蛋白質(zhì)理化性質(zhì)ppt課件-閱讀頁(yè)
2025-05-19 12:08本頁(yè)面
【正文】 ection. ? Prion疾病起始于正常的 PrPC發(fā)生錯(cuò)誤折疊，形成富含 β 折疊結(jié)構(gòu)的、抗蛋白酶水解的PrPSc，錯(cuò)誤折疊的 PrPSc有很強(qiáng)的聚集傾向，先形成淀粉樣的小纖維，成為形成淀粉樣斑塊的前體，進(jìn)一步聚合形成淀粉樣斑塊，最后發(fā)展為可被臨床診斷的大腦海綿狀退化變性病癥。 PrPSc聚集體通過結(jié)合 PrPSc單體促進(jìn) PrPC的轉(zhuǎn)化，使平衡向生成致病型構(gòu)象的方向移動(dòng)。 PrPSc？ ? 模板輔助轉(zhuǎn)化模型 PrPSc在熱力學(xué)上比 PrPC更穩(wěn)定，但PrPC 轉(zhuǎn)變?yōu)?PrPSc時(shí)要克服能壘。 PrPC如何轉(zhuǎn)變成 PrPSc？ 蛋白質(zhì)設(shè)計(jì) ▲ DNA重組和多肽合成技術(shù)的發(fā)展使我們能夠按照自己的意愿設(shè)計(jì)較長(zhǎng)的多肽鏈。 ▲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。 ? 蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性主要指蛋白質(zhì)的物理上（熱力學(xué)）的穩(wěn)定性，而不是化學(xué)穩(wěn)定性。 DG = GN GU = RTlnK ? 天然態(tài)下自由能（ GN ）的減少和變性態(tài)下自由能（ GU ）的增加都會(huì)導(dǎo)致 DG的減小 K = [N]/[U] = FN/(1 FN) 折疊狀態(tài)的穩(wěn)定性 ? 單體蛋白折疊的穩(wěn)定性一般在 5 10 kcal/mol DG = GN GU = RTlnK K=eDG/RT = e10x1000/(2x298) =2x 10 7 ? 室溫下液體溶液中折疊狀態(tài)的蛋白質(zhì)和非折疊的蛋白質(zhì)的比例是 2x 10 7 : 1! 折疊狀態(tài)的穩(wěn)定性 ? K作為一個(gè)平衡常數(shù)，蛋白折疊的速度常數(shù)（ kf）和蛋白去折疊的速度常數(shù)（ ku）之比。 ? 特異離子鍵的出現(xiàn)導(dǎo)致蛋白質(zhì)處于一些緊密的中間態(tài)如熔球態(tài)。 ? 溫度變性主要影響是破壞氫鍵和增加疏水性。 ? 熱容量與溫度變化有關(guān)，還與體系的狀態(tài)轉(zhuǎn)變有關(guān)，因此也與蛋白質(zhì)折疊和去折疊相關(guān)。 Cp = H/T = TS/T ? 天然態(tài)和非天然態(tài)中水有序結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致了蛋白質(zhì)熱容量的改變。 ? 差示掃描量熱法 (differential scanning calorimetry。在程序控制溫度下，測(cè)量輸入到試樣和參比物的功率差（如以熱的形式）與溫度的關(guān)系。 差異掃描量熱法 (DSC) ? DSC measures the heat required to raise the temperature of the solution of macromolecules relative to that required to the buffer alone . ? DSC can be used to directly measure the enthalpy and melting temperature of a thermally induced transition. At Tm (50% unfolded), DG = 0, DH = TDS Van‘t Hoff焓 DG = GN GU = RTlnK DG =DH T D S RTlnK =DH T D S lnK = ( DH/R)(1/T)+ D S/R y=mx+b Van‘t Hoff 曲線 (lnK vs. 1/T)可以從平衡常數(shù)隨溫度的變化關(guān)系中得到蛋白質(zhì)熱變性的 Van‘t Hoff 焓。 蛋白質(zhì)折疊的兩態(tài)轉(zhuǎn)變 ? Keq=[N]/[U]= = FN/(1 FN) FN = fraction folded 核糖核酸酶的熱變性 溫泉和嗜熱菌（ Thermus aquaticus） 嗜熱蛋白 ? 嗜熱菌的蛋白要比嗜溫菌中的同源蛋白更穩(wěn)定 (即使自由能只有 3 8 kcal/mol的差異 )。 ? 細(xì)菌可以存活的溫度上限為 110 186。 ? 嗜熱蛋白中 Arg含量增加，螺旋中 Ala的含量增加， Gly/Ala的替換增加（增加變性狀態(tài)的構(gòu)象熵和自由能），鹽鍵的數(shù)目增加。 ? 從親極端條件的生物與尋常生物蛋白質(zhì)的比較分析并不能得到一般的結(jié)論來說明在極端條件下穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)并保持其生物活性的機(jī)制。每種蛋白質(zhì)都有自己的方式來增加穩(wěn)定性和保持活性。 穩(wěn)定性和活性的交換？ ? 某些嗜熱菌的酶在常溫下非常穩(wěn)定但在低溫下活性降低。 ? 活性位點(diǎn)增強(qiáng)其穩(wěn)定性突變卻使其活性降低，增加活性的突變卻明顯降低其穩(wěn)定性。因?yàn)檫@些部位需要和底物或者配基結(jié)合所以沒有和本身別的部位結(jié)合。蛋白的活性中心與金屬離子結(jié)合。 ? 蛋白質(zhì)二硫鍵斷裂或還原后再被 氧化會(huì)導(dǎo)致蛋白變性。 ? 4) 氨基酸殘基對(duì)蛋白的穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)并不是相同的。 思考題 ? 試述熵判據(jù)和自由能判據(jù)在蛋白質(zhì)折疊中的體現(xiàn)？ ? 試述分子伴侶和折疊酶在蛋白質(zhì)折疊動(dòng)力學(xué)中的作用。
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