枯草杆菌TrpRS的固定化及亲和RNA筛选

为研究 t RNATrp与色氨酰 - t RNA合成酶 ( Trp RS)的相互识别及其结构与功能的关系 ,纯化了枯草杆菌 Trp RS,并用溴化氰活化的 Sepharose4B将 Trp RS固定化 ,固定化 Trp RS的蛋白回收率为 95.5% ,活力回收率为 31 .3% .研究了固定化 Trp RS的酶学性质 ,其热稳定性和贮存稳定性方面均比液相 Trp RS有了较大的提高 ,最适温度、最适 p H均有一定程度的增大 ,工作稳定性良好 .以固定化 Trp RS为亲和层析介质 ,对含有 2 0个核苷酸随机序列 ,长度为 56个核苷酸的单链RNA随机库进行了三轮筛选 .实验结果表明 ,固定化 Trp RS可以作为 SELEX亲和层析介质 ,进行模拟 t RNATrp分子的 RNA随机库的 SELEX筛选 .     

锌离子对氨基酰化酶构象及其稳定性的影响

天然氨基酰化酶和脱谷氨基酰化酶无论在二级结构（用ＣＤ和ＦＴＩＲ监测）还是三级结构上（以荧光发射光谱监测）都有明显的差异,表明了脱锌后酶的有序度降低;当比较天然和脱锌氨基酸化酶对去圬剂的稳定性时,结果表明脱锌后酶的构象的稳定性明显降低．因此可以认为锌离子对维持酶分子活性部位的特定构象以及构象的稳定性具有重要的作用．     

色氨酸操纵子调控机理详析

色氨酸操纵子是最早被研究的细菌合成代谢调控、基因表达调控的模型之一。其中阻遏蛋白对转录起始的抑制作用、色氨酸作为辅阻遏物的作用以及通过定点突变揭示的弱化作用的分子机制已基本被阐明。此外,色氨酸操纵子RNA结合弱化蛋白、NusA、NusG、TrpY等调节蛋白对细菌色氨酸操纵子弱化作用的调节机制也在近年来得到进一步揭示。特别是在枯草芽孢杆菌中,色氨酸操纵子主要依赖于转录衰减机制调控,包括由色氨酸激活的色氨酸操纵子RNA结合弱化蛋白与新生转录产物结合形成内部终止子,导致5′非翻译区（5′UTR）转录终止。NusA、NusG通过刺激RNA聚合酶在5′UTR的U107和U144位点暂停,释放出RNA聚合酶,最终造成转录终止。不同的是,在U144位点NusA参与的转录弱化机制依赖其发夹结构,且NusA与RNA聚合酶作用促进了RNA结合弱化蛋白与新生转录产物的结合,使转录终止。而NusG是通过与非模板DNA链中的一段富含T碱基序列和RNA聚合酶同时互作,阻止了RNA聚合酶向下游移动,从而引起RNA聚合酶高效停滞。但在细菌操纵子中,绝大多数调节因子参与的弱化机制最终依赖于ρ因子,从而导致多达一半的转录终止事件发生。近年来,随着学科的发展,越来越多关于色氨酸操纵子调节机制新概念被挖掘报道,这也使人类对色氨酸操纵子的表达调控机制的认知愈加详尽。     

胰岛素六聚体在水溶液中的构象柔性研究

用分子动力学（MD)模拟方法设计了两个模拟时间为600ps的对比计算机模拟实验,研究了R6态的胰岛素六聚体在水溶液中的构象柔性。通过对MD模拟所得到的轨迹的分析发现,包含锌离子和苯酚的胰岛素六聚体体系的构象柔性弱于不含锌离子和苯酚的胰岛素六聚体体系,对于不包含锌离子和苯酚的体系,胰岛素六聚体的构象柔性表现得较为突出,特别是在实验研究认为与胰岛素和受体结合位点有关的每个单体的B链羧端的β折叠部分,发生了快速而显著的构象变化,表现出了很大的构象柔性。这些模拟结果与实验观测结果相吻合。     

色氨酸残基在内切葡聚糖酶分子中的作用

内切葡聚糖酶的化学修饰研究表明：色氨酸残基可能位于活性位点,与底物结合有关．荧光光谱测定指出该酶的荧光几乎都来自色氨酸残基,酶分子中色氨酸微环境对ｐＨ变化非常敏感,降低ｐＨ导致了酶分子构象发生了较大变化,配基结合使酶分子色氨酸微环境产生了改变,引发了与ｐＨ诱导不同的构象变化．     

人乳头瘤病毒16型长控制区上YY1结合位点的破坏可增强病毒诱导细胞？…

细胞转当因子ＹＹ１可抑制人乳头瘤病毒１６型癌基因启动子Ｐ９７的活性,ＹＹ１位点的突变和缺失不仅可诱导Ｐ９７活性增强而且可在全基因组内增强Ｅ６癌基因转录,同时使病毒对啮齿类动物纤维细胞的转化能力增强。为了观测人乳头瘤病毒１６型长控制区序列上ＹＹ１蛋白特异性结合位点破坏在完整基因组范围内对人原代包皮角源细胞永生化能力的影响,将ＨＰＶ１６ ＹＹ１位点突变体和野毒株转染至人原代包皮角源细胞。     

慈菇蛋白酶抑制剂A和B中Trp残基周围构象与酶抑制专一性的关系

通过定点诱变结合荧光光谱学方法研究了慈菇蛋白酶抑制剂A和B(APIA和APIB)Trp残基周围构象与酶抑制专一性之间的关系。研究表明APIB中的两个Trp残基 (93和 12 2位 )所处环境的疏水性要比APIA中的强。Trp定点诱变研究表明 ,在APIB中 ,Trp12 2 周围环境的疏水性要比Trp93 强。用Ser和Leu分别替代 82位Leu和 87位Arg ,使APIB中色氨酸荧光特性变得与APIA的基本相同 ,同时还发现其酶的抑制专一性也变得趋近APIA的 ,暗示Trp周围的构象与酶抑制剂的抑制专一性有关。     

野葛葡糖基转移酶PlUGTs的同源建模及其活性位点分析

本文对PIUGTs进行同源建模,并分析其与底物结合的构象及活性位点。通过SWISS-MODEL在线对P1UGTs进行模板预测和选择,运用Swiss—PdbViewer软件显示和优化,利用ACDLABS绘制糖基供体小分子（酶结合底物）,最后通过AutoDock_ADT进行分子对接,并分析PIUGTs酶与不同底物结合的整体构象及分析活性位点。研究结果表明PIUGT1、PIUGT2及PIUGT3均能得到较好的三级构象,并且PIUGT1、PIUGT2与三种底物均可进行较好对接,H18,R278,N359为PIUGTI与三种对接构象活性中心所共有的氨基残基;而G16,H17,V19,T148,N370,E374,E390为PIUGT2与三种对接构象活性中心所共有的氨基残基,但PIUGT3未能得到较好的对接构象。由此推测PIUGT1和PIUGT2均能合成葛根素．而PIUGT3不能催化葛根素的合成。     

第24届国际生物学奥林匹克竞赛试题理论Ⅱ-1

正问题1一些细菌拥有特殊的调控机制,以调节有关色氨酸(Trp)生物合成有关的酶类的生成。色氨酸操纵子拥有位于实际基因trp A-E之前的前导序列trp L,编码一段前导肽。trp L含有2个相邻的色氨酸密码子。当存在大量的色氨酸时,核糖体通过翻译m RNA而合成前导肽并且停在终止密码子处,因此会遮盖m RNA的片段1,从而使片段2和3形     

人乳头瘤病毒16型长控制区上YY1结合位点的破坏可增强病毒诱导细胞永生化能力

细胞转录调节因子 Ｙ Ｙ１ 可抑制人乳头瘤病毒１６ 型（ Ｈ Ｐ Ｖ １６） 癌基因启动子 Ｐ９７ 的活性, Ｙ Ｙ１ 位点的突变和缺失不仅可诱导 Ｐ９７ 活性增强而且可在全基因组内增强 Ｅ６ 癌基因转录,同时使病毒对啮齿类动物纤维细胞的转化能力增强。为了观测人乳头瘤病毒１６ 型长控制区（ Ｈ Ｐ Ｖ１６ Ｌ Ｃ Ｒ） 序列上 Ｙ Ｙ１ 蛋白特异性结合位点破坏在完整基因组范围内对人原代包皮角源细胞永生化能力的影响,将 Ｈ Ｐ Ｖ １６ Ｙ Ｙ１ 位点突变株和野毒株转染至人原代包皮角源细胞。筛选结果表明,突变株可诱导形成永生化细胞,永生化能力明显高于野毒株。对４ 株永生化细胞系 Ｄ Ｎ Ａ检测发现,均含有呈整合状态的 Ｈ Ｐ Ｖ １６ Ｄ Ｎ Ａ,其中３ 株的 Ｅ１／ Ｅ２ 区域有缺失。 Ｒ Ｎ Ａ 检测显示,４株细胞内均有 Ｅ６／ Ｅ７ ｍ Ｒ Ｎ Ａ 的转录。这表明, Ｈ Ｐ Ｖ １６ Ｌ Ｃ Ｒ 上 Ｙ Ｙ１ 蛋白特异性结合位点的破坏,可在完整基因组范围内增强病毒使人原代包皮角源细胞永生化的能力。     

人双专一性磷酸酶活性位点Cys^124附近精氨酸突变及功能

为研究人双专一性磷酸酶活性位点Cys12 4 附近 3个带正电的精氨酸对酶催化功能的影响 ,用QuikChange定点突变方法获得 6个突变体 :R12 5L、R130 L、R130 K、R130 L/S131A、R158K和R158L。将含突变基因的重组质粒转化大肠杆菌菌株BL2 1(DE3) ,经IPTG诱导表达获得的目的蛋白质均以可溶形式存在。通过镍离子亲和层析纯化得到纯度大于 90 %的蛋白质。对人痘苗病毒H1相关磷酸酶 (VHR)及其突变体进行稳态动力学参数和竞争性抑制常数Ki 的测定 ,结果显示上述Arg130 和Arg158突变体的kcat/Km 值都较野生型有大幅度下降 ,而Ki 值有明显上升 ,表明 130和 15 8位的精氨酸是VHR活性所必需 ,而且可能与底物上带负电的磷酸基团结合有关。另外 ,单突变体R130 L和双突变体R130 L/S131A之间的kcat值相差很小 ,提示Arg130 单点突变后可能破坏了Ser131与Cys12 4 间的氢键。再者 ,R12 5L、R130 L和R158L突变体都降低了砷酸盐结合亲和性 ,暗示这 3个精氨酸残基侧链上的正电荷可能有助于底物与酶的结合。     

牙龈卟啉单胞菌血凝素2与氯化血红素结合位点分析

目的 通过竞争性ELISA方法明确牙龈卟啉单胞菌血凝素2(Porphyromonas gingivalis hemagglutinin-2,Pg HA-2)与氯化血红素结合的多肽位点,为牙周病保护性抗体的制备奠定基础.方法 人工合成疑为Pg HA-2氯化血红素结合位点的多肽片段,制备抗Pg HA-2单克隆抗体(MAb QB),通过间接竞争性ELISA,进一步分析血红素特异性结合位点.结果 Pg HA-2氯化血红素结合位点的氨基酸序列为DGFPGDHYAVMISK.MAb QB可以抑制Pg HA-2与氯化血红素结合.结论 明确了Pg HA-2氯化血红素结合位点的氨基酸序列,确定了Pg HA-2氯化血红素结合位点的位置.为今后Pg HA-2氯化血红素结合位点的鉴定、功能结构区分析和多肽疫苗的制备奠定基础.     

胍和脲溶液对氨基酰化酶活性和构象的影响

 本文研究了不同浓度盐酸胍和脲溶液对猪肾氨基酰化酶活性和构象的影响。研究结果表明,在低浓度的胍和脲溶液中(小于2mol/L),酶分子的整体构象变化的程度与活力变化的程度基本是平行的;而在高浓度的胍和脲溶液中(2mol/L以上),失活程度稍大于构象变化的程度。这些结果与分子量和亚基组成基本相同,但不含金属配基的肌酸激酶的结果,以及小分子量的胰凝乳蛋白酶和牛胰核糖核酸酶的结果相比较来看,可以认为配基锌离子的存在对酶分子的活性部位区域构象的稳定作用有一定的贡献,致使氨基酰化酶的活性部位的构象状态不象后三种酶那样脆弱。同时,我们还发现锌离子的存在对酶分子整体构象的稳定性上贡献很小。     

靶向基质金属蛋白酶14类血红素结构域特异活性位点的确定及反义肽虚拟筛选

目的:确定基质金属蛋白酶14(MMP-14)类血红素结构域(HPX14)特异活性位点,虚拟筛选获得能与HPX14特异结合的短肽。方法:用metaPocket预测HPX14的活性口袋,多序列比对分析活性口袋的氨基酸残基特异性;基于M-I和R-B理论设计以特异活性位点为正义肽的反义肽库,并进行虚拟筛研究及结合特异性确定。结果:生物信息学分析确定了KGRGLTD为HPX14的特异活性位点,并构建了其1036条反义肽;通过2轮虚拟筛选,获得10条得分居前的与HPX14结合较好的反义肽,它们与HPX14具有较高的亲和力,并可能影响MMP-14同源二聚体的形成和MMP-14活性的抑制;VSETAPF、IGEPPPF是对接打分最好的2条短肽,与HPX14的结合具有特异性。结论:KGRGLTD是HPX14的特异活性位点,虚拟筛选得到的VSETAPF、IGEPPPF等反义肽与HPX14具有较高的亲和力,这为基于MMP-14的HPX结构域的靶向小分子多肽先导药物的发现提供了重要的前期工作基础与新思路。     

氨基酰化酶中金属锌离子的功能作用

 氨基酰化酶是含锌金属酶。该酶每摩尔蛋白中含2摩尔Zn(Ⅱ)离子。金属鳌合剂与酶作用,通过竞争螯合Zn(Ⅱ)离子使酶活力下降。残余活力与残留金属含量呈正相关。竞争螯合的结果,生成不含金属的脱辅基酶蛋白,并导致酶活力的丧失。脱辅基酶由于加入Zn(Ⅱ)离子而恢复其活力。实验表明金属锌离子是氨基酰化酶催化活力所必需。与Zn(Ⅱ)离子相似,Co(Ⅱ)离子也可与脱辅基酶相结合并使之复活。 在190—240nm区域内对比了天然酶、脱辅基酶蛋白与Co(Ⅱ)置换氨基酰化酶的圆二色谱。远紫外圆二色谱表明,与天然酶相比,在脱辅基酶中由于金属离子的丧失导致主链构象发生变化,其中α螺旋增加约7％。因而锌离子(钴离子)对蛋白主链的反应最适构象有一定的稳定作用。脱辅基酶与Co(Ⅱ)离子结合,酶的主链构象恢复至与天然酶几近相同。可认为这是促使酶复活的内在因素。     

枯草杆菌色氨酰tRNA合成酶的同源模建

色氨酰tRNA合成酶（TrpRS）在蛋白质合成系统中具有非常重要的地位。通过蛋白质同源模建得到了枯草杆菌（Bacillus subtilis）色氨酰tRNA合成酶的三维结构。研究表明合成酶的二级结构含有16个α螺旋和5个β折叠,唯一的色氨酸Trp^92位于两个亚基的界面上。模建结果对配基结合位点和活性位点以及可能与tRNA^Trp结合的方式也给出了预测。     

大肠杆菌拓扑异构酶I结合重金属的特性及功能影响

【背景】大肠杆菌拓扑异构酶Ⅰ(Escherichia coli topoisomerase I,E.coli TopA)在DNA复制、转录、重组和基因表达调控等过程发挥关键作用。研究表明E.coli TopA只有结合锌离子才具有活性,然而E.coli TopA能否结合其他金属离子尤其是重金属离子,以及结合其他金属后是否具有活性,目前仍不清楚。【目的】探究大肠杆菌拓扑异构酶Ⅰ是否结合环境中常见重金属离子,研究重金属离子结合E.coli TopA蛋白后对其活性的影响。【方法】在分别添加有锌、钴、镍、镉、铁、汞、砷、铬、铅、铜离子的M9基础培养中表达、纯化出E.coli TopA蛋白,并对纯化得到的蛋白用电感耦合等离子体质谱仪进行相应金属离子含量的测定;利用表达E.coli TopA锌指结构的突变体蛋白鉴定重金属离子的结合位点;通过体外超螺旋DNA松弛实验测定不同金属结合E.coli TopA的拓扑异构酶活性;通过测定蛋白内源性荧光推测不同金属结合E.coli TopA的空间构象差异。【结果】E.coli TopA在体内除了能结合锌和铁之外,还能够结合钴、镍、镉3种离子,但是不能结合汞、砷、铬、铅、铜离子。钴、镍、镉结合形式的E.coli TopA,每个蛋白分子最多可以结合3个相应的金属离子,他们与TopA蛋白的结合位点也是位于3个锌指结构域,而且每个锌指结构域结合1个金属离子。此外,E.coli TopA结合钴、镍、镉离子后,其DNA拓扑异构酶活性并未受到影响,可能是由于钴、镍、镉离子结合形式的E.coli TopA蛋白,其空间构象与锌结合形式相比并未发生显著变化。【结论】由于DNA拓扑异构酶在维持细胞正常生理功能中发挥关键作用,研究表明E.coli TopA的功能不会受到常见重金属的干扰(不结合或者结合后活性无影响),这也有可能是大肠杆菌在进化过程中产生的对抗环境中重金属离子毒害作用的一种自我保护和耐受机制,具有重要的生理意义。     

白细胞介素6构象研究进展

简要介绍了人白细胞介素6(hIL-6)的一级结构和高级结构;通过对hIL-6突变体的研究,发现hIL-6分子上存在2个活性位点(位点Ⅰ和位点Ⅱ),其中位点Ⅰ识别hIL-6受体(hIL-6R)的分子量为80×10~3的配基结合亚单位,位点Ⅱ与gp130结合参与信号转导,这使得合理设计hIL-6拮抗剂成为可能。     

重组猪胰蛋白酶及其R122位点突变体在毕赤酵母中的高效表达及其性质研究

目的:研究R122位点突变重组猪胰蛋白酶,与野生型酶相比较,该位点对重组猪胰蛋白酶(RPT)性质的影响。方法:以毕赤酵母GS115作为表达宿主,对RPT、突变体mRPT(R122H)和 mRPT(R122H/R73G/R130T)进行表达及纯化。并对其性质和稳定进行对比研究。结果:重组胰蛋白酶及其突变体在毕赤酵母中均获得了高效表达。相对于RPT,突变体mRPT(R122H)和 mRPT(R122H/R73G/R130T)在以N-苯甲酰-L-精氨酸乙酯 (BAEE)为底物时,具有更强底物结合力,三者的米氏常数分别为18.8μmol/L、9.0μmol/L和11.0μmol/L;两突变体耐高温耐碱能力增强;在Ca ²⁺存在及去除的条件下,突变体具有更强的抗自降解能力。 结论:可以利用毕赤酵母高效表达重组胰蛋白酶及其突变体。mRPT(R122H)和mRPT(R122H/R73G/R130T) 相对于野生型RPT,对高pH条件和高温的耐受性增强,该稳定性的提高主要归因于R122位点的突变。     

蛋白别构机制及其在药物研发中的展望

别构调节(allosteric regulation)是指调节分子结合在正位活性位点(orthosteric site)以外的位点,诱导蛋白构象变化来调节蛋白活性位点功能。别构调节具有位点多样化、调节分子多元化、调节特异性高和调节效应有上限等优点,使其成为新兴药物开发的重要策略。已有很多研究人员针对现有靶点研发别构药物,与以往正位活性位点的竞争性药物相比,别构药物特异性更好,能够区分家族内的同源蛋白,副作用小,并且实现从别构位点至活性位点的远程通讯,能够和内源性配体同时结合靶蛋白协同发挥功能等优点。该文将从别构调节的发展历史、机制、研究方法、别构调节剂的研究进展及别构药物开发的未来展望作一简要综述。