摘要：综述了近年来有关血红素蛋白分子设计所出现的新趋向,包括氨基酸选择突变与血红素修饰相结合,非天然辅基的引入,非天然氨基酸的引入,辅基与蛋白肽链的共价结合,以及全新血红素蛋白的设计与构建5个方面。这些新发展趋向对研究金属蛋白的结构-功能关系提供了重要的信息,同时也为这些理性设计的新颖金属蛋白分子拓宽了其在生物化学、生物工程和药学上的应用。

摘要：血红素蛋白在生物体系中执行多种重要的生物功能,如氧贮存和运输、电子传递、生物催化和生物传感等。尽管大多数血红素蛋白是以单体形式存在,一些血红素蛋白在体外和/或体内,还会形成同源聚合物。本文综述了血红素蛋白的二聚、寡聚与多聚研究进展,包括肌红蛋白、细胞色素c、胞红蛋白,细胞色素b5、细胞色素b562、亚硝酸盐还原酶、血红素传感蛋白和血红素转运蛋白等,着重介绍其结构与功能以及多聚体分子设计的方法与应用。这些研究进展,一方面增强了我们对生物体系中血红素蛋白结构与功能关系的认识,另一方面也赋予了我们通过多聚方法设计功能蛋白来调控和利用血红素蛋白的能力。

摘要：金属酶在生物体中发挥着多种至关重要的作用,而人工金属酶的分子设计能够调控和拓展天然金属酶的功能,甚至创造出功能更为优越的新型酶分子。肌红蛋白(Mb)是作为血红素蛋白或其他金属蛋白分子设计的理想蛋白模型。近些年,基于Mb蛋白骨架的人工金属酶的分子设计逐渐发展了多种研究策略,包括设计氢键网络、金属结合位点、分子内二硫键、利用蛋白翻译后修饰、引入非天然氨基酸和非天然辅基等。本文着重综述这些方面的最新研究进展,可以帮助我们深刻认识金属酶的结构与功能关系,同时掌握人工金属酶分子设计的思路与方法,从而有助于推动这一领域的快速发展。

摘要：蛋白质-蛋白质相互作用在生命过程中发挥至关重要的作用,特别是血红素类蛋白。细胞色素b5(Cyt b5)是血红素蛋白的一个典型代表,在生物体内通过多种蛋白质-蛋白质相互作用来执行其生物功能。目前所揭示的与Cyt b5相关的蛋白质相互作用包括:细胞色素b5-细胞色素b5还原酶,细胞色素b5-细胞色素P450,细胞色素b5-细胞色素c,细胞色素b5-肌红蛋白或血红蛋白,细胞色素b5-融合蛋白(谷胱甘肽S-转移酶GST和绿色荧光蛋白GFP)和细胞色素b5-转运蛋白(蔗糖转运蛋白SUT1和山梨醇转运蛋白SOT6)等。同一蛋白能与众多不同蛋白相互作用的事实,使我们认识到某些特定蛋白的生物学重要性。另一方面,研究同一蛋白与不同蛋白质间的相互作用将会进一步加深我们对蛋白质结构与功能关系的理解,以及指导新颖蛋白的理性设计与最终应用。

摘要：蛋白质分子理性设计,不但对于揭示天然金属蛋白的结构与功能关系,而且对于创造具有性质和功能改善的人工金属蛋白,都是一个功能强大的策略.肌红蛋白(myoglobin,Mb),自然界创造的一种具有多重生物功能的血红素蛋白,已被证明是蛋白质分子理性设计的理想框架.本文主要综述了两个方面,一是对其天然的氧结合与运输、过氧化物酶(peroxidase)和亚硝酸盐还原酶(nitrite reductase,NIR)的功能进行调控,二是将其功能理性拓展到过氧酶(peroxygenase)、血红素-铜氧化酶(heme-copper oxidase,HCO)、一氧化氮还原酶(nitric oxide reductase,NOR)和羟胺还原酶(hydroxylamine reductase)等.这些研究加深了我们对自然界金属蛋白如何工作的理解,也为将来具有实际应用前景的功能金属蛋白的理性分子设计提供了线索.