论文题目: 磷酸化对肽脯酰胺键顺反异构影响的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 化学
作者: 朱振泰
导师: 李艳梅
关键词: 脯氨酸,肽脯酰胺键,磷酸化,顺反异构,分子动力学模拟
文献来源: 清华大学
发表年度: 2005
论文摘要: 脯氨酸在多肽和蛋白的结构和功能中扮演着非常特殊而关键的角色,脯氨酸与其之前的氨基酸残基所形成的肽脯酰胺键在调控生物体内各种生命现象的过程中发挥着类似分子开关的重要作用。影响肽脯酰胺键顺反异构的因素较多,脯氨酸前氨基酸残基的侧链磷酸化是非常重要的一个。研究作为一种重要的翻译后修饰形式的可逆磷酸化对肽脯酰胺键顺反异构的影响,可以为探讨磷酸化对蛋白质结构与功能的影响打下理论基础。本文设计了两类四肽化合物模型,作为研究磷酸化影响肽脯酰胺键顺反异构的框架。分别利用整体法和逐步法,合成了以Ser/Thr/Tyr-Pro片段为研究核心的三个系列的磷肽和非磷肽共计18个。在对合成的模型化合物进行HPLC分离纯化的过程中,通过优化分离条件,初步发现了磷酸化影响肽脯酰胺键顺反异构含量的证据,为建立一种新的顺式构象含量的定量表征方法提供了可能。在对模型化合物的质谱研究中,发现保护氨基酸单体的一个新的经由五员环中间体的ESI-MS碎片重排反应。同时比较了模型化合物的ESI质谱和MALDI-TOF质谱的裂解规律。通过一维核磁手段对模型化合物进行了肽脯酰胺键顺式含量的研究,并以此为基点分别从侧链效应、磷酸化过程本身以及离子效应等方面讨论了磷酸化对肽脯酰胺键顺反异构的影响。通过二维核磁和CD等手段,从构象、空间结构、分子间作用力等方面,探讨了磷酸化对肽脯酰胺键顺反异构产生影响的可能原因。从理论化学的角度,利用分子动力学模拟手段,对磷酸化效应进行了模拟计算,较好地辅证了实验结果。综合所有的研究结果,发现磷酸化对肽脯酰胺键的顺反异构具有影响,磷酸化本身协同电荷效应以及侧链效应共同对肽脯酰胺键的顺式构象含量产生影响,发挥类似分子开关的重要功能。
论文目录:
第1章 引言
1.1 关于脯氨酸
1.1.1 脯氨酸在多肽和蛋白中的结构特征
1.1.2 脯氨酸在多肽或蛋白质中的重要功能
1.2 肽脯酰胺键顺反异构及生物意义
1.2.1 肽脯酰胺键及其顺反异构
1.2.2 肽脯酰胺键及其顺反异构的重要生物学意义
1.3 影响肽脯酰胺键顺反异构的因素
1.3.1 侧链效应
1.3.2 离子效应
1.3.3 温度效应
1.3.4 溶剂效应
1.3.5 PPIase作用
1.4 磷酸化翻译后修饰对肽脯酰胺键顺反异构的影响
1.4.1 磷酸化翻译后修饰的意义
1.4.2 磷酸化对肽脯酰胺键顺反异构的影响及意义
1.5 目前的研究状况及研究方法
1.5.1 肽脯酰胺键顺反异构研究的状况
1.5.2 肽脯酰胺键顺反异构研究方法概述
1.6 本论文研究内容
1.6.1 选题的目的及意义
1.6.2 博士论文的主要工作
1.7 本章小结
第2章 实验方法
2.1 试剂和仪器
2.1.1 主要试剂
2.1.2 主要仪器
2.2 模型化合物的合成
2.2.1 非磷肽的合成
2.2.1.1 Building block 的合成
2.2.1.2 非磷肽的合成
2.2.2 磷肽的合成
2.2.2.1 磷肽的整体法合成
2.2.2.2 磷肽的逐步法合成
2.3 模型化合物的分离、鉴定和分析
2.3.1 模型化合物的HPLC分离
2.3.2 模型化合物的ESI-MS分析
2.2.3 模型化合物的NMR分析
2.2.4 模型化合物的MALDI-TOF-MS分析条件
2.2.5 模型化合物的CD分析
2.4 分子动力学模拟方法
第3章 模型化合物的设计、合成、分离及质谱研究
3.1 模型化合物的设计
3.1.1 模型一
3.1.2 模型二
3.2 非磷肽的合成研究
3.2.1 building block的合成
3.2.2 building block与树脂的偶合
3.2.3 非磷肽的合成
3.3 磷肽的合成研究
3.3.1 磷肽的整体法合成
3.3.1.1 磷试剂的制备
3.3.1.2 磷肽的整体法合成
3.3.2 磷肽的逐步法合成
3.3.2.1 磷酸化单体的合成
3.3.2.2 磷肽的逐步法合成
3.3.3 磷肽合成的整体法和逐步法比较
3.4 模型化合物的HPLC分离研究
3.4.1 非磷肽的分离
3.4.2 磷肽的分离
3.5 模型化合物的ESI-MS和MALDI-TOF-MS裂解规律研究
3.5.1 修饰氨基酸单体的ESI-MS碎片重排规律研究
3.5.2 模型化合物的ESI-MS裂解规律
3.5.3 模型化合物的MALDI-TOF-MS裂解规律
3.5.4 模型化合物的ESI-MS和MALDI-TOF-MS裂解规律对比
3.6 本章小结
第4章 模型化合物的NMR和CD研究
4.1 模型化合物的NMR研究
4.1.1 模型一化合物的一维核磁研究
4.1.1.1 侧链效应对肽脯酰胺键顺反异构的影响
4.1.1.2 磷酸化对肽脯酰胺键顺反异构的影响
4.1.1.3 离子效应对肽脯酰胺键顺反异构的影响
4.1.2 模型二化合物的二维核磁研究
4.1.2.1 二维TOCSY的解析
4.1.2.2 不同pH值下顺反异构的变化
4.1.2.3 不同溶剂中顺反异构的变化
4.2 模型化合物的CD研究
4.3 本章小结
第5章 分子动力学模拟研究
5.1 分子模拟研究概况
5.2 模拟条件的设定
5.3 模型化合物的分子动力学模拟
5.3.1 模型一化合物的分子动力学模拟
5.3.1.1 构象分析
5.3.1.2 β转角结构
5.3.1.3 构象分布
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢及声明
附录
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文
发布时间: 2006-06-29
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