处理用XENGEN程序系统完成 ,数据使用到 0 .2 2 0nm .用同晶差值Fourier法解析了突变体的晶体结构 ,经XPLOR程序修正得到了R2 2LTCS的分子结构 ,并找到了 6 1个水分子 ,最后R因子为 0 .1 82 ,键长和键角RMS偏差分别为 0 .0 0 1 3nm和 2 .770°.在R2 2LTCS分子中 ,与A1 6 1 ,A1 6 2主链氧成氢键的 2 2位精氨酸被亮氨酸取代后形成的空穴被水分子 2 91和 2 96所占据 ,与 2 2位Arg形成盐键相互作用的 1 6 8位Glu的侧链与TCS相比 ,转动了大约 5 0° ,羧基折向相反方向 ,并通过水分子 2 93与 1 6 5位的Lys侧链氨基桥连 .这些水参与的氢键网络部分代替了原R2 2的作用 .