圓二色光譜預(yù)測蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)組成方法評析.pdf

1、指導(dǎo)小組成員余紹寧教授孔繼烈教授張松副教授陳惠副教授摘要由于蛋白質(zhì)承載了生命體的各種信息和功能，所有的生命活動都離不開蛋白質(zhì)以及它們之間的相互作用的參與，同時藥物研究也越來越傾向于在分子水平研究藥物與蛋白質(zhì)之間的相互作用。在這個大背景下，蛋白質(zhì)構(gòu)象的研究工作變得越來越重要。圓二色性的存在使通過具有光學(xué)活性物質(zhì)的圓偏振光變?yōu)闄E圓偏振光，且在特定吸收波長處出現(xiàn)。遵循這一原理設(shè)計的CD光譜儀可以測定光學(xué)活性物質(zhì)的CD光譜，通過CD譜圖可以進(jìn)一

2、步研究該光學(xué)活性物質(zhì)的立體構(gòu)型。蛋白質(zhì)的肽鍵在檢測波長為190250nm之間的區(qū)間內(nèi)有圓二色性，蛋白的CD光譜圖可以反映蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的變化。由于蛋白的CD光譜具有對蛋白樣品性狀要求較低、實驗速度較快、重復(fù)性好等優(yōu)點，使CD光譜法成了人們研究蛋白質(zhì)構(gòu)象的常用方法。隨著X射線衍射等技術(shù)的進(jìn)步，蛋白數(shù)據(jù)庫（ProteinDataBank)中蛋白結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)越來越豐富，通過比較發(fā)現(xiàn)CD光譜在估算蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)組成中存在較大誤差，因此對該方法的質(zhì)疑

3、越來越強(qiáng)烈。誤差產(chǎn)生的原因可能是取得蛋白質(zhì)CD光譜時的化學(xué)環(huán)境、儀器條件等影響，也可能是計算擬合方法使用不當(dāng)，被測蛋白與參考蛋白類型未一致等因素。這些可能的原因使用CD光譜預(yù)測蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)組成方法產(chǎn)生較大的誤差。為了系統(tǒng)評價CD光譜估算蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)方法的可信度，本研究選用了蛋白數(shù)據(jù)庫中已有結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的七種蛋白：血紅蛋白、溶菌酶、肌紅蛋白、胰蛋白酶等，進(jìn)行了兩方面研究，一是改變實驗條件收集CD譜，以系統(tǒng)確定CD光譜的收集條件；二是收集了

4、所研究蛋白的紅外光譜，并將CD光譜多種計算方法算得的二級結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、紅外光譜估算的二級結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)及蛋白數(shù)據(jù)庫中的二級結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比對，并由此評析了CD光譜計算蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的方法學(xué)。本研究得到以下幾個結(jié)論：一、CD光譜的合適收集條件是：穩(wěn)定的室溫條件；適當(dāng)?shù)臐舛确秶蛔贤鈪^(qū)透過性佳的緩沖溶液；低鹽濃度；適當(dāng)?shù)臏y定參數(shù)。二、在計算蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)時CD光譜的平均誤差為50%以上紅外光譜的誤差平均為10%，紅外光譜方法要大大好于CD光譜方法。三