《人體血紅蛋白-亞硝基化合物的結構生物學研究》是依託南京理工大學，由易軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：人體血紅蛋白-亞硝基化合物的結構生物學研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：易軍
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近年來我國心血管疾病的發病率和死亡率呈上升趨勢，據統計，每5個成年人中就有1人患有心血管疾病。因此作為血管舒張因子的一氧化氮（NO）的生理過程及其反應機理顯然是該領域的研究重點之一。其中化學因素導致或控制包括NO在內的亞硝基化合物在各種含血紅素的蛋白環境中的行為研究則顯得尤為重要，因為這些行為將直接影響到這些化合物在體內是發揮良性作用(如信號傳導或其本身合成的反饋抑制過程)或破壞性作用(如導致細胞死亡)。本項目擬製備和解析若干具有生物重要性的亞硝基化合物（包括有機-氮氧化物）與人體內血紅蛋白結合的晶體結構，研究結果將為血紅蛋白-亞硝基化合物的結構與功能的關係、血紅蛋白調控這些重要亞硝基化合物新陳代謝機理的闡明、以及這些亞硝基化合物對心血管疾病相關過程的影響提供重要的新信息和結構依據。
結題摘要
心血管疾病是威脅人類健康的頭號殺手，據統計，我國有近2.7億心血管疾病患者，該病死亡人數300萬／年，占總死亡病因的51%。因此作為血管舒張因子的一氧化氮（NO）的生理過程及其反應機理顯然是該領域的研究重點之一。其中化學因素導致或控制包括NO在內的亞硝基化合物在各種含血紅素的蛋白環境中的行為研究則顯得尤為重要，因為這些行為將直接影響到這些化合物在體內是發揮良性作用(如信號傳導或其本身合成的反饋抑制過程)或破壞性作用(如導致細胞死亡)。該項目的目標為製備和解析若干具有生物重要性的一氧化氮及亞硝基化合物（包括有機-氮氧化物）與人體內血紅蛋白結合的晶體結構，研究結果將為血紅蛋白-亞硝基化合物的結構與功能的關係、血紅蛋白調控這些重要亞硝基化合物新陳代謝機理的闡明、以及這些亞硝基化合物對心血管疾病相關過程的影響提供重要的新信息和結構依據。 在本項目執行期間，我們已經取得了以下研究成果： 1. 人體血紅蛋白一氧化氮衍生物晶體結構解析（已發表）：通過晶體浸泡法獲得HbNO結構，晶體衍射數據經過數據處理，相位獲取，模型構建及結構精修等步驟，最終獲得1.9Å解析度晶體數據。 2. 亞硝基硫醇結構連結異構化研究（已發表）:報導了第一個有序高解析度的亞硝基半胱氨酸甲酯衍生物三維晶體結構，顯示為順式構型。 3. 血紅蛋白與苯基羥胺結構功能學研究（未發表，請勿公開）：通過晶體浸泡法製備metHb-苯基羥胺反應衍生物的晶體，適當大小的metHb單晶轉入含5～8%甘油的凍存液，加入少量苯基羥胺，室溫下浸泡一個月。形狀規整的單晶凍存，送至上海光源收集X-射線晶體衍射數據，最終獲得解析度為1.85Å晶體結構。結構顯示高鐵血紅蛋白經苯基羥胺誘導在beta亞基活性中心形成高鐵血色原結構，即近遠端組氨酸殘基的咪唑環同時與血紅素鐵原子綁定。此外，bCys93被發生翻譯後修飾，形成亞硝基硫醇結構。 4. Hb與TNT反應衍生物的結構分析（未發表，請勿公開）：為進一步探索TNT與血紅蛋白在還原劑條件下的相互作用機理，通過晶體浸泡、共結晶、反應後結晶三種不同的方法，嘗試製備TNT與Hb反應衍生物的單晶。將metHb晶體與TNT、Na2S2O4混合浸泡11個月後，獲得一套最高解析度為2.15 Å的衍生物晶體結構數據，但由於部分分子結構無法構建，仍在結構精修步驟。
