地鳖虫纤溶酶的三维结构模拟与序列分析

时间:2023.10.13

  地鳖虫 (Eupolyphage sinensis Walker)又名土元、土鳖,属节肢动物门昆虫纲蜚蠊目鳖蠊科昆虫,为《中华人民共和国药典》记载的正品药材,是传统的活血化瘀类动物药,其药用功效主要为逐瘀、破积、通络等。下面小编就为大家准备了关于地鳖虫纤溶酶的三维结构模拟与序列分析的论文哦!

  摘要:为了研究地鳖虫(Eupolyphage sinensis Walker)纤溶酶的溶栓机理,根据地鳖虫纤溶酶成熟肽编码序列,利用生物信息学方法,对地鳖虫纤溶酶进行了结构分析,用Biosun软件的同源模建技术,模拟了其三维结构。利用GOLDKEY软件,对地鳖虫纤溶酶的氨基酸序列进行了分析,讨论了其等电点、亲水性、柔性与催化活性之间的关系。结果表明,地鳖虫纤溶酶的活性中心是组氨酸、丝氨酸和天冬氨酸3个氨基酸残基,位于球蛋白中心凹穴处,底物结合部位是丝氨酸、天冬氨酸和甘氨酸,该类酶水解纤维蛋白的机理是催化精氨酸-赖氨酸之间的肽键水解。

  关键词:地鳖虫(Eupolyphage sinensis Walker);纤溶酶;三维结构;序列

  广东工业大学纤溶先导药物课题组在进行地鳖虫纤溶活性成分研究时,从该虫体内分离纯化得到了地鳖虫纤溶酶[1,2],对此类纤溶酶基因 DNA序列进行了分析研究,克隆得到其中一种地鳖虫纤溶酶成熟肽cDNA序列(GenBank登录号:DQ396618),并将其用赤毕酵母表达[3]。为了深入探讨地鳖虫纤溶酶的纤溶作用机制,确定其活性中心的位置,本研究利用生物信息学方法,对地鳖虫纤溶酶序列进行多方位分析,并建立了地鳖虫纤溶酶可靠的三维结构模型,揭示了其纤溶机理,为今后进一步研究提供参考。

  1、 理论与方法

  要想了解蛋白质的立体结构,只有将蛋白质溶液结晶,利用X射线衍射分析蛋白质的单晶,通过衍射数据,得到蛋白质的立体结构。但是蛋白质结晶条件苛刻,而且不是所有的蛋白质都能变成单晶。但是利用现代计算机技术,可以对已知氨基酸序列的蛋白质三维结构做出预测,同时还能对蛋白质序列中的每个氨基酸逐个分析,即比较蛋白质模建,又称为同源模建。该方法是目前应用最广的蛋白质三维结构预测方法[4-6]。本研究将地鳖虫纤溶酶的蛋白质序列提交到NCBI的自动比较蛋白质模建服务器Blast上,通过程序自动确定了地鳖虫纤溶酶序列活性中心与底物结合的部位(图1),Biosun软件模拟生成了地鳖虫纤溶酶的三维结构。利用GOLDKEY软件,对地鳖虫纤溶酶全序列的等电点、亲水性、柔性进行分析,利用无模型比对时活性中心氨基酸残基的性质,进一步阐明地鳖虫纤溶酶的纤溶机理。

  2 、结果与分析

  2.1 三维结构模拟与评估

  将地鳖虫纤溶酶蛋白质序列导入Biosun软件,软件自动选取蛋白质Tryp_SPc[cd00190]为模板,模拟目的蛋白质的三维结构,结果见图2。其中a、b、c 3个球状模型,分别对应S178、H41、D85 3个氨基酸残基侧链(羟基、咪唑基、羧基),与胰蛋白酶催化三联体结构一致[7,8]。d、e、f 3个肽键链状模型,分别对应于地鳖虫纤溶酶的底物结合部位D172、S193、G195。由三维结构可以看出,底物结合部位和酶催化活性中心都没有α螺旋和β折叠(α螺旋为柱状区,β折叠为板状区),该区域容易发生形变,在催化过程中跟底物结合时产生诱导契合,符合酶催化理论。酶活中心处于这个蛋白质中心的凹穴处,与通常对纤溶酶活性中心的认识一致[9,10]。笔者在前期试验中发现,该酶受丝氨酸蛋白酶抑制剂PMSF的抑制,推测其为丝氨酸蛋白酶[1,2],此推测与生物信息学方法找到的活性中心S178结论一致。

  对模板蛋白质和目的蛋白质进行同源性比对(图3),Blast软件给出89.9的评分,说明模板蛋白和地鳖虫纤溶酶的同源性比较高,二者序列覆盖率达到99%。随机匹配的可能性为2×10-19,这么小的随机匹配可能性,说明2个蛋白质相同的序列部分,不是偶然出现的,是具有同源性的。二者最大序列的相似度达到43%。以此模板蛋白质进行同源模建,结果可信。

  2.2 GOLDKEY软件的序列分析

  在地鳖虫纤溶酶三维结构分析中,采用的是同源模建的方法。在预测的时候,其他蛋白质与目标预测物的差异会导致一定程度的偏差。采用GOLDKEY软件对序列的每个残基逐个计算其特性,虽然无法得到三维结构,但是其数据可靠性更好,更能反映目标蛋白质的特性。图4为利用GOLDKEY软件对地鳖虫纤溶酶氨基酸序列的等电点进行模拟。由图4可知,该蛋白质的等电点为9.67。在通常生理环境下,该蛋白质带正电。纤维蛋白通常带负电荷,所以地鳖虫纤溶酶很容易靠近纤维蛋白质,与之结合,表明该酶对血栓有一定的靶向作用。

  利用GOLDKEY软件对地鳖虫纤溶酶氨基酸序列进行亲水性模拟(图5)。由图5可知,地鳖虫纤溶酶序列中每个氨基酸的亲水值越大,亲水性越强。其中H41为0.5,D85、S178、D172、S193、G195均为0。H41、D85、S178为活性部位,D172、S193、G195为底物结合部位,其亲水值均比较低。在序列中,这6个残基的亲水值都处于局部最低点(相邻残基的亲水值均较高)。对于水溶性球形蛋白质,亲水值较低的氨基酸趋向于蛋白质的内部,亲水值较高的氨基酸趋向于蛋白质的外部,从一级结构上的亲水性推测,H41、D85、S178、D172、S193、G195这6个氨基酸都位于蛋白质的内部,与三级结构相符。

  利用GOLDKEY软件对地鳖虫纤溶酶氨基酸序列进行柔性模拟(图6)。由图6可知,地鳖虫纤溶酶序列中每个氨基酸的柔性值,其中H41=0.91,D85=0.93,S178=1.12, D172=1.03,S193=0.93,G195=0.93。H41、D85、S178为活性部位,D172、S193、G195为底物结合部位,其柔性值均比较大,符合酶促反应动力学诱导契合理论。在结合底物时,活性中心的结构和底物的结构都发生了一定的形变(柔性才能形变),使其在空间结构上互补,从而能很好的契合。但是从全序列柔性值来看,催化中心和底物结合部位的柔性并非最大,而且催化中心和底物结合部位的柔性还处于局部最低点,都在峰谷处。这正好验证了酶结构的相对稳定性。酶具有高效性和专一性的催化特点,决定这些特点的关键不仅仅是因为酶活性中心的关键基团,也与酶的特殊空间结构有着不可分割的关系。所以酶关键部位的空间结构也不能有太大的柔性,更不能随意变形。   2.3 纤维蛋白水解部位结构分析


第二篇:导游词内容结构分析


  导游词由引言、主体和结语三部分构成。下面小编带大家了解下导游词的相关知识,希望对大家有所帮助!

  (一)引言

  引言就是开场白。好的开场白,好比一出大戏的序幕,一篇乐章的序曲,一部作品的序言。游客都讲究"第一印象".而引言是给游客留下"第一印象"的极佳机会。引言包括欢迎词和景点概述两部分。

  1.欢迎词

  欢迎词是导游员表示欢迎的简短用语,包括表示欢迎.介绍自己,预告节目,预祝成功几个要素。

  2.景点概述

  景点概述中,导游员向游客介绍景观的基本情况,是对整个路线景点的预告,起到纲举目张的作用。

  (二)主体

  主体部分是导游词的核心,其内容是把景点的具体内容向游客进行详细的介绍。这一部分大都是以游踪为线索,按景点顺序用分述的方式一一进行解说。如七星岩的导游词在主体部分中分别对"第一洞天"、"姜太公钓鱼"、"北斗七星"、"露滴石笋"、"滴水观音"、"倒挂蝙蝠'、"三姐歌台"、"祝寿蟠桃"等景观进行了详介。 在《黄果树瀑布》(例文1)中,主体部分对"犀牛潭"、"水帘洞"、"黄果树瀑布夜景"进行了详细而生动的描绘真正起到了宣传景点、吸引游客、指导消费的作用。

  在对景点进行介绍时,要注意景点之间的过渡与连接,不要叫游客感到突兀。如保定"华北明珠白洋淀"的导游词中用了"朋友们请看,眼前的这一大片荷花,就是我们白洋淀有名的一景-十里荷香。""我们现在来到的是生态游乐景区,大家请随我下船登岸"。"大家快看!前面就是我们白洋淀的禽鸟自然保护区了。"等过渡语。有了这些承上启下的过渡用语,游客心中更明白更踏实了。

  (三)结语

  结语是简单的送别词。如果说欢迎词给游客留下了美好的第一印象,那么好的欢送词则给游客留下的最后印象是深刻的、持久的,甚至是永生难忘的。

  结语包含表示惜别、感谢合作、小结旅游、征求意见、期盼重逢等意思。如七星岩导游词的结语是"七星岩就要游览完了,让我们借这一景物向贵宾表示良好的祝愿,祝大家身体健康,旅途愉快。欢迎大家有机会再来参观。"几句话虽然简短,但很暖人心。如果虎头蛇尾.草草收场,结果是前功尽弃.大煞风景。

  结束语常见的有以下几种方式。

  1.告别式

  如,"尊敬的各位嘉宾:我们已经结束了雍和宫的参观,现在就准备去首都机场了,请大家仔细看一下自己的随身物品,是否齐全了。中国有句俗话,叫做'千里送君,终有一别。'这也好,分别就是再见的开始。下一站你们将飞往郑州,中州大地的历史更加久远,故事、人物更加神采生辉。就让我们一起唱起《龙的传人》为本次北京之行画上圆满的句号吧。"①

  2.总结

  请看河南仰韶文化遗址导游词的结语:

  各位游客朋友,在我们离开函谷关之际,三门峡的全部游程也接近尾声了。在三天的行程中如果有照顾不到的地方.敬请各位原惊,也衷心地希望您把宝贵的意见留下来,以便改善我们的工作。.. 预祝各位身体健康,万事如意,一路顺风!

  3.祝福式

  请看山东唠山风景区导游词的结语:"各位游客,不知游览完华严寺和那罗延窟您是否感受到佛家的淡泊清静,您心中的俗虑是不是已经得到解脱?祝愿各位从此万事如意,福寿绵长。"

  4.抒情式

  请看广东佛山三水荷花世界导游词中的结语:

  好了,我的介绍就到这里,下面的时间留给大家在园内尽情观赏和拍照。大家看那个灸丽的红睛蜓正停在新生的荷叶尖上,这不正足那句名诗"小荷才落尖尖角,早有蜻蜓立上头,,嘛!相信大家拍出来的每一幅照片都会像诗句一样美丽!

  5.赞叹式

  唐山青山关导游词结语用赞叹式:"好了,朋友们,青山关的游览到此就结束了,通过这次游览,让我们再一次感受到长城的魅力。长城,中华民族的骄傲,中华民族的脊梁。"

  6.祈盼式

  请欣赏张家口崇礼滑雪导游词结语:"崇礼确实是一个滑雪的理想场所,可以说三大雪场已经打造出崇礼滑雪的知名品牌。它们各具特色,各领风骚,各有千秋。不要奢望去什么阿尔卑斯山,也不要耗神费力地去什么亚布力,到崇礼来,勤劳、淳朴、热情的崇礼人以及漫山遍野的皑皑白雪、铮铮铁骨的青松、亭亭玉立的白桦正敞开胸怀,欢迎您的到来。"

  7.启迪式

  下面是广东虎门导游词的结束语:

  现在,我们看到在当年鹅片战争的古战场上方,巍峨耸立的这一座我国自己设计、自己建设的有世界一流水平的大桥,能不心潮澎湃吗?古时我们的人民坚强不层,再重的压迫也不能让我们低头,今天的我们更加扬眉吐气,挺立在世界的东方,这座大桥的喻义非同小可,它连接肴过去与未来。

  8.反问式

  请看恒山悬空寺导游词结束语:"好,悬空寺的参观告一段落。最后请大家思考几个问题:通过悬空寺的参观,大家感觉如何?古老的悬空寺留给了我们什么呢?是超凡的建筑?精美的塑像?还是人类伟大的创造精神?如果我说,悬空寺不愧于'东方瑰宝'的美称,大家是否同意?

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