蛋白質(zhì)折疊與細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)折疊-在線瀏覽
2025-04-10 09:42本頁面
【正文】 列中 關(guān)于氨基酸序列與蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系研究，最早的工作是由 (1960)關(guān)于核糖核酸酶的研究工作他研究了核糖核酸酶的去折疊和重折疊過程。該酶是由 124 個氨基酸組成的蛋白質(zhì)有四對二硫鍵，其組合有 105{[(2 4)!/24 4!]=105}種的可能方式。用 8 M 的脲加 b巰基乙醇處理，多肽鏈分子內(nèi)四對二硫鍵可全部被還原，肽鏈伸展為無規(guī)卷曲，酶活性完全喪失。 這是一個很好的蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)序列決定其三維結(jié)構(gòu)的例子即順序決定構(gòu)象 二、關(guān)于蛋白質(zhì)折疊的理論模型 各種實驗及理論計算均證明蛋白質(zhì)的天然構(gòu)象在熱力學(xué)上是最穩(wěn)定的 框架模型 (Framework model): P. S. Kim 和 R. L. Baldwin 于 1982 年提出了蛋白質(zhì)折疊的框架模型。 2 疏水折疊模型 (Hydrophobic Collapse Model)和熔融球態(tài)模型 (Molten GlobuleModel): 該模型提出折疊是由疏水折疊開始的。疏水殘基有很大一部分暴露在溶劑中。蛋白質(zhì)的折疊狀態(tài)只有在最適條件下才可存在。 變性劑如脲素和鹽酸胍等可使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的氫鍵發(fā)生斷裂，這增加了非極性分子包括氨基酸側(cè)鏈的溶解度，減少了疏水相互作用。此外，去污劑、有機溶劑、重金屬、熱機械力、冷凍超聲、高壓輻射等均可引起蛋白質(zhì)的變性這些變性均不會破壞蛋白質(zhì)的共價鍵，而是只涉及到氫鍵、鹽鍵、疏水相互作用、范得華相互作用等次級鍵的破壞。尤其是當(dāng)兩個蛋白具有相同的重要氨基酸順序時，它們總是在那些區(qū)域具有相同的三維結(jié)構(gòu)。雖然對于二級結(jié)構(gòu)的預(yù)測似乎有較高的準(zhǔn)確性，但往往有可能發(fā)生的嚴(yán)重錯誤，即把 a螺旋預(yù)測為b折疊或反之。此方式主要是通過分析已知蛋白的由實驗所測得的三維結(jié)構(gòu)，來估計可允許的subindel 而非進(jìn)行未知結(jié)構(gòu)與其同源家族的多重對齊。簡言之，一個位置上可取代的容忍度，是通過某個位置上和其殘基周圍的所有位置上的氨基酸類型間的相互作用自由能來估計的 第四章 : 細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)折疊 1) 離體實驗并不能精確地反映細(xì)胞內(nèi)新生蛋白質(zhì)的實際折疊過程 .離體情況下蛋白質(zhì)的去折疊后的再折疊 (refolding)過程對蛋白質(zhì)濃度及物理化學(xué)條件的要求完全不同于在細(xì)胞內(nèi)所發(fā)生的情況 2) 在離體情況下的再折疊實驗往往涉及到整條肽鏈 , 而在活體情況下則是當(dāng)新生肽段的 N 端在核糖體上一經(jīng)合成或 剛從細(xì)胞膜上移位 , 折疊活動就開始了。包括蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶(ProteinDisulfide Isomerases, PDIase) 、脯氨酰順 反異構(gòu)酶 (Peptidyl Prolyl cistrans Isomerases, PPIs, 或稱 Rotamases) 第二類蛋白質(zhì)被稱為分子伴侶 (Molecular Chaperones)， 它們可穩(wěn)定未折疊的或部分折疊的結(jié)構(gòu)，限制不合適的分子內(nèi)或分子間相互作用，有些成員可與天然狀態(tài)的蛋白質(zhì)分子相互作用引起結(jié)構(gòu)重排 一） 二硫鍵異構(gòu)酶 (PDIase) PDIase是一種含有 486 個氨基酸殘基亞基的真核均二聚體酶(homodimeric eukaryotic enzyme) 。奇妙的是PDIase 還是具有 a2 β 2 異四配體脯氨酰羥化酶(heterotetramer prolyl hydroxylase)的 β亞基，該羥化酶可使膠原蛋白的脯氨酸殘基羥化，其反應(yīng)的重要性目前尚不清楚 在真核細(xì)胞中，二硫鍵在蛋白質(zhì)被輸運到細(xì)胞表面之前在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中形成。 Function ? The a and a’ domains both adopt a canonical thioredoxin fold。2, and the interfaces between the a and b domains and the b’ and a’ domains are only 200197。 . ? There are several hydrophobic patches of surrounding the active sites in the a and a’ domains and each of the b and b’ domains have one hydrophobic patch at the same relative sites. ? The primary substrate binding site has been mapped to the b’ domain for mammalian PDI. ? The hydrophobic patch on the b domain extends the substrate binding site of the b’ domain to form a larger substrate binding platform, which is located between the two active sites in the a and a’ domains. Structure amp。 Function 圖 41 牛胰蛋白酶抑制劑的結(jié)構(gòu) 在胞外的蛋白質(zhì)折疊研究中二硫鍵的 形成已被人們進(jìn)行了較深入的研究 三對二硫鍵分別被標(biāo)以綠色， β鏈被標(biāo)以藍(lán)色， a螺旋被標(biāo)以紅 色。此中間體進(jìn)一步形成雙二硫鍵中間體，此中間體含有非天然的二硫鍵，此中間體對天然二硫鍵中間體 Cys30Cys51 和 Cys5Cys55 的形成是主要的。一種是認(rèn)為在 Cys30Cys51 二硫鍵形成后，非天然的 Cys5
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