多肽与花粉钙调素的相互作用及对细胞功能的影响

研究了在Ca²⁺存在下,丹磺酰标记的花粉钙调素(D-pCaM)与合成的多肽相互作用的规律.研究结果表明,被研究的绝大多数多肽能与D-pCaM结合而形成复合物,使D-pCaM的荧光光谱发生变化.用荧光法测定了这些复合物的解离常数K_d,其中肽BP-13的Kd值为4.0nmol/L,是与pCaM结合能力最强的一个多肽.除证明了多肽的疏水性,预测二级结构形成倾向和链长对其与pCaM结合能力有影响外,还发现用D-丙氨酸取代肽链中的Gly或L-丙氨酸后,可改变肽对pCaM的亲和性,这为提高多肽与钙调素的亲和力提供了一条改进的途径.我们的研究还可以定性地说明不同来源CaM性质相似又有差异,反映了它们的高度保守性和变异性.同时还展示了所研究的多肽对细胞信息传导过程的影响,为研究CaM对细胞功能调节的作用机制和建立pCaM拮抗肽的活性筛选模型提供了思路.     

光谱法研究钙调素与蜂毒肽片断及其类似物的相互作用

设计合成了蜂毒肽片断及其类似物:Mel15,Mel15(8F)和Mel15(7P),这些多肽与钙调素有很强的结合力,而且链段很短,因此它们可作为钙调素可结合蛋白质的结合部位的模型.本文采用光谱法研究了它们与钙调素的相互作用.荧光发射光谱法结果表明,多肽Mel15在与钙调素相互作用时,肽链中的Trp基团的微环境变得更加疏水,说明Mel15中的Trp残基可能与钙调素的疏水性表面靠近.紫外差谱测试表明,只有当钙调素分子结合2个Ca~(2+)后,才可以与多肽Mel15(8F)结合.圆二色谱法研究表明,多肽与钙调素结合后多肽分子和钙调素分子的α-螺旋结构的含量都被诱导而增加,结合力越大,则越多的残基被诱导形成α-螺旋结构.     

光谱法研究钙调素与蜂毒肽片断及其类似物的相互作用

设计合成了蜂毒肽片断及其类似物: Mel15, Mel15(8F)和Mel15(7P), 这些多肽与钙调素有很强的结合力, 而且链段很短, 因此它们可作为钙调素可结合蛋白质的结合部位的模型。本文采用光谱法研究了它们与钙调素的相互作用。荧光发射光谱法结果表明, 多肽Mel15在与钙调素相互作用时, 肽链中的Trp基团的微环境变得更加疏水, 说明Mel15中的Trp残基可能与钙调素的疏水性表面靠近。紫外差谱测试表明, 只有当钙调素分子结合2个Ca^2^+后, 才可以与多肽Mel15(8F)结合。圆二色谱法研究表明, 多肽与钙调素结合后多肽分子和钙调素分子的α-螺旋结构的含量都被诱导而增加, 结合力越大, 则越多的残基被诱导形成α-螺旋结构。     

花粉多肽对钙调素的拮抗作用研究

研究了在Ca²⁺存在下荞麦花粉肽及其类似物和丹磺酰标记的钙调素(D-CaM)的相互作用,结果表明,除肽BP-1外,都能与D-CaM结合而形成复合物。利用荧光光谱法测定了这些复合物的解离常数K_d.在所研究的多肽中以BP-13拮抗CaM作用最强,其K_d值为4.6×10^-2μmol/L,抑制钙依赖性磷酸二酯酶活性的IC₅₀为2.2μmol/L.我们还发现,当D-丙氨酸残基取代没有亲和性的BP-1中甘氨酸残基时,其亲和性明显提高。     

色氨酸标记的GCN4单体肽与DNA位点的分子识别

酵母转录激活因子GCN4调控细胞中氨基酸的生物合成, 是典型的含bZIP结构域的DNA结合蛋白.本文合成了天然蛋白GCN4的碱性区（226-252）, 并在其N末端引入色氨酸残基W, 做为单体肽GCN4-W.圆二色(CD)实验表明, 突变后的单体肽仍能序列特异性识别DNA结合位点AP-1和ATF/CREB.用荧光滴定方法获得了GCN4-W与DNA位点结合形成复合物的表观解离常数.     

影响多肽与花粉钙调素亲和性的因素──多肽的圆二色性及核磁共振研究

钙调素 ( Ca M)存在于所有真核细胞生物体内 ,它可与很多天然的生物活性肽结合 ,如 β-内啡肽、胰高血糖素和某些昆虫毒液肽等 [1] .有关 Ca M与多肽相互作用的研究普遍认为 ,对 Ca M有高亲和性的多肽应该具有形成α螺旋结构的显著倾向[2 ] .为进一步确认多肽的主链构象对 Ca M亲和能力的影响 ,我们采用圆二色性光谱和核磁共振波谱分析了荞麦花粉碱性十二肽 BPP-1和它的类似物 BPP-3的结构特征 ,配合多肽对花粉钙调素 ( p Ca M)的结合能力 ,发现肽链的可塑性和 C端的极性是影响多肽与 p Ca M亲和能力的因素 ,而形成 α螺旋结构的倾…     

应用机器学习方法构建药物分子解离速率常数的预测模型

越来越多的研究表明:药物分子与靶标分子的结合动力学性质与其在体内的药效有很强的相关性。因此,以改善结合动力学性质为导向的分子设计为药物研发提供了新的思路。本工作的研究目标在于得出预测药物分子解离速率常数(koff)的通用型定量结构-动力学关系(QSKR)模型。我们从文献中收集了406个配体分子的解离速率常数实验值,采用分子模拟方法构建了所有配体与靶蛋白复合物的三维结构模型。然后基于蛋白-配体原子对描述符,采用随机森林算法来构建预测配体分子解离速率常数的QSKR模型。通过探索不同条件(如距离区间,划分区间宽度和特征选择标准)下产生的描述符集合对模型预测精度的影响,确定当采用距离阈值为15?、划分区间宽度为3?、特征选择方差水平为2时得到的QSKR模型为最优,在两个独立测试集上获得良好的预测精度(相关系数为0.62)。本工作对预测药物分子解离速率常数这一关键科学问题进行了有益的探索,可为后续研究提供思路。     

电喷雾质谱法研究人参皂苷与溶菌酶的相互作用

用电喷雾质谱法研究了溶菌酶与人参皂苷Rg1和Re的非共价相互作用。非共价复合物的解离常数可以由溶菌酶和复合物的峰高直接计算得到。由各个体系得到的溶菌酶与Rg1和Re的一级解离常数KD, 1是一致的，但是二级解离常数KD, 2的差别较大。由此可以推断出复合物的峰高越强，结果的精密度越好。当固定溶菌酶的浓度不变时，复合物的解离常数会随着人参皂苷的浓度的增加而略微的增大。而当固定人参皂苷的浓度时，复合物的解离常数会随着溶菌酶的浓度的增加而减小。计算结果还证明了人参皂苷Rg1与溶菌酶的结合能力大于Re。     

合成受体与模型磷酸化肽的相互作用机理

为了研究基于Zn2+-二甲基吡啶胺及胍羰基吡咯基团的配位型受体Zn Dpa G与磷酸化肽的相互作用机制,选取具有不同序列的磷酸化肽作用模型,采用等温滴定微量热法考察了Zn Dpa G与磷酸化肽的结合常数,研究了模型肽中磷酸基团的数量、密度及位置等因素对多肽与受体间结合强度的影响.结果表明,Zn Dpa G受体对双磷酸化肽结合能力显著高于单磷酸化肽,其结合常数可提高10~40倍,2个磷酸基团的距离越近,结合作用越强;而磷酸基团的位置显著影响受体与单磷酸化肽的结合强度.本研究结果为进一步优化磷酸化肽受体结构设计,实现肽与受体间高选择性识别提供了一定的理论依据.     

气相中碱金属离子与丝氨酸、亮氨酸和赖氨酸五肽复合物的裂解反应简

为了探索金属离子对含有不同侧链的多肽气相解离的影响,采用质谱法研究了碱金属离子Li+,Na+,K+,Rb+和Cs+分别与丝氨酸、亮氨酸和赖氨酸五肽(分别简写为S5,L5和K5)形成的复合物的裂解反应. 质谱定性结果表明,5种碱金属离子均可以在气相中与丝氨酸、亮氨酸和赖氨酸五肽形成配合比为1：1 和2：1的非共价复合物;竞争反应结果表明,随着碱金属离子半径的增加,它们与3种五肽的结合能力逐渐减弱. 质谱定量结果表明,K+与丝氨酸、亮氨酸和赖氨酸五肽复合物的结合常数分别为8.94×104,2.83×104和2.50×103 L/mol,表明K+与五肽复合物的结合强度按照丝氨酸、亮氨酸和赖氨酸的顺序依次减小. 含不同侧链碱金属离子-五肽复合物的碰撞诱导解离结果表明,复合物的碎裂主要发生在骨架上,丝氨酸五肽复合物最易碎裂,亮氨酸五肽复合物其次,赖氨酸五肽复合物则较难碎裂,且3种复合物的侧链断裂情况也呈现明显差异. 此外,研究了Na+与亮氨酸五肽复合物所产生的碎片离子,分析了不同离子之间的来源关系,并以Dunbar的复合物理论模型为依据,推测在碎裂过程中,碱金属离子可能向五肽的碳端或氮端偏移. 质谱碎片分析结果表明,在2：1的非共价复合物中,第一个碱金属离子与五肽上4个酰胺键的羰基结合,第二个碱金属离子与五肽的羧基氧原子结合.     

多肽一级结构表征与抗菌肽QSAM建模

从整体上考虑多肽一级结构, 提出了3种仅基于多肽氨基酸序列、 计算简便、 适于不等长肽和可捕获多肽上下文关联特征的多肽新描述子, 即地统计学关联(GS-AA531)描述子、多尺度组分与关联(MSCC)描述子和地统计学关联与多尺度组分(GS-AA531-MSC)描述子. 将其应用于2个抗菌肽体系(等长肽与不等长肽)的结构表征, 并以支持向量回归建立QSAM模型. 模型的拟合、 留一法及独立测试结果表明, 结合特征筛选的新描述子GS-AA531与GS-AA531-MSC的预测精度明显稳定且优于其它参比描述子, 在多肽QSAM研究中具有广泛应用前景.     

基于计算机模拟的拟糖三肽的设计与合成

基于噬菌体展示的结果,对三种拟糖多肽与葡糖淀粉酶的相互作用进行了分子动力学模拟．计算机模拟结果表明,多肽N-端碱性氨基酸残基可与酶的活性中心结合．在此基础上,设计并用液相法合成了3个三肽(RSA,KSA,RCA),用于制备与葡糖淀粉酶或α-淀粉酶的复合物的晶体．     

五肽Pro-Gly-His-Glu-Tyr的合成及与铜(Ⅱ)离子的作用

通过固相多肽合成法合成了一个新的五肽Pro-Gly-His-Glu-Tyr,电喷雾质谱法测得其分子量与理论值一致。利用荧光光谱法研究了该五肽与金属离子的相互作用。结果表明,Cu2+对该肽具有很强的荧光猝灭效应,而其他金属离子的荧光猝灭较弱。该肽对Cu2+的这种特异性作用是由其独特的氨基酸序列所决定的。荧光光谱研究表明,Cu2+对五肽的猝灭机理为静态猝灭,五肽与Cu2+形成复合物的结合常数Ka为5.54×104。     

酶-配体复合物亲和性的计算

描述了一种新的计算酶－配体复合物亲和性的方法．它考虑了酶－配体结合过程中自由能变化的各主要因素，并利用经验公式加以计算、从蛋白质结构数据库中选取了66个酶－配体复合物作为训练集，利用回归分析得出最后的模型．此模型通用于各种类型的酶－配体复合物，计算结果比技准确，预测算合物解离常数的平均偏差小于一个数量级．此方法还可以定量评价配体分子中每个部分对结合过程的贡献大小，可以为先导他合物的优化提供非常直接的信息     

多肽片段连接方法及肽硫酯和肽醛的合成*

本文综述了多肽和蛋白质合成中的片段连接方法,这是近年来多肽和蛋白质合成领域中方法学上的重要进展.该方法使用非保护的多肽片段,无需酶或化学活化试剂,在缓冲溶液中能够高产率地获得多肽和蛋白质.还介绍了与多肽片段连接有关的肽硫酯和肽醛的合成方法.     

气相中环糊精与甘氨酰-苯丙氨酰-苯丙氨酸和甘氨酸三肽非共价复合物的质谱研究

为了探索环糊精和寡肽的非共价相互作用, 一定化学计量比的α-, β-, γ-环糊精(CD)分别和甘氨酸三肽(GGG)、甘氨酰-苯丙氨酰-苯丙氨酸三肽(GFF)在室温下反应达到平衡并用正离子模式质谱检测. 实验结果显示GGG, GFF均可以和α-, β-, γ-CD生成1:1配合比的非共价复合物. 碰撞诱导解离实验进一步验证了α-, β-, γ-CD与GGG, GFF非共价复合物的形成. 质谱滴定法测得的结合常数结果表明环糊精和两种三肽形成非共价复合物的结合强度均按照γ-, β-, γ-CD的次序逐渐增大. GGG和α-, β-, γ-CD复合物的结合常数分别为2799.96, 2528.73, 1697.11 L·mol^-1, GFF和α-, β-, γ-CD复合物的结合常数分别为2773.94, 2134.03, 1330.68 L·mol^-1. 对于α-, β-或γ-CD, 含有苯基的GFF+CD复合物的结合强度要小于相应的脂肪族的GGG+CD复合物, 表明虽然在气相GFF+CD复合物的构象与溶液中的构象有所变化, 但是苯基仍然参与和环糊精疏水腔体的键合作用.     

合成多肽疫苗研究进展

综述了合成多肽疫苗的研究进展,系统地介绍了目前寻找抗原肽的各种方法以及各类可用作疫苗接种的合成多肽抗原的制备和应用.     

气相中碱金属离子与丝氨酸、 亮氨酸和赖氨酸五肽复合物的裂解反应

为了探索金属离子对含有不同侧链的多肽气相解离的影响, 采用质谱法研究了碱金属离子Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺和Cs⁺分别与丝氨酸、 亮氨酸和赖氨酸五肽(分别简写为S5, L5和K5)形成的复合物的裂解反应. 质谱定性结果表明, 5种碱金属离子均可以在气相中与丝氨酸、 亮氨酸和赖氨酸五肽形成配合比为1∶1 和2∶1的非共价复合物; 竞争反应结果表明, 随着碱金属离子半径的增加, 它们与3种五肽的结合能力逐渐减弱. 质谱定量结果表明, K⁺与丝氨酸、 亮氨酸和赖氨酸五肽复合物的结合常数分别为8.94×10⁴, 2.83×10⁴和2.50×10³ L/mol, 表明K⁺与五肽复合物的结合强度按照丝氨酸、 亮氨酸和赖氨酸的顺序依次减小. 含不同侧链碱金属离子-五肽复合物的碰撞诱导解离结果表明, 复合物的碎裂主要发生在骨架上, 丝氨酸五肽复合物最易碎裂, 亮氨酸五肽复合物其次, 赖氨酸五肽复合物则较难碎裂, 且3种复合物的侧链断裂情况也呈现明显差异. 此外, 研究了Na⁺与亮氨酸五肽复合物所产生的碎片离子, 分析了不同离子之间的来源关系, 并以Dunbar的复合物理论模型为依据, 推测在碎裂过程中, 碱金属离子可能向五肽的碳端或氮端偏移. 质谱碎片分析结果表明, 在2∶1的非共价复合物中, 第一个碱金属离子与五肽上4个酰胺键的羰基结合, 第二个碱金属离子与五肽的羧基氧原子结合.     

具有双活性序列的新型抗菌肽的设计及性质

设计合成了具有2个活性序列的线性和环状多肽及具有单个活性序列的短链多肽, 研究了它们的杀菌活性、 细胞毒性及溶血性. 结果表明, 线性肽和环状肽的杀菌活性高于短链肽. 利用计算模拟的方法计算了多肽与细菌细胞膜中一种重要的成分磷脂酰甘油(DMPG)的结合能. 结果表明, 多肽-DMPG的结合能与多肽的杀菌活性具有较高的相关性, 线性和环状多肽与DMPG的结合能大于短链肽. 线性和环状多肽均含有2个活性序列, 可提供多个荷正电氨基酸与荷负电的磷脂结合, 结合能较大, 杀菌活性较强. 采用模拟生物膜对其中几条多肽的作用机理进行了初步研究. 结果表明, 该类多肽有可能使正常哺乳动物细胞的细胞膜产生孔洞; 而对于细菌细胞膜, 多肽并未在膜上产生明显孔洞, 而是引起了细菌细胞膜的聚集.     

钙调素离子选择性的理论研究

通过分子动力学模拟计算研究了Ca2+, Mg2+, K+, Na+与钙调素形成复合物的结构和能量特征. 计算得到了结合不同离子后的钙调素结构差异, 阐明了钙调素对这几种离子具有不同结合性质的结构和动力学原因. 其中, Ca2+与钙调素EF-hand基序中侧链残基上的氧原子形成配位键, 从而使其复合物的结构有较大的改变, 而和Ca2+同一主族, 性质相似的Mg2+及不同主族的Na+和K+, 它们与钙调素的结合能力比Ca2+与钙调素的弱许多, 对钙调素结构的影响也较小, 由此推测钙调素与Ca2+的结合机制和钙调素对Ca2+具有选择性的原因是由离子与钙调素中EF-hand基序的结合强度和构型共同决定的.