中国科学B辑
中國科學B輯
중국과학B집
SCIENCE IN CHINA (SERIES B)
2006年
6期
516-521
,共6页
周艳霞%谭宏伟%杨作银%贾宗超%刘若庄%陈光巨
週豔霞%譚宏偉%楊作銀%賈宗超%劉若莊%陳光巨
주염하%담굉위%양작은%가종초%류약장%진광거
昆虫抗冻蛋白%协同效应%抗冻活性%β-螺旋%量子力学%分子力学%分子动力学
昆蟲抗凍蛋白%協同效應%抗凍活性%β-螺鏇%量子力學%分子力學%分子動力學
곤충항동단백%협동효응%항동활성%β-라선%양자역학%분자역학%분자동역학
云杉蚜虫(Choristoneura fumiferana)体内可产生一种抗冻蛋白(AFP),能够保护其在寒冷的冬季安全越冬,这类昆虫抗冻蛋白(简称 CfAFP)存在多种异构体,其中CfAFP-501和CfAFP-337均呈现相似的左手β-螺旋结构.实验测定,相比CfAFP-337仅多出两个插入螺旋环的CfAFP-501的抗冻活性竟然是CfAFP-337的3倍左右.蛋白异构体CfAFP-501显著增强的抗冻活性和它的插入环数不成比例,当然也不能简单归因于两个插入环所导致的与冰晶作用部位及接触面积的增加.为了探讨两种昆虫抗冻蛋白异构体抗冻活性差异的分子基础,深入了解抗冻蛋白作用特点的普遍规律,分别使用分子力学、分子动力学模拟和量子力学方法来系统研究蛋白及其切割体与冰晶结合的结构特征及相互作用.结果表明,CfAFP-501中多数螺旋环比CfAFP-337具有更强的冰晶相互作用和破坏冰晶中水分子的成键的能力,由于螺旋长度增加导致CfAFP-501中各β-螺旋环之间协同效应的增强,是其具有显著增强的抗冻活性的主要来源.这种协同作用对具有β-螺旋结构的抗冻蛋白起十分关键的作用和重要贡献.
雲杉蚜蟲(Choristoneura fumiferana)體內可產生一種抗凍蛋白(AFP),能夠保護其在寒冷的鼕季安全越鼕,這類昆蟲抗凍蛋白(簡稱 CfAFP)存在多種異構體,其中CfAFP-501和CfAFP-337均呈現相似的左手β-螺鏇結構.實驗測定,相比CfAFP-337僅多齣兩箇插入螺鏇環的CfAFP-501的抗凍活性竟然是CfAFP-337的3倍左右.蛋白異構體CfAFP-501顯著增彊的抗凍活性和它的插入環數不成比例,噹然也不能簡單歸因于兩箇插入環所導緻的與冰晶作用部位及接觸麵積的增加.為瞭探討兩種昆蟲抗凍蛋白異構體抗凍活性差異的分子基礎,深入瞭解抗凍蛋白作用特點的普遍規律,分彆使用分子力學、分子動力學模擬和量子力學方法來繫統研究蛋白及其切割體與冰晶結閤的結構特徵及相互作用.結果錶明,CfAFP-501中多數螺鏇環比CfAFP-337具有更彊的冰晶相互作用和破壞冰晶中水分子的成鍵的能力,由于螺鏇長度增加導緻CfAFP-501中各β-螺鏇環之間協同效應的增彊,是其具有顯著增彊的抗凍活性的主要來源.這種協同作用對具有β-螺鏇結構的抗凍蛋白起十分關鍵的作用和重要貢獻.
운삼아충(Choristoneura fumiferana)체내가산생일충항동단백(AFP),능구보호기재한랭적동계안전월동,저류곤충항동단백(간칭 CfAFP)존재다충이구체,기중CfAFP-501화CfAFP-337균정현상사적좌수β-라선결구.실험측정,상비CfAFP-337부다출량개삽입라선배적CfAFP-501적항동활성경연시CfAFP-337적3배좌우.단백이구체CfAFP-501현저증강적항동활성화타적삽입배수불성비례,당연야불능간단귀인우량개삽입배소도치적여빙정작용부위급접촉면적적증가.위료탐토량충곤충항동단백이구체항동활성차이적분자기출,심입료해항동단백작용특점적보편규률,분별사용분자역학、분자동역학모의화양자역학방법래계통연구단백급기절할체여빙정결합적결구특정급상호작용.결과표명,CfAFP-501중다수라선배비CfAFP-337구유경강적빙정상호작용화파배빙정중수분자적성건적능력,유우라선장도증가도치CfAFP-501중각β-라선배지간협동효응적증강,시기구유현저증강적항동활성적주요래원.저충협동작용대구유β-라선결구적항동단백기십분관건적작용화중요공헌.
