蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能(3)(編輯修改稿)
2025-09-12 02:57 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 釋出已形成天然構(gòu) 象的蛋白質(zhì) 非結(jié)合區(qū)段形成 (部分 )正確折疊 分子伴侶 作用機(jī)制 結(jié)合松散 /部分折疊的肽鏈，避免裸露的疏水片段不恰當(dāng)?shù)亟Y(jié)合 Chaperonin 在真核類尚未確定其存在 相當(dāng)于真核類的 Hsp40和 Hsp70 (cf. p81 amp。 633) 35 43% ?helix 30% ?helix 43% bstrand 錯(cuò)誤折疊將因 3D結(jié)構(gòu)異常而可能導(dǎo)致 蛋白質(zhì)失去正常功能甚至引發(fā)病變 (eg. Mad Cow Disease caused by Prion) Stanley Prusiner 1942~ Med./Phys. NP 1997 36 常見(jiàn)變性因素 (cf. p78~) pH 影響 AA殘基側(cè)鏈解離狀態(tài) 斷裂氫鍵 /破壞離子對(duì) /形成電荷排斥區(qū) 加熱 引起振動(dòng) /增加旋轉(zhuǎn)能量 化學(xué)試劑 破壞疏水互作 斷裂二硫鍵等共價(jià)連接 Denaturation 變性 某些環(huán)境因素或化學(xué)劑可能導(dǎo)致 蛋白質(zhì) 天然構(gòu)象被破壞 并伴隨其 生物活性的喪失 相當(dāng)于某些弱互作解體而使多肽鏈呈隨機(jī)卷曲構(gòu)象 吳憲 (18931959) 167。 4. 變性因素可引起蛋白質(zhì)去折疊 37 2684 4095 58110 6572 Christian Anfinsen 19161995 ? 牛胰 RNase A變 復(fù)性實(shí)驗(yàn) (1957) natural RNase A 124 AA 4 pairs SS 99%配對(duì)不正確 (酶活性僅有 1%) 2巰基乙醇 in the air 1972 NP in Chemistry (cf. Fig. 326) 38 蛋白質(zhì)的天然構(gòu)象通常處于某種 邊緣性穩(wěn)定 (變性所需能量通常僅相當(dāng)于 3~4個(gè)氫鍵被破壞 ) 某些蛋白質(zhì)在形成隨機(jī)卷曲構(gòu)象時(shí)就已經(jīng)是完全 去折疊了，但有些在變性時(shí)卻仍能保留相當(dāng)多的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因而在一定的條件下可以 復(fù)性 或重新 折疊 ( ) renaturation 變 復(fù)性研究的理論意義 ：直接證實(shí)蛋白質(zhì)的天然 構(gòu)象是由其一級(jí)結(jié)構(gòu)所確定的 變 復(fù)性實(shí)驗(yàn)推論 … 二硫鍵是在多肽鏈依據(jù)其一級(jí)結(jié)構(gòu)提供的信息 自發(fā)折疊成其天然構(gòu)象之后才形成的，以 維系 / 鎖定 蛋白質(zhì)構(gòu)象的相對(duì)穩(wěn)定 39 helixloophelix (?b?) b?b hairpin Greek key ? 超二級(jí)結(jié)構(gòu) 是基本二級(jí)結(jié)構(gòu)元件的組合 (cf. p71~) motif 通常由一級(jí)結(jié)構(gòu)的相鄰片段所組成 167。 5. 球蛋白還具有超二級(jí)結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域 40 W530 Cend Nend ? ??超螺旋 中的七殘基重復(fù)序列 疏水殘基 荷電殘基 極性殘基 superhelix 平行螺旋主要依靠相鄰側(cè) 的疏水互作結(jié)合 外側(cè)的荷電與極性殘基可 與溶劑水互作而穩(wěn)定 (cf. Fig. 314) 41 ? 結(jié)構(gòu)域 是三級(jí)結(jié)構(gòu)內(nèi)的球狀分立單位 b迂回 ?/b折疊桶 domain 通常涉及到一級(jí)結(jié)構(gòu)中相距較遠(yuǎn)的片段 一般都具有特殊功能， eg. 結(jié)合小分子配體 42 621 ? 由若干個(gè)類似的 b?b基元構(gòu)建而成的 ?/b折疊桶 兔丙酮酸激酶的一個(gè)結(jié)構(gòu)域 疏水結(jié)合 或反應(yīng)區(qū) 43 甘油醛 3磷酸脫氫酶 的雙結(jié)構(gòu)域亞基 (x4) V630 底物結(jié)合結(jié)構(gòu)域 肌鈣蛋白 C Ca結(jié)合結(jié)構(gòu)域 結(jié)構(gòu)域的形成： 動(dòng)力學(xué)上更為合理 功能上便于結(jié)合底物 輔基結(jié)合結(jié)構(gòu)域 ? 大蛋白一般含有多個(gè)結(jié)構(gòu)域 (cf. Fig. 321) 44 血紅蛋白是四聚體 血紅蛋白和肌紅蛋白 的氧合曲線不同 血紅蛋白是別構(gòu)蛋白 鐮形細(xì)胞貧血病 是一種分子病 (cf. Sec. 5~6) Max Perutz amp。 John Kendrew spent nearly 20 years for solving the structures of myoglobin and hemoglobin. NP in Chemistry 1962 for their studies of the struc tures of globular proteins 167。 6. 具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì) 是球狀亞基的組裝體 45 ? subunits (141 AA) b subunits (146 AA) 623 Hb實(shí)際上是 ?b二聚體 (?b互作要比 ??/bb的強(qiáng)得多 ) Hemoglobin (2?2b) ⑴ 血紅蛋白 是四聚體 (cf. Fig. 334) 四級(jí)締合 具有結(jié)構(gòu)與 功能優(yōu)越性 (cf. p85~) 3*108 Hb/RBC (~ mmol/L) 46 ? 脫氧 Hb各亞基間 有八對(duì)鹽鍵 b鏈內(nèi)兩對(duì) ?鏈間四對(duì) ?b鏈間兩對(duì) (cf. Fig. 341) 79 All of these links are abolished in the deoxy to oxy transition. 氧合時(shí)均斷開(kāi) 47 Mb Mb P50= Hb P50=26 高 p(O2)時(shí)， Mb/Hb 對(duì) O2的親和性都很 高，幾乎均被飽和 低 p(O2)時(shí)， Mb對(duì) O2的親和性則明顯 高于 Hb的，使 O2 被轉(zhuǎn)移到 Mb上 Zh222 兩者的生理作用與其在低氧分壓下對(duì) O2的相對(duì)親和性直接相關(guān) ⑵ Mb和 Hb的 氧解離曲線 不同 (cf. Fig. 331 amp。 336) 工作肌肉中 毛細(xì)血管 p(O2) ?y 10% ?y 70% 肺泡 p(O2) 48 Zh223/24 協(xié)同效應(yīng) (cooperation) 一個(gè)亞基與配體的結(jié)合會(huì) 影響 到另一個(gè)亞基結(jié)合其配體的能力 ? Hb與 O2的結(jié)合表現(xiàn)為正協(xié)同效應(yīng)(Perutz mechanism) T態(tài) 未結(jié)合 O2時(shí) ?b和 ?b呈對(duì)角 排列，結(jié)構(gòu)較緊密 R態(tài) 結(jié)合 O2后 ?b和 ?b的長(zhǎng)軸呈 現(xiàn) 15186。夾角，結(jié)構(gòu)相對(duì)松弛 Hb的 TR態(tài)互變(cf. Fig. 338) + O2 – O2 tense state relaxed state 49 710 T→R 態(tài)轉(zhuǎn)換使各亞基均發(fā)生 相對(duì)位移 ， 進(jìn)而影響到某些離子對(duì)之間的相互作用 兩對(duì)鹽橋因 His HC3旋轉(zhuǎn)移位進(jìn)入亞基間的空穴而不復(fù)存在 T→R 態(tài)轉(zhuǎn)換導(dǎo)致 亞基間空穴縮小 50 711 F螺旋肽段在 Hb結(jié)合 O2時(shí)發(fā)生的相對(duì) 位移被認(rèn)為是觸發(fā) T→R 態(tài)轉(zhuǎn)變之關(guān)鍵 結(jié)合 O2后 Fe2+因自旋態(tài)變化而半徑變小，進(jìn)入卟啉環(huán) ， 通過(guò)拖動(dòng) His F8而影
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