蛋白質(zhì)的折疊ppt課件-wenkub
2023-01-22 19:15:09 本頁面
【正文】 括主鏈和側(cè)鏈的運(yùn)動(dòng)，以及在各種不同的溫度和壓力下蛋白質(zhì)的折疊和去折疊過程。從一級(jí)序列預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)分子的三級(jí)結(jié)構(gòu)并進(jìn)一步預(yù)測(cè)其功能，是極富挑戰(zhàn)性的工作。但與可溶性蛋白相比，其伸入膜內(nèi)的氨基酸側(cè)鏈的運(yùn)動(dòng)受到很大限制。構(gòu)象變化的速率僅僅是蛋白質(zhì)柔性的一個(gè)方面。任何一種交聯(lián)作用均可降低去折疊多肽鏈構(gòu)象上的柔性，并可降低它的自由能。 對(duì)去折疊過程監(jiān)測(cè)的方法很多，但去折疊所引起的最明顯改觀還是多肽鏈尺寸的增大，可通過脲梯度電泳的方法很容易地觀察去折疊現(xiàn)象。 球狀蛋白質(zhì)折疊的步驟 ? 由完整的伸展態(tài)快速、可逆地形成局部二級(jí)結(jié)構(gòu)，此為成核過程； ? 通過折疊核的協(xié)同聚集形成初始的結(jié)構(gòu)域 ? 由這些結(jié)構(gòu)域裝配成熔球態(tài) ? 對(duì)結(jié)構(gòu)域的構(gòu)象進(jìn)行調(diào)整 ? 形成完整三級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)單體或天然蛋白質(zhì) 體內(nèi)蛋白質(zhì)折疊有異構(gòu)酶和分子伴侶的參加 ? 異構(gòu)酶有兩種： –二硫鍵異構(gòu)酶：能快速催化二硫鍵的重組，導(dǎo)致快速形成正確的二硫鍵； –肽基脯氨酸異構(gòu)酶：催化脯氨酸的氨基參與形成的肽鍵的異構(gòu)化； –分子伴侶：是通過抑制新生肽鏈的不恰當(dāng)聚集并排除與其他蛋白質(zhì)不合理的結(jié)合，協(xié)助蛋白質(zhì)正確折疊的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)的折疊 Alois Alzheimer Emil Kraepelin 蛋白質(zhì)分子受到各種物理或化學(xué)因素影響后，會(huì)發(fā)生一些性質(zhì)上的變化，如生物活性的喪失，一些內(nèi)埋的側(cè)鏈基團(tuán)的暴露，溶解度、粘度、擴(kuò)散系數(shù)以及其他的一些物理化學(xué)性質(zhì)的改變，分子結(jié)構(gòu)松散，易于被蛋白酶水解，稱為蛋白質(zhì)的變性作用。 小分子蛋白質(zhì)去折疊轉(zhuǎn)變的可逆性 在周圍環(huán)境誘導(dǎo)下，單結(jié)構(gòu)域的小分子蛋白質(zhì)發(fā)生去折疊。去折疊的蛋白質(zhì)因其流體體積大，所以遷移速度比緊密的折疊的蛋白質(zhì)要小。這也是二硫鍵有助于增加折疊態(tài)的穩(wěn)定性的一種方法。另一方面是各種構(gòu)象的能量學(xué)。 蛋白質(zhì)折疊 ? 結(jié)構(gòu)決定功能，僅僅知道基因組序列并不能充分了解 蛋白質(zhì) 的功能，更無法知道蛋白質(zhì)是如何工作的。研究蛋白質(zhì)折疊，尤其是折疊早期過程，即新生肽段的折疊過程是全面的最終闡明中心法則的一個(gè)根本問題，在這一領(lǐng)域中，近年來的新發(fā)現(xiàn)對(duì)新生肽段能夠自發(fā)進(jìn)行折疊的傳統(tǒng)概念做了根本的修正。蛋白質(zhì)大分子的結(jié)構(gòu)分析也不僅僅只是解出某個(gè)具體的結(jié)構(gòu)，而是更加關(guān)注結(jié)構(gòu)的漲落和運(yùn)動(dòng)。 蛋白質(zhì)折疊研究的概況 ? 在生物體內(nèi)， 生物信息 的流動(dòng)可以分為兩個(gè)部分：第一部分是存儲(chǔ)于 DNA序列中的遺傳信息通過轉(zhuǎn)錄和翻譯傳入蛋白質(zhì)的一級(jí)序列中，這是一維信息之間的傳遞，三聯(lián)子密碼介導(dǎo)了這一傳遞過程；第二部分是肽鏈經(jīng)過疏水塌縮、空間盤曲、側(cè)鏈聚集等折疊過程形成蛋白質(zhì)的天然構(gòu)象，同時(shí)獲得生物活性，從而將生命信息表達(dá)出來；而蛋白質(zhì)作為生命信息的表達(dá)載體，它折疊所形成的特定空間結(jié)構(gòu)是其具有生物學(xué)功能的基礎(chǔ)，也就是說，這個(gè)一維信息向三維信息的轉(zhuǎn)化過程是表現(xiàn)生命活力所必需的。 ? 體內(nèi)蛋白質(zhì)的折疊往往需要有其他輔助因子的參與，并伴隨有 ATP的水解。但目前為止，該假說尚沒有任何實(shí)驗(yàn)證據(jù)，只有一些純數(shù)學(xué)論證?？梢杂?jì)算出酶分子中 8個(gè)巰基組成 4對(duì)二硫鍵的可能方式有 105種 ,這就提供了一個(gè)定量估算復(fù)性重組的指標(biāo)。在多肽鏈折疊過程的起始階段 , 先迅速形成不穩(wěn)定的二級(jí)結(jié)構(gòu)單元； 隨后這些二級(jí)結(jié)構(gòu)靠近接觸 , 從而形成穩(wěn)定的二級(jí)結(jié)構(gòu)框架；最后，二級(jí)結(jié)構(gòu)框架相互拼接，肽鏈逐漸緊縮，形成了蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)。 ? 擴(kuò)散 碰撞 粘合機(jī)制 （ DiffusionCollisionAdhesion Model） 該模型認(rèn)為蛋白質(zhì)的折疊起始于伸展肽鏈上的幾個(gè)位點(diǎn)，在這些位點(diǎn)上生成不穩(wěn)定的二級(jí)結(jié)構(gòu)單元或者疏水簇，主要依靠局部序列的近程或中程（ 34個(gè)殘基）相互作用來維系。最后無活性的高度有序熔球態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橥暾挠谢盍Φ奶烊粦B(tài)。 ? 拼版模型（ JigSaw Puzzle Model） 此模型的中心思想就是多肽鏈可以沿多條不同的途徑進(jìn)行折疊 , 在沿每條途徑折疊的過程中都是天然結(jié)構(gòu)越來越多 , 最終都能形成天然構(gòu)象 , 而且沿每條途徑的折疊速度都較快 , 與單一途徑折疊方式相比 , 多肽鏈速度較快 , 另一方面 , 外界生理生化環(huán)境的微小變化或突變等因素可能會(huì)給單一折疊途徑造成較大的影響，而對(duì)具有多條途徑的折疊方式而言 , 這些變化可能給某條折疊途徑帶來影響 , 但不會(huì)影響另外的折疊途徑 , 因而不會(huì)從總體上干擾多肽鏈的折疊 , 除非這些因素造成的變化太大以致于從根本上影響多肽鏈的折疊。分子伴侶是從功能上定義的 ,凡具有這種功能的蛋白質(zhì)都是分子伴侶 ,它們的結(jié)構(gòu)可以完全不同。蛋白質(zhì)折疊的研究，比較狹義的定義就是研究蛋白質(zhì)特定三維空間結(jié)構(gòu)形成的規(guī)律、穩(wěn)定性和與其生物活性的關(guān)系。“蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)”屬于理論方面的熱力學(xué)問題。隨著人類基因組計(jì)劃的勝利完成，解讀了人類 DNA的全序列，蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)增長(zhǎng)必定會(huì)出現(xiàn)爆炸的態(tài)勢(shì)，而空間結(jié)構(gòu)測(cè)定的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后，因此二者之間還會(huì)形成更大的距離，這就更需要進(jìn)行蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)。 DNA重組和多肽合成技術(shù)的發(fā)展使我們能夠按照自己的意愿設(shè)計(jì)較長(zhǎng)的多肽鏈。s)等正是由于
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1