摘要: 诱导契合模型(Induced fit model)由Daniel Koshland于1958年提出,用于描述酶-底物或受体-配体结合的动态机制。与锁钥模型不同,该模型认为结合并非刚性互补,而是配体诱导受体发生构象变化,使结合位点与配体达到最佳互补,从而稳定复合物并激活功能。构象变化常涉及结构域闭合、活性位点重排等,对催化效率、底物特异性及信号传导至关重要。实例包括已糖激酶、G蛋白偶联受体、DNA聚合酶和核糖体等。研究方法包括X射线晶体学、核磁共振和分子动力学模拟。该模型在现代药物设计、酶工程等领[阅读全文:]
摘要: 分子识别(Molecular recognition)是指两个或多个分子通过非共价相互作用,在空间和化学上特异性、选择性地相互结合,形成超分子复合物的过程。它是绝大多数生物过程(如酶催化、信号转导、免疫应答、基因复制)的物理化学基础,也是超分子化学、药物设计和生物传感器开发的核心原理。分子识别的本质是互补性,体现在空间结构互补、化学性质互补和动态过程互补三个层面。主要驱动力包括氢键、疏水相互作用、离子键、范德华力、π-π堆积和阳离子-π相互作用等非共价作用力。生物学中的范例包括酶-底物识别、受体[阅读全文:]
摘要: 结合特异性(Binding specificity)是指生物分子优先选择性地与特定分子或一类分子发生相互作用的性质,是实现精确分子识别和生命过程有序性的基础。本文从核心概念、物理化学决定因素、生物学功能、量化表征、与亲和力的关系及研究应用等方面系统阐述了结合特异性。特异性可分为绝对特异性、相对特异性和混杂性三个层次,受互补表面形状、分子间作用力、溶剂效应、动态构象选择及共价修饰与变构调节等因素影响。其在信号转导、基因表达调控、酶催化、免疫识别、细胞粘附与通讯及药物作用中发挥关键作用。量化上常用解[阅读全文:]
摘要: 氨基异丁酸(Aminoisobutyric acid, AIB)是一种非蛋白源性支链氨基酸,化学名为α-氨基异丁酸或2-氨基-2-甲基丙酸,是缬氨酸代谢的中间体。其化学式为(CH₃)₂C(NH₂)COOH,因α-碳连接两个相同甲基而无手性中心。AIB主要由胸腺嘧啶分解产生,通过β-氨基异丁酸经转氨作用生成。在生物学研究中,AIB作为系统A氨基酸转运体的特异性底物/抑制剂,广泛用于氨基酸转运研究、蛋白质合成校正、以及¹¹C标记的正电子发射断层扫描(PET)肿瘤成像,尤其能区分脑肿瘤复发与放射性坏死[阅读全文:]
摘要: 蛋白质酪氨酸磷酸酶(PTPs)是一类将磷酸基团从磷酸化酪氨酸残基上去除的水解酶,与蛋白酪氨酸激酶(PTKs)共同维持细胞内酪氨酸磷酸化的动态平衡,精密调控细胞生长、分化、代谢、免疫应答和细胞黏附等过程。根据亚细胞定位、底物特异性和结构域组成,PTPs分为经典跨膜RPTP家族、非受体型经典PTPs(如PTP1B、SHP1/2)、双特异性磷酸酶(如MKP、PTEN、CDC25)和低分子量PTPs等。核心催化结构域含高度保守的HC(X)₅R基序,通过半胱氨酸亲核攻击形成磷酸-半胱氨酸中间体。PTPs在[阅读全文:]
摘要: 磷酸化蛋白质组学是功能蛋白质组学的重要分支,旨在系统性、大规模地鉴定和定量生物样本中所有蛋白质的磷酸化修饰位点、修饰程度及其动态变化。它全面描绘细胞的“磷酸化状态”,是揭示信号转导网络、细胞周期调控、代谢通路以及疾病机制的关键技术。主要挑战包括磷酸化肽段化学计量低、动态范围宽、电离效率低及高度动态变化。关键技术流程包括样本制备与肽段酶解、磷酸化肽段富集(固定化金属离子亲和色谱、金属氧化物亲和色谱、亲和抗体富集、化学修饰法)、液相色谱-串联质谱联用分析以及数据生物信息学分析(数据库搜索、定量分析、[阅读全文:]
摘要: D-葡糖醛酸(D-glucuronic acid)是葡萄糖的C6位羟基被氧化为羧基形成的糖酸,在生物体内主要以高能活化形式尿苷二磷酸葡萄糖醛酸(UDP-GlcUA)存在,是Ⅱ相解毒结合反应、糖胺聚糖合成和内源性物质代谢的关键底物。其合成途径涉及UDP-葡萄糖经UDP-葡萄糖脱氢酶氧化为UDP-葡萄糖醛酸。在肝脏等组织中,UDP-葡萄糖醛酸基转移酶(UGTs)将葡萄糖醛酸基转移至多种外源性物质(药物、毒素)和内源性物质(胆红素、类固醇激素、胆汁酸等)上,增加其水溶性以促进排泄。此外,UDP-葡萄糖[阅读全文:]
摘要: 鸟氨酸是一种非蛋白源性的碱性氨基酸,化学名α,δ-二氨基戊酸。它不参与蛋白质合成,但作为尿素循环、多胺合成和精氨酸代谢的核心中间体,在氨解毒、细胞增殖、伤口愈合及免疫调节中发挥关键作用。本文全面综述了鸟氨酸的化学结构、生物合成与代谢途径、生理功能、临床意义(包括鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症和高鸟氨酸血症等遗传代谢病)、分析方法以及安全性与营养补充剂应用。[阅读全文:]
摘要: 代谢中间体是生物体代谢通路中,介于起始底物与终产物之间的一系列化学物质,具有短暂性、低稳态浓度、化学多样性和功能关键性等特征。它们在能量代谢、物质合成、信号转导和代谢调控中发挥核心作用,既充当变构效应物调节酶活性,又作为分支点分配代谢通量,还是生物大分子合成的前体。代谢中间体的异常积累或耗竭与多种疾病(如先天性代谢缺陷、糖尿病、癌症、神经退行性疾病和心血管疾病)密切相关。代谢组学、稳定同位素示踪、酶学分析和计算建模是研究代谢中间体的主要技术手段。[阅读全文:]
摘要: 非蛋白源性氨基酸(NPAAs)是指不被遗传密码直接编码的氨基酸,它们在自然界中广泛存在,数量远超20种标准氨基酸。NPAAs包括D-氨基酸、N-甲基化氨基酸、羟化氨基酸等结构衍生物,以及γ-氨基丁酸、鸟氨酸、瓜氨酸等功能性分子。它们在代谢中间体、神经递质、蛋白质翻译后修饰、植物防御、抗生素合成等方面发挥关键作用。D-氨基酸作为特殊亚类,在哺乳动物神经系统中参与信号传导。NPAAs在药物开发(如肽类药物设计)、合成生物学(扩展遗传密码)和生物技术中具有重要应用。分析方法主要依赖液相色谱-串联质谱和[阅读全文:]