蛋白質(zhì)的折疊ppt課件-在線瀏覽
2025-02-24 19:15本頁(yè)面
【正文】 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。而且由于特殊的環(huán)境因素，體內(nèi)蛋白質(zhì)的折疊遠(yuǎn)非如此。因此， Ellis 于 1987年提出了蛋白質(zhì)折疊的“輔助性組裝學(xué)說(shuō)”。有的學(xué)者基于有些相似氨基酸 序列的蛋白質(zhì)具有不同的折疊結(jié)構(gòu)，而另外一些不同氨基酸序列的蛋白質(zhì)在結(jié)構(gòu)上卻相似的現(xiàn)象，提出了 mRNA二級(jí)結(jié)構(gòu)可能作為一種遺傳密碼從而影響蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的假說(shuō)。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)。牛胰 RNase含有 124個(gè)氨基酸殘基 ,由 8個(gè)巰基配對(duì)組成 4對(duì)二硫鍵。在溫和的堿性條件下 ,8摩爾的濃脲和大量巰基乙醇能使 4對(duì)二硫鍵完全還原，整個(gè)分子變?yōu)闊o(wú)規(guī)則卷曲狀，酶分子變性。 蛋白質(zhì)折疊機(jī)制的理論模型 ? 框架模型（ Framework Model） 框架模型假設(shè)蛋白質(zhì)的局部構(gòu)象依賴(lài)于局部的氨基酸序列。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)。在形成任何二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)之前首先發(fā)生很快的非特異性的疏水塌縮。它們以非特異性布朗運(yùn)動(dòng)的方式擴(kuò)散、碰撞、相互黏附，導(dǎo)致大的結(jié)構(gòu)生成并因此而增加了穩(wěn)定性。球形中間體調(diào)整為致密的、無(wú)活性的類(lèi)似天然結(jié)構(gòu)的高度有序熔球態(tài)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。晶核的形成是折疊起始階段限速步驟。 分子伴侶 1978 年 , Laskey 在進(jìn)行組蛋白和 DNA 在體外生理離子強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn) , 必須要有一種細(xì)胞核內(nèi)的酸性蛋白 核質(zhì)素 (nucleoplasmin) 存在時(shí) , 二者才能組裝成核小體 , 否則就發(fā)生沉淀。分子伴侶是指能夠結(jié)合和穩(wěn)定另外一種蛋白質(zhì)的不穩(wěn)定構(gòu)象 , 并能通過(guò)有控制的結(jié)合和釋放 , 促進(jìn)新生多肽鏈的折疊、多聚體的裝配或降解及細(xì)胞器蛋白的跨膜運(yùn)輸?shù)囊活?lèi)蛋白質(zhì)。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(lèi)高度保守的蛋白質(zhì)家族： stress 90 family、stress 70 family、 stress 60 family。 意義和前景 蛋白質(zhì)折疊機(jī)制的闡明將揭示生命體內(nèi)的第二套遺傳密碼 ，這是它的理論意義。在概念上有熱力學(xué)的問(wèn)題和動(dòng)力學(xué)的問(wèn)題；蛋白質(zhì)在體外折疊和在細(xì)胞內(nèi)折疊的問(wèn)題；有理論研究和實(shí)驗(yàn)研究的問(wèn)題。 如果說(shuō)“ 三聯(lián)密碼 ”已被破譯而實(shí)際上已成為明碼，那么破譯“第二遺傳密碼”正是“蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)”從理論上最直接地去解決蛋白質(zhì)的折疊問(wèn)題，這是蛋白質(zhì)研究最后幾個(gè)尚未揭示的奧秘之一。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)。目前蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)中已經(jīng)存有大約 20萬(wàn)個(gè)蛋白的一級(jí)結(jié)構(gòu)，但是測(cè)定了空間結(jié)構(gòu)的蛋白大約只有 ，這中間有許多是很相似的同源蛋白，而真正不同的蛋白只有 1000多個(gè)。 同時(shí)，它還存在重要的潛在應(yīng)用前景，例如以下幾個(gè)方面： ? 利用 DNA重組技術(shù) 可以將外源基因?qū)胨拗骷?xì)胞。折疊機(jī)制的闡明對(duì)包涵體的 復(fù) 性會(huì)有重要幫助。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)。s)， 瘋牛病 (Mad Cow, BSE)，可傳播性海綿狀腦病 (CJD)，肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥 (ALS)，還有帕金森氏癥 (Parkinson39。因此，深入了解蛋白質(zhì)折疊與錯(cuò)誤折疊的關(guān)系對(duì)于這些疾病的致病機(jī)制的闡明以及治療方法的尋找將大有幫助。依靠現(xiàn)有手段（ Xray晶體衍射、 NMR及 電鏡 ）測(cè)定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)需要較長(zhǎng)的時(shí)間，因此結(jié)構(gòu)解析的步伐已落后于發(fā)現(xiàn)新蛋白的步伐。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(lài)于蛋白質(zhì)折疊機(jī)制的闡明?，F(xiàn)在則發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)分子的氨基酸序列沒(méi)有改變，只是其結(jié)構(gòu)或者說(shuō)構(gòu)象有所改變也能引起疾病，那就是所謂“構(gòu)象病”，或稱(chēng)“折疊病”。在正常機(jī)體中， Prion是正常神經(jīng)活動(dòng)所需要的蛋白質(zhì)，而致病 Prion與正常 Prion的一級(jí)結(jié)構(gòu)完全相同，只是空間結(jié)構(gòu)不同。一級(jí)結(jié)構(gòu)完全相同的蛋白質(zhì)為什么會(huì)有不同的空間結(jié)構(gòu)，這與 Anfinsen原理是否矛盾？顯然這里有蛋白質(zhì)的能量和穩(wěn)定性問(wèn)題。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??？這些問(wèn)題都不能用傳統(tǒng)的概念給予滿意的解釋?zhuān)虼嗽诳茖W(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)。由于分子伴侶在
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