新型三维氨基酸结构描述符的研究及其在多肽QSAR中的应用

目的 建立一套新型的氨基酸残基结构描述符,用此描述符进行多肽的定量构效关系研究。方法 通过理论计算得出 167个氨基酸结构描述参数,再对 167个参数进行主成分分析,从中提取出与氨基酸残基的三维结构性质密切相关的三个结构描述参数c1,c2,c3 scales。然后采用G/PLS算法,建立氨基酸残基结构描述符c scales与多肽生物活性之间的函数关系,确定多肽的QSAR模型。结果 用此方法建立的苦味二肽、ACE抑制剂二肽和缓激肽增效剂五肽的QSAR模型,均有较好的拟合和预测能力,交叉验证相关系数和相关系数都在 0 70以上。结论 氨基酸残基结构描述符c scales能定量的描述氨基酸的三维结构性质,而且利用此描述符能建立预测能力较强的多肽QSAR模型。

氨基酸残基可及性与蛋白质家族成员结构的保守性

本文在细胞色素ｃ族蛋白和免疫球蛋白家族中一些蛋白质片段的序列比较和分析的基础上，通过计算其氨基酸残基的可及性，对残基可及性与蛋白质序列及其三维结构的保守性之间的关系进行了分析和探讨。结果表明，序列中凡是保守的残基，其可及性都较低，而且这些低可及性的保守性残基与维持蛋白质特有的三维结构相关。作者认为，同一家族的蛋白质中，在进化上相距较远的各成员之间，结构的保守性主要是体现在其三维结构上；序列中的保守性残基，对于维持整个蛋白质分子特定的三维结构和功能有着重要的意义；此外，序列中的保守性残基一般均位于其整个分子结构的内部，因而具有较低的可及性。鉴于“可及性”本身只具有相对的意义，故可及性较低的残基不一定是保守的，而保守的残基则是低可及性的。

蛋白质紧邻氨基酸残基之间相互作用与蛋白质二级结构关系研究

通过对967条非冗余蛋白质序列进行分析,并扩展了Chou-Fasman法则,选取螺旋和折叠倾向性极端的谷氨酸(E)和缬氨酸(V),比较了他们相邻后和单个多聚时二级结构倾向性的变化,发现谷氨酸在与缬氨酸相邻后,缬氨酸的二级结构倾向性遭到了抑制,更多的是表现出谷氨酸的性质。

白细胞介素2镇痛功能位点氨基酸残基相对空间位置的重要性研究

免疫调节因子白细胞介素－２（ＩＬ－２）具有中枢镇痛作用，其功能位点由ＩＬ－２分子的第４４、４５和１０７、１１７位氨基酸残基共同组成。采用基因定点突变和ＰＣＲ技术，缺失ＩＬ－２分子第６６～９９位残基，改变第４４、４５位残基与１０７、１１７位残基的相对空间位置，发现其镇痛功能消失。结果提示了组成ＩＬ－２分子镇痛功能位点的氨基酸残基间相对空间位置排列的重要性。

一种识别蛋白质的保守氨基酸残基的新方法

保守氨基酸残基在生物进化过程中具有较强的稳定性,一般不会发生太大的变化;生物信息学认为:氨基酸序列决定蛋白质结构,蛋白质结构决定蛋白质功能。因此,作者基于氨基酸的生化特性、几何特性和动态特性描述了一个新颖的算法去发现蛋白酶家族中的保守氨基酸残基,而保守氨基酸残基将对蛋白质的结构和功能的研究具有重要的意义。

氨基酸疏水性对蛋白质结构的影响

本文应用计算机模拟方法对蛋白质折叠结构进行分析,研究了在二维的HP模型下,采用Monte-Carlo算法,运用F-P法、K-D法、沃氏法、埃氏法及米氏法,几种常见的对氨基酸残基疏水特性的不同划分方法,从序列的正反两个方向对真实蛋白质折叠结构进行计算机模拟研究。研究结果表明,同一种疏水特性值从序列的正向或是其反方向开始折叠,蛋白质折叠的最小能量构象的能量值相等;各疏水特征参考值求得的最小能量构象及能量值存在差异。

序列上下文氨基酸与其蛋白质二级结构的关系

按照蛋白质二级结构的连续性和二级结构多样性提取序列片段,通过用自编的计算机软件在967条非冗余蛋白质数据库中按照氨基酸残基的极性逐个对提取出的序列片段在其原蛋白质中的上下文中的氨基酸残基对目标序列的二级结构的影响概率进行分析,并给出其影响概率的平均值。最后发现,序列上下文中的氨基酸残基的极性对目标序列片段的蛋白质二级结构具有较为明显的影响。

基于拉曼光谱解析冻藏过程中鱼糜蛋白的结构变化

采用拉曼光谱技术研究冻藏过程中草鱼鱼糜蛋白结构和氨基酸残基微环境的变化。草鱼鱼糜经-18℃冻藏处理2周和8周后进行拉曼光谱扫描,得到光谱数据;对酰胺III区及C—C、S—S、C—H伸缩振动谱带进行解析,对比I_(850)/I_(830)强度变化,同时对酰胺I区蛋白质二级结构进行定量分析。结果表明:冻藏过程中草鱼鱼糜蛋白质主链构象由有序向无序发展,α-螺旋结构从新鲜状态的34.31%下降到冻藏8周后的15.33%,无规卷曲相对含量从13.47%上升到30.89%;新鲜、冻藏2周和冻藏8周的鱼糜蛋白I_(850)/I_(830)分别为1.81、1.89和1.99,鱼糜加工过程使酪氨酸残基暴露在多肽链表面,冻藏引起暴露更加彻底;部分二硫键构象在冻藏初期(2周内)基本完成由反式-扭式-反式向扭式-扭式-反式转变;2 900 cm^(-1)附近C—H伸缩振动的拉曼峰减弱,芳香族氨基酸侧链疏水作用力增强。冻藏过程中鱼糜蛋白的结构逐渐疏散无序,氨基酸残基微环境发生改变。

组蛋白乙酰化/去乙酰化与染色质结构及基因转录调控的关系

在真核生物中,组蛋白是染色质基本结构——核小体中的重要组成部分,其N末端氨基酸残基可发生乙酰化等共价修饰。组蛋白的乙酰化是一可逆的动态过程,而其稳定状态的维持则是多种组蛋白乙酰基转移酶(HATs)和去乙酰基酶(HDACs)共同作用的结果。这种可逆的乙酰化修饰作用可使染色质结构发生动态的改变,并对基因的转录产生相应的影响。

单宁酸对丝素蛋白二级结构的影响作用研究

蛋白质的二级结构是其发挥生物功能的重要基础结构,因此本文通过单宁酸和丝素蛋白反应,研究不同摩尔浓度的单宁酸对丝素蛋白二级结构的影响。使用紫外可见光吸收光谱(UV-Vis)、荧光发射光谱(FL)和傅里叶红外吸收光谱(FTIR)等表征技术对单宁酸与丝素蛋白的反应产物进行测试,结果表明单宁酸可以影响丝素蛋白的二级构象,并呈现一定的变化趋势。单宁酸摩尔浓度逐渐增加到20μmol/L时,α螺旋和无规卷曲结构逐渐增多,β折叠结构逐渐减少。单宁酸摩尔浓度继续上升,α螺旋和无规卷曲结构逐渐减少,β折叠结构逐渐增多。

斑翅果蝇解毒代谢相关基因的鉴定与分析

根据斑翅果蝇(Drosophila suzukii Matsumura)的转录组数据,通过序列分析、进化分析、结构域及保守氨基酸分析,鉴定出5种斑翅果蝇的解毒代谢基因,包括ABC转运蛋白(ATP-binding cassette transporter,ABCs)、细胞色素P450单加氧酶(cytochrome P450,CYPs)、谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione S-transferases,GSTs)、羧酸酯酶(carboxylesterases,CarEs)、尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶(UDP-glucuronosyl transferases,UGTs)。进化分析结果显示,斑翅果蝇的CYPs基因分布于CYP3、CYP4、CYP6、CYP9四个进化分支,ABCs基因分布于ABCC、ABCD、ABCF、ABCG四个亚家族,GSTs基因分布于GST-Delta、GST-Epsilon、GST-Theta以及GST-Zeta四个进化分支,斑翅果蝇的CarEs基因和UGTs基因与亚艳丽果蝇(Drosophila subpulchrella)的遗传距离最近;结构域及保守氨基酸分析结果表明所有的CYPs均包含P450结构域;ABCs中都包含ABC2结构域;在GSTs中都含有GST结构域;在CarEs中包含Coesterases结构域;在UGTs中含有UDPGT结构域。CYPs的保守基序为EEGGKKRNDFLDLLJZLKKEG,ABCs的保守基序为DCPSASNPADYIIE,GSTs的保守基序为LYPKDLVKRAVVDQRLHFE。

蛋白质一级结构的测定的基本程序及方法

蛋白质多肽链的氨基酸顺序主要是根据英国Sanger实验室中发展起来的方法进行测定的。这个方法首先应用于胰岛素的氨基酸顺序测定并于1954年取得成功。虽然测定每种蛋白质的一级结构都有自己特殊的问题需要解决,然而测定的基本程序都可概括为: 1.首先要获得高度纯净的蛋白质样品,纯化的样品还应测定分子量。 2.蛋白质的氨基酸组成。

大豆基因组CLC同源基因家族的生物信息学分析

利用NCBI网站、Phytozome数据库和有关生物信息学软件,对大豆基因组CLC（chloride channel）同源基因家族进行系统的预测分析和比较。结果表明：大豆CLC同源基因有8～9个拷贝,分别分布于第1、5、9、11、13、16和19号染色体上,内含子数目为4～23;编码的大豆CLC蛋白氨基酸数量为725～823,整体一致性为63.43%,相对分子质量为（80～91）×103,理论等电点为6.45～8.94,带正或负电荷氨基酸残基比例为7%～10%,均为跨膜蛋白（含9～12个跨膜区）,除Glyma16g06190外均含有2个CBS结构域;具有（Ⅰ）GS/PGIPE、（Ⅱ）GKE/AGPLVH和（Ⅲ）PVGGVLFALEE/G 3个氨基酸残基保守区,其中相应关键氨基酸残基位点决定了它们不同的阴离子（Cl-或NO-3）优先选择属性和蛋白功能（通道或转运蛋白）属性。它们都与拟南芥CLC蛋白亚家族Ⅰ关系较近,其中GmCLC1（Glyma05g14760）、GmsCLC1、Glyma16g06190和Glyma19g25680与AtCLCa、AtCLCb处于同一分支,整体显示序列一致性为87.79%;Glyma09g28620和Glyma16g33351与AtCLCc、NtCLC1同源关系较近,序列一致性为70.99%;Glyma13g23080则与AtCLCg在同一分支,序列一致性为74.21%;而Glyma01g44950和Glyma11g00690则与AtCLCd同源关系最近,序列一致性为90.68%。qRT-PCR分析结果显示,在150mmol·L-1NaCl处理24 h过程中,GmsCLC1基因在栽培大豆N23674品种、野生大豆BB52种群及其后代4076株系中均上调表达,其中在BB52根中上升最显著。结论：大豆多个CLC同源基因在进化过程中发生的功能分化,可能在正常或盐胁迫条件下植株体内阴离子（包括Cl-、NO-3）稳态重建方面发挥不同作用。

Ghrelin结构与生理功能的研究进展

Ghrelin是由日本科学家M．Kojima等¨0于1999年从大鼠胃组织中提取得到的一种含28个氨基酸残基的多肽。Ghrelin能够促进生长激素（growthhor—mone，GH）的释放，是第一个被发现的作为生长激素促分泌素受体（growth hormone secretagogue receptor，GHS—rt）的天然内源性配体，也是继生长激素释放激素（growthhormone—releasinghormone，GHRH）和生长抑素（somatostatin，SST）之后调节GH分泌的第三个主要激素。

广西流行的猪瘟病毒株E2基因序列测定及分析

目的对广西流行的猪瘟病毒E2基因进行序列测定及分析。方法应用PCR对15株猪瘟病毒E2基因进行扩增、克隆及测序,利用DNAstar分析软件对所测定的15株毒株与兔化弱毒(HCLV)、石门(Shimen)毒株的相应基因片段进行同源性分析。结果得到长度为1092nt猪瘟病毒E2基因,编码364个氨基酸残基的目的基因片段。广西株与HCLV、Shimen株的核苷酸同源性分别为81.5%～82.8%和82.8%～84.3%,推导的氨基酸同源性分别为87.1%～88.8%和88.5%～89.9%,广西毒株之间核苷酸与推导的氨基酸同源性分别为92.3%～99.9%和94.8%～100%。广西15株猪瘟病毒E2蛋白上的全部半胱氨酸(Cys)位点均未改变,推测其E2蛋白的抗原结构保持很高的稳定性。但广西毒株中与特定单克隆抗体结合的724、725、729、734和738位的氨基酸发生了变异,这些变异可能导致不完全免疫保护。把所测定的广西15株与国内外已发表的19株病毒相应序列进行比较,建立系统发育树,所比较的34株猪瘟病毒被分为两个群,广西毒株皆属于基因群Ⅱ。结论成功进行了广西流行猪瘟病毒E2基因序列分析,为进一步探讨猪瘟病毒E2蛋白的抗原结构提供了依据。

胰岛素分子存在形态及结构变化的同步荧光光谱研究

利用同步荧光光谱技术 ,在波长差Δλ为 30nm和 80nm下对胰岛素的同步荧光光谱特征进行研究 ,发现胰岛素中的酪氨酸和色氨酸残基的同步荧光光谱随浓度改变而发生变化 ,该变化与胰岛素在溶液中的聚集状态以及浓度淬灭作用有关。当在还原剂二硫苏糖醇作用下 ,胰岛素的同步荧光峰强度和位置均发生明显的变化 。

圆二色光谱在蛋白质结构研究中的应用

近几年来,圆二色光谱在蛋白质结构研究中的应用越来越广泛。通过对远紫外圆二色光谱的测量,可以推导出稀溶液中蛋白质的二级结构,进而分析和辨别蛋白质的三级结构类型;通过对近紫外圆二色光谱的测量和分析,可以推断蛋白质分子中芳香氨基酸残基和二硫键的微环境变化,研究介质与蛋白质结构间的关系;通过测定实验参数和环境条件变化时的圆二色光谱,可以研究蛋白质构像变化过程中的热力学和动力学特性。

酶结构的网络表征及催化位点的预测

酶是生物体内的一种活性催化剂，通过绑定反应底物降低反应活化能从而高效催化各种生物化学反应。酶催化活性中心由少数氨基酸残基组成，它们直接参与酶反应，包括质子交换、结构的稳定和底物绑定等。尽管越来越多的酶结构已被测定，但现在从结构仍难以确定催化位点。大量文献报道了酶催化残基预测相关的工作，并提出了对催化位点的各种描述。

小球藻类金属硫蛋白的结构表征研究

金属硫蛋白（metallothionems，MTs）是一类低分子量、高巯基含量，且能大量结合金属离子的蛋白质，通常由61个氨基酸残基组成，分子量为6～7ku。MTS具有两个重要特征即金属亲和性和金属诱导性。因此，MTs对多种重金属如Hg、Pb、Zn、Cd等具有螯合作用，且在重金属诱导作用下，MTS可在生物体内诱导合成。近年来小球藻被广泛应用于污水净化，能够去除水体中的多种重金属，其机制是小球藻细胞壁带有负电荷的官能团能吸附金属阳离子，

利用可及表面积研究朊病毒结构的变化

利用Monte-Carlo模型并根据PDB提供的关于肮病毒氨基酸残基的原子坐标,对肮病毒蛋白质121-230位氨基酸的可及表面积（ASA）进行了计算和分析,讨论了相似的三维结构具有相近的可及性,并从PrPc溶剂表面可及性特点分析了一些从PrPc转变到PrPSc的可能信息.