【正文】 物往往形成無(wú)活性的、不溶解的 包涵體 。這里最根本的科學(xué)問(wèn)題就是多肽鏈的一級(jí)結(jié)構(gòu)到底如何決定它的空間結(jié)構(gòu)？既然前者決定后者，一級(jí)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)之間肯定存在某種確定的關(guān)系，這是否也像核苷酸通過(guò)“三聯(lián)密碼”決定氨基酸順序那樣有一套密碼呢？有人把這種設(shè)想的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定空間結(jié)構(gòu)的密碼叫作“第二遺傳密碼”。據(jù)此Laskey 稱它為“分子伴侶”。進(jìn)一步的碰撞形成具有疏水核心和二級(jí)結(jié)構(gòu)的類熔球態(tài)中間體的球狀結(jié)構(gòu)。透析去除脲，在氧的存在下，二硫鍵重新形成，酶分子完全復(fù)性，二硫鍵中成對(duì)的巰基都與天然一樣，復(fù)性分子可以結(jié)晶且具有與天然酶晶體相同的 X射線衍射花樣，從而證實(shí)，酶分子在復(fù)性過(guò)程中 ,不僅能自發(fā)地重新折疊 ,而且只選擇了 105種二硫鍵可能配對(duì)方式中的一種。這表明蛋白質(zhì)的折疊不僅僅是一個(gè) 熱力學(xué) 的過(guò)程，顯然也受到 動(dòng)力學(xué) 的控制。一種構(gòu)象內(nèi)的結(jié)構(gòu)漲落是構(gòu)象轉(zhuǎn)變所必需的前奏，因此需要把光譜學(xué)，波譜學(xué)和 X 射線結(jié)構(gòu)分析結(jié)合起來(lái)研究結(jié)構(gòu)漲落的平衡，構(gòu)象改變和改變過(guò)程中形成的多種中間態(tài) .又如，為了了解蛋白質(zhì)是如何折疊的，就必須知道折疊時(shí)幾個(gè)基本過(guò)程的時(shí)間尺度和機(jī)制，包括二級(jí)結(jié)構(gòu)（螺旋和折疊）的形成，卷曲，長(zhǎng)程相互作用以及未折疊肽段的全面崩潰。 ? 蛋白質(zhì)折疊問(wèn)題被列為“ 21世紀(jì)的生物物理學(xué)”的重要課題，它是分子生物學(xué)中心法則尚未解決的一個(gè)重大生物學(xué)問(wèn)題。 蛋白質(zhì)表面的側(cè)鏈常能象小分子和去折疊的蛋白質(zhì)一樣的運(yùn)動(dòng)，而蛋白質(zhì)內(nèi)部緊密堆積的原子需要相鄰原子的相互協(xié)調(diào)才能運(yùn)動(dòng)。隨后蛋白質(zhì)在一個(gè)很小的環(huán)境條件下，就可以發(fā)生完全的去折疊。其實(shí)質(zhì)就是蛋白質(zhì)分子的次級(jí)鍵被破壞，引起天然構(gòu)象的解體。 蛋白質(zhì)去折疊態(tài)的性質(zhì) 在強(qiáng)變性劑存在下或在極端的 pH環(huán)境中，許多去折疊的蛋白質(zhì)會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)軌卷曲的多肽鏈，具有其流體力學(xué)、物理學(xué)及熱力學(xué)特性。 正常條件下一個(gè)已經(jīng)折疊好的蛋白質(zhì)的構(gòu)象變化受到很大的限制。這其中， X射線晶體衍射和各種波譜技術(shù)以及電子顯微鏡技術(shù)等發(fā)揮了極其重要的作用。 ? 自從 20世紀(jì) 60年代， Anfinsen基于還原變性的牛胰 RNase在不需其他任何物質(zhì)幫助下，僅通過(guò)去除變性劑和還原劑就使其恢復(fù)天然結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了“多肽鏈的氨基酸序列包含了形成其熱力學(xué)上穩(wěn)定的天然構(gòu)象所必需的全部信息”的“自組裝學(xué)說(shuō)”以來(lái)，隨著對(duì)蛋白質(zhì)折疊研究的廣泛開(kāi)展，人們對(duì)蛋白質(zhì)折疊理論有了進(jìn)一步的補(bǔ)充和擴(kuò)展。那么，蛋白質(zhì)的氨基酸序列究竟是如何確定其空間構(gòu)象的呢？圍繞這一問(wèn)題科研人員已進(jìn)行了大量出色的工作，但迄今為止我們對(duì)蛋白質(zhì)的折疊機(jī)制的認(rèn)識(shí)仍是不完整的，甚至有些方面還存在著錯(cuò)誤的觀點(diǎn)。這個(gè)模型認(rèn)為即使是一個(gè)小分子的蛋白也可以一部分一部分的進(jìn)行折疊 , 其間形成的亞結(jié)構(gòu)域是折疊中間體的重要結(jié)構(gòu)。 ? 成核 凝聚 生長(zhǎng)模型（ NuclearCondensationGrowth Model） 根據(jù)這種模型，肽鏈中的某一區(qū)域可以形成“折疊晶核”，以它們?yōu)楹诵?，整個(gè)肽鏈繼續(xù)折疊進(jìn)而獲得天然構(gòu)象。這一概念目前已延伸到許多蛋白質(zhì) , 現(xiàn)已鑒定出來(lái)的分子伴侶主要屬于三類高度保守的蛋白質(zhì)家族： stress 90 family、stress 70 family、 stress 60 family。就是根據(jù)測(cè)得的蛋白質(zhì)的一級(jí)序列預(yù)測(cè)由Anfinsen原理決定的特定的空間結(jié)構(gòu)。但由于我們無(wú)法了解這一多肽將折疊為何種構(gòu)象，從而無(wú)法按照自己意愿設(shè)計(jì)我們需要的、具有特定功能的蛋白質(zhì)。另外，我們對(duì)于蛋白質(zhì)相互作用、配體與蛋白質(zhì)的作用等結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的研究也有賴于蛋白質(zhì)折疊機(jī)制的闡明。而致病 Prion的信息已被諾貝爾獎(jiǎng)獲得者普魯辛納證明不是來(lái)自基因的變化，致病蛋白 Prion導(dǎo)致正常蛋白Prion轉(zhuǎn)變?yōu)橹虏〉恼郫B狀態(tài)是通過(guò)蛋白分子間的作用而感染！這種相互作用的本質(zhì)和機(jī)制是什么？?jī)H僅改變了折疊狀態(tài)的分子又如何導(dǎo)致嚴(yán)重的疾?。窟@些問(wèn)題都不能用傳統(tǒng)的概念給予滿意的解釋，因此在科學(xué)界引起激烈的爭(zhēng)論，有關(guān)研究的強(qiáng)度和競(jìng)爭(zhēng)性也隨之大大增強(qiáng)。但是當(dāng)前經(jīng)常遇到的困難，是在簡(jiǎn)單的微生物細(xì)胞內(nèi)引入異體 DNA后所合成的多肽鏈往往不能正確折疊成為有生物活性的蛋白質(zhì)而形成不溶解的包含體或被降解。蛋白質(zhì)在一個(gè)很短時(shí)間的范圍內(nèi)折疊，一定是因?yàn)檠刂承┐_定的途徑進(jìn)行。雖然核糖體和分子伴侶等細(xì)胞內(nèi)構(gòu)件，對(duì)于蛋白質(zhì)分子在體內(nèi)完成正確折疊發(fā)揮了重要的作用，但它們只是輔助因素，蛋白最終構(gòu)象的決定因素仍在于其一級(jí)序列。人們關(guān)于蛋白分子折疊機(jī)理的很多認(rèn)識(shí)都來(lái)自于試管中的折疊研究。 C， pH值 7，化學(xué)變性劑盡量用尿素，對(duì)于特殊的蛋白可以用胍鹽。因?yàn)檫@些蛋白即使在細(xì)胞內(nèi)也是脫離核糖體之后才發(fā)生折疊的，而且在折疊過(guò)程中，與分子伴侶的作用非常弱，所以，其折疊行為在體內(nèi)與體外基本一致。其中， U是在極端去折疊條件下的非折疊態(tài)， D是一般去折疊條件下的變性態(tài)（大部分去折疊，仍有一小部分處于有結(jié)構(gòu)的凝縮狀態(tài)）， I是主要的折疊中間體（如熔球體等）， ?是折疊過(guò)程中自由能的最高點(diǎn)（即過(guò)渡態(tài) TS）， N是天然狀態(tài)。對(duì)二硫鍵相互作用的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)的控制能力能了解到中間體的動(dòng)力學(xué)作用。在許多情況下分離的結(jié)構(gòu)域和完整蛋白一樣具有相同的穩(wěn)定性，而且每個(gè)結(jié)構(gòu)域在完整蛋白質(zhì)上是獨(dú)立的