肽配基的理性設(shè)計(jì)和海藻糖影響多肽構(gòu)象轉(zhuǎn)變的分子機(jī)制.pdf

1、本文以分子模擬在蛋白質(zhì)分離和穩(wěn)定性研究中的應(yīng)用為核心，研究了蛋白質(zhì)配基設(shè)計(jì)和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換。 在蛋白質(zhì)配基理性設(shè)計(jì)方面，研究了利用分子對(duì)接和分子動(dòng)力學(xué)模擬方法設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的短肽配基的方法，利用α-淀粉酶和組織型纖溶酶原活化因子（t-PA）為模型蛋白質(zhì)分析了設(shè)計(jì)方法的可靠性。 首先根據(jù)α-淀粉酶受體腔的晶體結(jié)構(gòu)，利用分子對(duì)接方法理性設(shè)計(jì)得到了具有高親和性的六肽配基（FHENWS），分析了肽配基與蛋白質(zhì)的相互作用。利用固定

2、化此配基的親和層析柱實(shí)驗(yàn)分析了肽配基與蛋白質(zhì)的作用機(jī)理，與分子模擬分析結(jié)果一致。在此基礎(chǔ)上，成功地從枯草桿菌發(fā)酵液中分離純化了α-淀粉酶，證明了配基的高親和性。以此為基礎(chǔ)，發(fā)展了基于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的氨基酸定位、分子對(duì)接、分子表面分析和分子動(dòng)力學(xué)模擬相結(jié)合的理性設(shè)計(jì)方法，提高了配基設(shè)計(jì)效率。將該方法用于t-PA肽配基的設(shè)計(jì)，得到高親和性四肽配基（QDES）。利用配基的親和層析從豬心提取液中分離純化了t-PA，證明了肽配基的高親和性。

3、 在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換研究中，利用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法考察了海藻糖作用的分子機(jī)理，以加深對(duì)蛋白質(zhì)折疊以及錯(cuò)誤折疊引發(fā)的蛋白質(zhì)聚集過(guò)程的認(rèn)識(shí)。 首先利用分子動(dòng)力學(xué)模擬研究了海藻糖對(duì)十三肽β-hairpin折疊的影響。結(jié)果表明，海藻糖溶液濃度對(duì)多肽折疊具有重要影響，在0.065 mol/L的海藻糖濃度中，海藻糖可降低多肽折疊的勢(shì)能壘，使多肽快速完成折疊；但在高濃度的海藻糖溶液中（≥0.098 mol/L），海藻糖與多肽形成較多的氫鍵，使

4、得多肽主鏈之間的氫鍵不能克服多肽和海藻糖之間的氫鍵而發(fā)生有效的折疊。 采用分子動(dòng)力學(xué)模擬研究了海藻糖對(duì)淀粉質(zhì)多肽核心片段Aβ16.22聚集的抑制作用。與上述結(jié)果類似，在高濃度的海藻糖溶液中，海藻糖分子可抑制Aβ16-22單體的構(gòu)象轉(zhuǎn)變，使Aβ16-22單體維持轉(zhuǎn)角，彎曲和無(wú)規(guī)卷曲的二級(jí)結(jié)構(gòu)，海藻糖和多肽之間的直接與間接氫鍵數(shù)之和遠(yuǎn)大于多肽分子之間的氫鍵數(shù)，從而抑制多肽的聚集。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了海藻糖對(duì)Aβ40和Aβ42構(gòu)