蛋白質(zhì)理化性質(zhì)ppt課件(參考版)
2025-05-07 12:08本頁(yè)面
【正文】 ? 試述熱力學(xué)第二定律在蛋白質(zhì)穩(wěn)定性中的體現(xiàn)。那些在天然態(tài)下位于蛋白內(nèi)部的殘基要比外部和溶劑接觸的殘基對(duì)穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)更大。 . ? 二硫鍵可以通過(guò)交聯(lián)而降低非折疊態(tài)的構(gòu)象熵來(lái)增強(qiáng)天然態(tài)的穩(wěn)定性 (i. e. 降低了非折疊態(tài)的自由能。 ? 3) 二硫鍵 : ? 胞外蛋白常含有二硫鍵，而胞內(nèi)蛋白一般沒(méi)有二硫鍵。 ? 1) pH: ? 蛋白質(zhì)在其等電點(diǎn)附近穩(wěn)定性較強(qiáng) ? 2) 配基結(jié)合 : ? 結(jié)合配基，像酶和抑制因子結(jié)合后其穩(wěn)定性增強(qiáng)。 ? 酶的活性位點(diǎn)和結(jié)合位點(diǎn)一般穩(wěn)定性較差。 ? 酶活性位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)在穩(wěn)定性和活性上有折衷性。上述機(jī)制可能適用于某種蛋白質(zhì)，但卻不能適合于所有蛋白質(zhì)。 ? 蛋白質(zhì)是非常具有個(gè)性的對(duì)象。 ? 每種改變的效應(yīng)都不大，但是他們的加權(quán)卻明顯的增加了蛋白的穩(wěn)定性。 C。 ? 二者的三維結(jié)構(gòu)非常相似，僅僅是少數(shù)幾個(gè)氫鍵的改變。 發(fā)現(xiàn)中間體 ? 與蛋白質(zhì)折疊相關(guān)的焓有兩個(gè)： ? 通過(guò)平衡常數(shù)算得的 Van‘t Hoff 焓， DHVH ? 通過(guò)量熱法獲得的量熱焓， DHcal ? 如果 DHVH ＝ DHcal ，表明在 Tm處沒(méi)有中間體的存在 , 系統(tǒng)屬于兩態(tài)轉(zhuǎn)變 ? 對(duì)于大部分兩態(tài)轉(zhuǎn)變的蛋白來(lái)說(shuō) DHVH/Dhcal = 177。差示掃描量熱儀記錄到的曲線稱 DSC曲線，可以測(cè)定多種熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。DSC) ? 是一種熱分析法。 ? 量熱實(shí)驗(yàn)：以恒定的速率加熱兩個(gè)量熱池，一個(gè)量熱池裝蛋白質(zhì)溶液，另一個(gè)量熱池裝緩沖液作對(duì)照，為了保持兩個(gè)量熱池的溫度相等分別加熱，它們熱量需求的差別就是兩個(gè)池中熱容量的差別。非折疊態(tài)的熱容量要比折疊態(tài)的蛋白質(zhì)的熱容量要大。 ? 一切可以區(qū)別折疊和去折疊狀態(tài)的方法 ? 光吸收 (. Trp, Tyr) ? CD ? NMR ? DSC ? 尿素梯度電泳 – 通過(guò) F 和 U狀態(tài)下遷移率的改變 ? 催化活性 ? 差異掃描量熱法 ? 定點(diǎn)突變 熱容量 系統(tǒng)在某一過(guò)程中，溫度升高（或降低）1℃ 所吸收（或放出）的熱量叫做這個(gè)系統(tǒng)在這個(gè)過(guò)程中的 “ 熱容量 ” 。 蛋白質(zhì)在變性劑溶液中的穩(wěn)定性： SCN Cl Urea SO4 2 RNase: GuSCN = , GuHCl = M, urea = 3 M 打破疏水相互作用和氫鍵（支鏈和主鏈） ? 溫度對(duì)蛋白結(jié)構(gòu)的影響可以分為兩種，熱變性和冷失活。 K=kf/ku ? 如果一個(gè)蛋白自發(fā)折疊的速度常數(shù)是 1 s1（ kf = 1 s1 ），那么這個(gè)蛋白自發(fā)去折疊的速度常數(shù)大約為 107 s1，半衰期大約為 ? 表明去折疊的蛋白只是瞬間存在的 ? 研究去折疊態(tài)就需要用 urea, pH, etc等來(lái)打破平衡 ? 極端 pH使蛋白變性 ? 變性劑 ? 溫度變性 pH使蛋白變性 ? 高 pH或者低 pH可以使大部分蛋白變性 ? 大量離子進(jìn)入蛋白質(zhì)的內(nèi)部而出現(xiàn)斥力減弱了疏水作用進(jìn)而導(dǎo)致蛋白質(zhì)的部分去折疊。 化學(xué)穩(wěn)定性 ? 化學(xué)穩(wěn)定性主要指由于鍵的斷裂而使結(jié)構(gòu)的完整性喪失 ? 天冬酰胺和谷胺酰胺的去氨基化 ? 低 pH值下精氨酸的水解 ? 高溫下蛋氨酸的氧化 ? 二硫鍵的斷裂 ? 中性 pH值下二硫鍵的交換 ? 硫醇催化的二硫鍵的交換或者半胱氨酸殘基的氧化 ? 蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性即天然和變性狀態(tài)下自由能的差。 六、蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性 ? 意義 ? 為研究蛋白質(zhì)的熱力學(xué)定律提供理論基礎(chǔ) ? 蛋白質(zhì)醫(yī)藥、食品工程產(chǎn)業(yè)有巨大的應(yīng)用前景 ? 支撐技術(shù) ? 差異掃描量熱法 ? 定點(diǎn)突變 ? 蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性是指作用力的凈余額，它決定著一個(gè)蛋白是處于天然構(gòu)象還是處于變性狀態(tài)。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)。在沒(méi)有 PrPSc存在時(shí)， PrPC 轉(zhuǎn)變?yōu)?PrPSc的速度很慢；在 PrPSc存在時(shí)，它與 PrPC的結(jié)合降低了轉(zhuǎn)變所需的活化能，使PrPSc迅速增長(zhǎng)。在這個(gè)過(guò)程中具有傳染性的物質(zhì)是 PrPSc的多聚體，限速步驟是形成作為種子進(jìn)一步穩(wěn)定的 PrPSc的核。 牛 PrPSc與 PrPC結(jié)構(gòu)的比較 PrPC PrPSc ? α 螺旋 % % ? β 折疊 % % ? 自由卷曲 % ? β 轉(zhuǎn)角 % ? 成核 多聚化模型
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