脲、盐酸胍对碳氢链疏水作用的影响

本文测定了不同脲、盐酸胍浓度下,Triton X-100溶液的临界胶团浓度(cmc)和肌酸激酶分子在溶液中的暴露巯基数.通过计算脲、盐酸胍引起的Trito X-100胶团化过程中碳氢链的疏水能改变值,得到了评价脲、盐酸胍对碳氢链疏水作用影响的参数,盐酸胍降低碳氢链疏水能的能力是脲的3.5倍.实验结果还表明,盐酸胍引起肌酸激酶内坦巯基暴露的能力约为脲的3.2倍,这意味首在一定浓主工范围内脲、盐酸胍引起肌酸激酶变性的主要因素是它们降低了碳氢链的疏水作用.     

肌酸激酶胍变性时的构象变化

文本应用紫外差光谱及荧光光谱的方法测定了肌酸激酶在不同浓度胍中变性时的构象变化: 1.低浓度胍(小于1M)变性时,差光谱中只表现出281毫微米,287毫微米的负差吸收峰,未见292毫微米的差吸收峰。荧光强度明显升高,最大峰值位置自337毫微米红移至345毫微米。 2.高浓度胍变性时,差光谱中287毫微米的负差吸收峰明显加大,至3M胍变性时达最大值,此时于292毫微米处出现一较小的负差吸收峰。荧光强度随胍浓度升高而降低,3M胍变性时,最大峰值位置红移至355毫微米,并且不再随胍浓度增大而改变,同时于310毫微米处出现一新的发射肩。 3.模型化合物对照实验表明胍对于解离酪氨酸在345毫微米的荧光发射强度有明显的增强效应。 这些现象表明,肌酸激酶分子中部分色氨酸处于分子表面,部分隐蔽于疏水内核。有相当部分的酪氨酸是处于解离状态。3M胍变性时,肽链可能已充分伸展。     

肌酸激酶在胍溶液中的变性与失活速度的比较

本文以紫外差光谱、荧光光谱为监测手段测定肌酸激酶的变性与失活过程均为一级反应。在3M胍溶液中,30℃测得的失活速度常数为5.9秒~(-1),变性速度常数为1.9秒~(-1)。1M胍变性时,失活速度常数为4.3秒~(-1),而交性速度常数明显降低为0.04秒~(-1)。0.5M胍变性时,失活为两个一级过程,其速度常数分别为3.6秒~(-1)与0.003秒~(-1),此外酶还保持有3.4％的剩余活力;变性速度常数为0.004秒~(-1)。在0.3M胍中,酶的紫外差吸收及荧光变化都很小,但是60％的活力仍然迅速丧失,最后还保持有30％剩余活力。上述结果表明,酶的活性部位可能比较脆弱。酶分子双体的解聚或盐酸胍的抑制作用也可能引起酶的快速失活。低浓度胍变性时,失活过程的多相性意味着可能存在有部分活力的中间态。     

酶在晶体与溶液状态下催化活性和盐酸胍变性过程中活性变化的比较

本文对甘油醛-3-磷酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、α-胰凝乳蛋白酶的晶态和溶液态的催化活性和盐酸胍变性过程中活性的变化进行了比较。晶体酶的活性低于溶液酶的活性。在盐酸胍溶液中晶体酶比溶液酶更加稳定。促进酶晶体生长的试剂硫酸铵对不同酶的催化活性的影响不同,但在盐酸胍变性过程中,硫酸铵对各种酶的活性都表现出保护作用。在高浓度的盐酸胍溶液中比在低浓度的盐酸胍溶液中硫酸铵的保护作用更加明显。这些结果表明酶分子的柔性是酶分子执行其催化功能所必需的,酶分子的柔性与酶分子的稳定性有着密切联系,酶分子处于柔性较差的状态,稳定性就较大。     

参数Z对疏水色谱中胍变蛋白质分子构象变化的表征

用计量置换参数Ｚ对疏水色谱流动相中存在盐酸胍时蛋白质分子构象变化进行了表征。除溶菌酶外，其余４种蛋白质的Ｚ值随盐酸胍浓度的增大先增大，而后减小。将盐酸胍和脲对蛋白质Ｚ值的影响进行了比较后发现，在疏水色谱中Ｚ值作为蛋白质分子构象变化表征的一个重要的结论是随变性剂浓度的增大，埋藏在蛋白质分子内部的疏水性氨基酸残基暴露到分子表面的程度逐渐增大，造成了Ｚ值随蛋白质分子构象变化程度的增大而减小。蛋白质的Ｚ值随盐酸胍及脲浓度变化的不同特点，反映了两者对蛋白质变性机理的不同。     

火菇素的圆二色性与溶液二级结构

为了弄清火菇素蛋白的结构与功能的关系并揭示抗癌机理,使其更好地发挥临床作用,测定了火菇素的圆二色性,并用蛋白质二级结构解析程序分析了火菇素的溶液二级结构。火菇素远紫外圆二色性的研究表明,其水溶液在208nm处表现为宽大负峰,最大平均残基摩尔椭圆度[θ]~2~0~8=-6574deg·cm^2·dmol^-^1,在223nm处为肩,经二级结构解析程序计算分析,火菇素的二级结构和二硫键和芳香氨基酸对火菇素圆二色性的贡献分别为77.4%和22.6%,二级结构的组成为：α-螺旋19.7%,β-折叠和β-转角50.1%,无规卷曲和γ-转角30.2%。火菇素二级结构对pH,SDS和乙醇有一定的稳定性,在pH4.6～9.4范围内,火菇素的结构几乎不发生变化,但在碱性太强的环境中火菇素发生不可逆变性,火菇素对热变性很敏感。     

含有二硫键的蛋白质在6mol/L盐酸胍中变性后不是完全无序的

本文用紫外差光谱、紫外二阶导数光谱和圆二色光谱,对二硫键完整和经还原并氨酰羧甲基化(以下简称还原)的核糖核酸酶A(RNase A),牛血清白蛋白(BSA)和溶菌酶在6 mol/L盐酸胍中变性后的结构进行了比较。尽管在圆二色光谱中,二硫键完整和还原的变性蛋白都看不到α-螺旋和β-折叠等有序二级结构的存在,但是,与二硫键还原的变性蛋白相比,含有完整天然二硫键的变性蛋白在芳香族氨基酸残基侧链的暴露程度上明显较低。这些结果说明含有完整天然二硫键的蛋白在6mol/L盐酸胍中变性后可能仍然保留有一定程度的有序空间结构。     

新洁尔灭与过氧化氢酶的微观作用机理

模拟生理条件下,利用多种光谱技术和酶活性测定法研究了新洁尔灭与过氧化氢酶的相互作用过程,探讨了二者的结合特性,过氧化氢酶空间结构和酶活性的变化.结果表明新洁尔灭对过氧化氢酶无荧光猝灭作用,其使过氧化氢酶骨架结构变松散,部分氨基酸残基微环境和蛋白二级结构发生改变,说明新洁尔灭对过氧化氢酶活性具有显著的抑制作用.从分子水平上证明了新洁尔灭可改变过氧化氢酶的结构和功能.     

芳香氨基酸在吸附树脂上的传质速度的研究

本文建立了测量芳香氨基酸在吸附树脂上传质速度的方法。引用Boyd方程模型测定了苯丙氨酸和酪氨酸的有效内扩散系数;研究了树脂结构与芳香氨基酸扩散速度之间的关系;同时考察了温度、pH值诸因素对扩散速度的影响。     

大肠杆菌亮氨酰tRNA合成酶巯基的修饰及标记肽的顺序测定

E. coli LeuRS分别被DTNB,NEM,IAA修饰后,丧失氨基酸活化和氨酰化活性,这两种活性基本上平行地下降,DTNB,NEM和IAA的二级反应常数分别为1700,150和0.46mol/L~(-1)min~(-1),化学计量显示LeuRS的一个巯基是活性必需的,底物Leu和Leu-AMP对该巯基的修饰有明显的保护作用,表明这一活性巯基处于LeuRS的氨基酸活化区域,经过[~(14)C]NEM标记LeuRS巯基,胰蛋白酶完全酶解,HPLC分离标记肽段及顺序测定,表明[~(14)C]NEM主要的标记位点是~(179)Cys~*-Asp-Thr-Lys~(182),这一结果提供了氮基酸活化区域位于LeuRS N瑞区的证据。     

利用色谱法研究α－淀粉酶变性动力学

提出用尺寸排阻色谱法研究酶的变性动力学。此法将高效色谱分离同灵敏的紫外检测结合起来,消除了紫外法测定蛋白质变性速度时变性体的影响。确定了个淀粉酶在盐酸胍溶液中变性时的反应级数,测定了不同浓度变性剂中酶的变性速度常数,并和失活速度常数进行了比较,讨论了影响酶变性速度的因素。     

氧化型肌酸激酶的研究

利用NR/R双向对角线SDS-PAGE作者首次将过去被认为均一的兔肌肌酸激酶分离为含有链内二硫键的和不含任何二硫键的两种肌酸激酶(前者称为“氧化型肌酸激酶”,后者称为“还原型肌酸激酶”)。它们具有相同的化学组成,相同的亚基分子量,相同的等电点及几乎相同的催化活性,因此用一般常用的分离纯化手段很难将它们分离开来。进一步的研究表明,氧化型的肌酸激酶也含有一对表面巯基,并对酶的活性同样是必需的。氧化型肌酸激酶分子中,每一个亚基含有一个链内二硫键,在没有变性的条件下,不能被DTT还原,而还原型肌酸激酶通过某些氧化剂氧化可以形成这个二硫键,因此作者认为该二硫键可能是由内埋较浅的一对巯基氧化而成的。     

DTNB标记的肌酸激酶的水解及氰解反应的研究

本文研究了DTNB标记的肌酸激酶(S,S′-二-TNB-CK)氰解反应,发现在Degani等人的氰解反应的条件下,同时有水解反应存在。当没有KCN存在时,在pH9.5的条件下,DTNB标记的CK可以迅速地被水解,并释放出TNB基团。水解反应呈双相的一级反应,在快相反应中每个酶分子大约释放一个TNB基团。当水解后的产物进一步与KCN反应时,每个酶分子大约又释放一个TNB基团,反应则呈单相的一级反应。上述结果表明在DTNB修饰酶中,两个被修饰的巯基分别处于二聚体肌酸激酶的每一个亚基的活性部位上,其中一个TNB基团在水解反应中迅速被释放出来而另一个以很慢的速度反应并很难反应完全。而水解产物进行氰解时,那个很难被水解的TNB基团此时被释放出来。这表明了肌酸激酶的两个亚基结合是不对称的,因而导致两个活性部位的巯基处于不同的化学微环境中。此外还发现在水解过程或氰解过程中伴随着TNB基团的释放,活性部位部分巯基被还原成游离巯基,同时活力也得到部分恢复并呈正相关作用。这进一步说明CK中可反应的半胱氨酸巯基是酶的必需基因,并处于酶分子的活性部位上。     

小分子热休克蛋白Mj HSP16.5的分级变性

应用荧光光谱、圆二色光谱、体积排阻色谱、激光动态光散射等技术, 研究了来自嗜热古细菌Methanococcus jannaschii (Mj)的小分子热休克蛋白Mj HSP16.5在变性剂作用下的变性过程. 研究表明, 在pH 7时, Mj HSP16.5在8 mol·L-1尿素作用下不会发生变性. 在pH 7条件下, 盐酸胍对Mj HSP16.5的变性表现为一个分级过程,分别在2.0、3.0和6.0 mol·L-1盐酸胍浓度附近,出现明显的结构变化; 到7.0 mol·L-1盐酸胍时, Mj HSP16.5才完全变性. 降低溶液pH值将使Mj HSP16.5的变性变得更为容易.     

应用量子化学反应性指数评估化合物的亲核能力

评估化合物的亲核性能,对于设计化学反应的条件、研究反应机理、探讨药物与受体或酶作用靶点提供量子化学反应性参数,具有重要意义。本文在概念密度泛函理论的基础上,以得失电子前后化学势的变化,评估分子的反应性指数;用福井函数值,计算分子中各原子的反应性指数。选择脂肪胺、氨基酸和芳香胺三类胺及常用阴离子为研究对象,采用Gaussian软件分别对化合物分子及其失电子态进行结构优化和单点能计算。结果显示,建立的化学势变化值作为反应性指数的评估方法,与实验值基本吻合;所研究的几种有机分子的福井函数值与实际亲核能力基本一致。这表明可以采用得失电子前后的化学势变化值和福井函数值来预测分子和原子的亲核反应性。     

聚(L-谷氨酸)水凝胶的Diels-Alder制备及其生物分子响应性研究

报道了一种含有二硫键的聚L-氨基酸共价交联网络,制备了能对含巯基生物分子与蛋白酶产生响应的新型聚L-氨基酸水凝胶.通过二硫键将降冰片烯基团键合在聚(L-谷氨酸)侧链,所得到的聚合物与末端修饰四嗪基团的四臂聚乙二醇在水溶液中混合,通过降冰片烯与四嗪基团之间发生Diels-Alder反应形成分子间共价交联,获得了聚(L-谷氨酸)/聚乙二醇水凝胶.研究了水凝胶在含巯基生物活性分子谷胱甘肽(GSH)作用下的性质变化.结果表明,2种官能化聚合物混合后可快速形成稳定的水凝胶,其力学性质随聚合物浓度、2种聚合物比例和降冰片烯基团的取代度的改变而变化.体外降解实验结果表明,在GSH或弹性蛋白酶存在的条件下,水凝胶的降解速率显著增加.同时,经GSH处理的水凝胶机械强度也显著降低.大鼠体内实验表明,在交联点引入GSH响应性的二硫键会明显加速聚氨基酸水凝胶的体内降解.进一步体外细胞实验与组织学分析结果表明,所获得聚氨基酸/聚乙二醇水凝胶具有良好的体外细胞相容性和动物体内组织相容性.     

氨基酰化酶在脲溶液中变性时构象变化速度与失活速度的比较

应用了邹氏不可逆抑制动力学的方法,在变性剂存在的条件下,连续监测酶催化的底物反应过程,测定了氨基酰化酶在不同浓度脲溶液中失活的速度常数,并考察了底物的存在对酶失活的保护作用。同时,还比较了氨基酰化酶在不同浓度脲溶液中变性时失活和构象变化的速度。1mol/L,2mol/L脲变性时失活速度常数为为1.62×10~(-2)S~(-1)和2.05×10~(-2)S~(-1),但是酶分子的整体构象尚未发生明显变化。3mol/L脲变性时,失活速度常数为2.56×10~(-2)S~(-1),而变性速度常数为3.72×10~(-3)S~(-1)。失活速度比构象变化速度快大约一个数量级。在4mol/L,5mol/L,6mol/L脲溶液中变性时,酶分子快速失活,而其构象变化速度常数分别为5.27×10~(-3)S~(-1)。5.47×10~(-3)S~(-1),5.56×10~(-3)S~(-1)。可见,在相同浓度的脲溶液中,氨基酰化酶的失活速度明显快于酶分子整体构象变化的速度。上述结果表明,含有辅基金属离子Zn~(2+)的氨基酰化酶的活性部位较酶分子的整体结构也具有一定的柔性。     

盐酸胍诱导的变性卵清溶菌酶分子重折叠过程及其各稳定构象态的分布和过渡

采用变性和非变性电泳、 高效凝胶排阻色谱、 内源荧光发射光谱和荧光相图以及生物活性测定等方法, 研究了盐酸胍诱导的变性卵清溶菌酶分子的重折叠过程及此过程中卵清溶菌酶分子各稳定构象态的分布和过渡. 结果表明, 当复性液中盐酸胍浓度分别约为5.0和2.4 mol/L时, 变性卵清溶菌酶分子的重折叠过程各存在1个稳定折叠中间态, 重折叠过程符合"四态模型". 在卵清溶菌酶分子四态重折叠过程基础上, 结合盐酸胍与卵清溶菌酶分子之间的缔合-解离平衡, 给出了一个定量描述变性剂诱导的蛋白质分子复性过程中蛋白质分子复性率随溶液中变性剂浓度变化的方程. 该方程包含2个特征折叠参数, 一个是蛋白质分子从一个稳定构象态过渡到另一个稳定构象态的热力学过渡平衡常数k; 另一个是在此过程中平均每个蛋白质分子所结合的变性剂分子数目m. 通过这2个特征折叠参数能够定量描述盐酸胍诱导的变性卵清溶菌酶完全去折叠态、 折叠中间态和天然态分子随复性液中盐酸胍浓度变化的分布和过渡情况.     

Pb^2+对核糖核酸酶活性及其结构的影响

通过各种光谱学手段研究了Pb^2+对核糖核酸酶活性的影响及其作用机制。结 果表明低浓度的Pb^2+可提高酶活性，高浓度则严重抑制酶活性，这是因为在高浓 度下Pb^2+能完全竞争出核糖核酸酶中的Ca^2+，荧光滴定显示核糖核酸酶可结合3 个Pb^2+。利用EXAFS表征出Pb^2+已结合到核糖核酸酶方链氨基酸残基上，与N或O 发生了配位，Pb-N(或O)键长分别为0.242nm和0.312nm，配位数均为2。圆二色谱测 试进一步表明高 浓度的Pb^2+结合使核糖核酸酶的二级结构遭到严重破坏，α－螺 旋含量、β－折叠及β－转角大量下降，无规则卷曲则明显增加。     

三种氨基酸在尿素-水混合溶剂中的体积性质

用精密密度法详细测定甘氨酸、L-丙氨酸、L-丝氨酸在尿素-水混合溶剂中的表观摩尔体积.计算了三种氨基酸从水到尿素-水混合溶剂的迁移偏摩尔体积,结合前期的氨基酸从水到尿素-水混合溶剂的迁移焓,探讨尿素-水混合溶剂的结构特点及其对氨基酸与尿素相互作用的影响.结果表明,尿素分子在水中自缔合,引起溶剂结构的变化并削弱其与氨基酸分子的结构相互作用,造成氨基酸从水到尿素-水混合溶剂的迁移偏摩尔体积和迁移焓随尿素浓度的增加而出现多个变化点,这一效应随着氨基酸疏水性的增强而增大,表明氨基酸的疏水性越强,其与尿素相互作用引起的去水化作用越明显.