嗜冷嗜盐菌Halorubrum lacusprofundi中蛋白质稳定性机制的探讨

研究嗜冷嗜盐菌H.lacusprofundi中蛋白质在不同结构区域的特点,对了解其稳定的结构基础及设计新型嗜冷嗜盐蛋白具有重要意义。通过对991对同源嗜冷嗜盐菌和嗜温嗜盐菌的序列及高级结构信息进行统计学对比分析,结果表明:嗜冷嗜盐菌和嗜温嗜盐菌氨基酸组成中亮氨酸、天冬酰胺、含硫氨基酸、带电氨基酸差异显著;苏氨酸差异很显著;丙氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、小分子氨基酸差异极显著。其中苯丙氨酸、甘氨酸、天冬酰胺、中性氨基酸在嗜冷嗜盐菌蛋白的含量较高,亮氨酸、苏氨酸、谷氨酰胺、含硫氨基酸、小分子氨基酸在嗜温嗜盐菌中的含量较高。嗜冷嗜盐蛋白含有更多的中性氨基酸、小分子氨基酸和非极性氨基酸,从而降低蛋白质中氢键等非共价键的相互作用,提高蛋白质结构的柔韧性和可变性。     

以分子动力学模拟探究苹果酸脱氢酶的嗜极机制

为了研究嗜热酶、嗜冷酶在极端温度下维持稳定性和活性的机制,本文通过分子动力学模拟的方法,从原子尺度上分析了嗜热苹果酸脱氢酶及其同源嗜冷酶的分子动力学特性。数据显示嗜热酶所形成的盐桥和氢键明显多于嗜冷酶。通过比较均方根偏差、回旋半径、氨基酸残基的柔性等值,发现嗜热酶的结构较非嗜热酶更具刚性。盐桥、氢键数目的不同和整体结构的刚柔性,很可能会是嗜热、嗜冷酶在极端温度下能维持结构稳定的主要原因。     

二氢叶酸还原酶在盐溶液中的分子动力学模拟

为了研究嗜盐酶如何在高盐环境下维持稳定性与活性,本文以沃尔卡尼极嗜盐菌及大肠杆菌的二氢叶酸还原酶(DHFR)为模型,将二者分别置于5种不同盐浓度的水溶液中进行分子动力学模拟。经9ns动力学模拟,得到了二者在不同浓度盐溶液中的运动轨迹,通过对运动轨迹的分析,获取了二者在不同盐浓度下的动力学特性。结果发现嗜盐古生菌的二氢叶酸还原酶自身所形成盐桥及与溶剂所形成的氢键均比大肠杆菌的二氢叶酸还原酶多,而溶剂可及性表面则要小,二者差异均达极显著水平。同时还分析了这两种分子及其氨基酸残基的柔性等。     

β-甘露聚糖酶理化性质与其最适pH的相关性

为了探究影响GH5家族β-甘露聚糖酶最适pH的各种因素,利用该酶的序列信息,构建了基于氨基酸组成的β-甘露聚糖酶理化性质与其最适pH的相关性模型。结果表明:该酶N端氨基酸序列是影响其最适pH的重要因素,在243个理化性质中有17个呈极显著相关,其中7个呈正相关。优化的转移能量参数相关性最高,为0.78:7个正相关的理化性质中,与螺旋相关的理化性质占3个。优化的转移能量参数和螺旋是影响pH稳定性的最重要的因素。所建立的模型为研究该酶酸碱适应性机理提供了一种简单有效的方法。     

Thermotoga martima嗜热木聚糖酶化学修饰结果与其结构特性关系研究

应用化学修饰的实验方法,结合蛋白质结构信息的计算来研究酶蛋白中氨基酸残基化学修饰与结构信息之间的关系。以Thermotoga maritima嗜热木聚糖酶为对象,采用PDB数据库中的1VBR为模板计算其序列中色氨酸、谷氨酸、天冬氨酸的溶剂可及性、氢键、盐桥数等结构特性,并与该酶化学修饰的实验结果相对比。结果表明酶活性中心3个色氨酸中,可及性大的Trp802与Trp602两个残基对酶的活性影响较大;序列中谷氨酸与天冬氨酸的氢键、盐桥数较多,修饰其对酶的热稳定性有很大影响。此结果有助于深入了解蛋白质中与化学修饰有关的结构特性,并为基于蛋白质结构的酶蛋白改性奠定了基础。     

基于嗜盐菌合成生物学的下一代工业生物技术

嗜盐微生物是在高盐、高pH环境中具备正常生长能力的极端微生物,是珍贵的科研素材和生产资源.相关研究通过对嗜盐菌合成生物学的改造和"下一代工业生物技术"的探索,实现了嗜盐工程菌在生物反应器中利用海水进行不灭菌连续发酵并产生类型多样、性能各异的聚羟基脂肪酸酯,且与其他高附加值化学品实现了联产.基于嗜盐菌的下一代工业生物技术...     

基因序列内部特征与蛋白质对称结构的相关性分析

蛋白质的翻译是一个非常复杂且至关重要的生命过程。翻译速率会沿着mRNA上发生改变借以调控伴随翻译的蛋白质折叠,并对蛋白质的最终构象产生重要影响。本文以TIMbeta-alphabarrel折叠子中的两个不同物种HisA蛋白质为研究对象,初步分析了它们基因序列中局部密码子使用偏好、局部残基带电性分布、局部GC含量分布与蛋白质对称结构的相关性,探讨翻译过程中各种因素在蛋白质对称结构形成过程中的可能调控机制。结果表明,在两个不同物种的HisA蛋白质中,对称结构与密码子使用偏好、残基带电性以及GC含量都存在一定程度的相关性。     

黄河下游三角洲盐渍区表层土壤积盐影响因子及其强度分析

采用通径分析方法研究了黄河下游三角洲盐渍区表层土壤(0～10cm)积盐的影响因子及其强度的主次关系,结果表明:表土积盐过程受到盐源分布、盐分离子化学特征、土壤理化性质、地下水状况以及区域性气候条件的综合影响;旱季条件下研究区土壤盐渍化程度较高且盐分表聚性明显;土壤盐源分布对表土层积盐的影响强度最大,其次是盐分离子组成化学特征,表土层理化属性和地下水状况主要通过其它凶素对表土层积盐产生间接影响;反映盐源分布的亚表土层(10～20cm)盐分和反映土壤盐分离子化学组成特征的钠吸附比SAR、氯硫比Cl-/SO42-是表土层积盐的主要控制因素.该研究结果为黄河三角洲地区盐渍土地的科学管理与改良利用提供参考依据.     

四苯硼酸盐PVC膜选择性同溶剂萃取参数的关系

以四苯硼酸盐为活性物质的PVC膜电极中,其溶剂的性质对电极的选择性有重要作用.采用不同性质的溶剂可制备对不同阳离子响应的选择性电极.溶剂对选择性的影响是多方面的.Fabiani研究了四庚基硝酸盐为活性物质的NO_3~-电极中不同溶剂对电极选择性的不同影响;Craggs等认为溶剂的介电常数、粘度及金属离子的溶剂化对膜的选择性起了重要作用;Fiedler探讨了中性载体K~+,Ca~(2+)电极中溶剂的介电常数对选择性及电极性能的影响.本文作者曾测量了四苯硼酸盐在磷酸三丁酯(TBP)、硝基苯(PhNo_2)及邻苯二甲酸二正辛酯(DOP)等不同介电常数及粘度的溶剂中的极限当量电导,研究了四苯     

抑癌基因p53密码子偏好性分析及其突变致癌预测

p53是人类恶性肿瘤中最常见的突变基因,与人类肿瘤的发生相关性最高,也是基因研究中热度最高的基因之一。为深入研究人类p53基因突变机理,选取了6条人类p53基因mRNA序列。首先,利用基于RSCU方法下的多重变量分析软件CodonW对影响密码子使用的各项参数进行计算和统计分析,分析可得,密码子适应指数(CAI)与最优密码子使用频率(FOP)、密码子偏爱指数(CBI)均呈极显著正相关(p<0.01);有效密码子数(ENC)与密码子偏爱指数(CBI)、GC含量、GC3s、最优密码子使用频率(FOP)、第三位碱基G3s、密码子适应指数(CAI)均呈极显著负相关(p<0.01)。然后,再利用QRSCU编码方法,对p53密码子偏好性间距进行了分析设计,得出了基于拟氨基酸编码的方法能充分体现p53密码子对同义密码子的一致偏好性的结论,且p53基因更偏好使用以c或g结尾的同义密码子。以上各项参数也充分验证了拟氨基酸编码方法与p53密码子偏好性研究结果的紧密关联性。最后,结合前人对抑癌基因p53突变致癌的研究,对该6条基因序列作了病变预测,从而为人类恶性肿瘤的预防和预测提供重要的理论依据。