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1、《生物化学》课程论文姓名：曹SS学号：11310300SS专业：SS教育成绩：SS学院生命科学学院2015年1月1日文献综述蛋白质结构与功能的研究进展学生：曹SS指导老师：杜SS【摘要】人类基因组计划即将完成。虽然基因组的序列作为信息库拥有大量的、重要的生物信息资源，但并不是基因本身,而是基因组所编码的蛋白质才能够直接参与和指导绝大多数的生物学过程。毫无疑问，只有阐明蛋白质的作用机理，才能够真正理解基因的功能。蛋白质结构与功能关系的揭示将有助于人类对于如生殖、发育、疾病等生命活动的基本机理的了解。同时，将对于人类疾病的防治和药物的发明具有重要的指导意义。【关键词】蛋白质；结构；功能1
2、.引言在人类进人21世纪新纪元之际,生命科学也迎来一个崭新的时代,即“后基因组时代(Post一genomeera)”。在这一时代中,生命科学的中心任务是揭示基因组及其所包含的全部基因的功能,并在此基础上阐明遗传、发育、进化、功能调控等基本生物学问题,以及进一步解决与医学、环境保护、农业密切相关的问题。由于基因的功能最终总是通过其表达产物—蛋白质来实现的,因此,要了解基因组全部功能活动,最终也必须回到蛋白质分子上来。现已知道,以蛋白质为主体的生物大分子的功能主要决定于它们的三维结构,所以也有人认为当代生物学研究已经进人了“结构基因组时代(structuralgenomicsera)”。
3、目前,我们还不可能只用基因组DNA的一维序列去确定生命活动的机理(mechanism)和途径(path-way),也难以仅用基因的信息去解释疾病发生与发展的分子机理。显然,在人类基因组之后的时代,在有关生命活动整合知识的指导下,以蛋白质及其复合物、组装体为主体的生物大分子的精细三维结构及其在分子、亚细胞、细胞和整体水平上的生物学功能的研究是生命科学的重大前沿课题,也是当前生物学领域中最具有挑战性的任务之一,在后基因组时代生物学发展中处于战略性的关键地位。因此,在从现在到今后的5到15年中,我国在重点基础研究发展的战略性规划中,不失时机地组织精干的结构生物学研究队伍,开展对重要功能基因
4、表达产物—蛋白质及其复合物、组装体的结构与功能的研究具有重要的科学意义,是推动我国生物学研究在21世纪生物学领域占据一席之地的必要措施[1]。另外，以蛋白质为主体的生物大分子及其复合物和组装体三维结构与功能关系研究是生命科学各分支学科深人发展的基础。蛋白质为主体的生物大分子及其复合物的精细三维结构信息是探索各种生命活动的分子机理的基础。几乎每一个重要生物大分子及其复合物高分辨率结构的阐明都揭示了一项基本的结构一功能相关机理。例如,钾离子通道复合体晶体结构[2]、T细胞受体及其复合体晶体结构[3,4]、ATP酶F1晶体结构[5]、核小体晶体结构[6]、核糖体晶体结构[7]以及乙肝病毒核
5、壳电镜结构[8]等研究结果已为其所在研究领域带来了巨大的突破。以下是近几年来几种蛋白质结构与功能的研究的几个事例。2蛋白质结构与功能的研究进展2.1DNA结合蛋白质的结构与功能[9]这篇论文通过二个典型的系统,讨论蛋白质与核酸相互作用的结构模型。首先，从DNA结合蛋白质的“螺旋一转折一螺旋”结构来看，其对称性可以看出来两个DNA识别区是螺旋一转折一螺旋区域,它的构象在结合L-Trp及操纵基因的过程中有很大变化。从DNA操纵基因构象来看，虽然和同一操纵基因作用,但操纵基因有不同的三维空间构象,这说明不同的碱基参与了结合。而且，在操纵基因DNA碱基上,存在着一定的氢键形成受体和供体，这是
6、一种最为普通的特异性识别方式。然后，从DNA结合蛋白的“亮氨酸拉链”结构来看，两个有周期重复亮氨酸结构的肤链,可以依靠这些亮氨酸残基侧链交错相插形成一个稳定的非共价结合区域，这个区域与其相邻的特定碱基区共同形成与DNA结合位点。亮氨酸残基的侧链长,顶端有像小栓一样的甲基,正有利于形成这种拉链结构。甲硫氨酸也有类似性质,但异亮氨酸和撷氛酸则由于日位阻力和链长因素,不利于这种结构的形成。这也许可以解释亮氨酸的保守性,从Fos和Jun转化蛋白具有亮氨酸重复序列并能形成异型复合物这一事实,可以看出,异型相互作用对基因调节蛋白质的结合作用是非常重要的,并有助于了解癌基因的功能。2.2蛋白质分子
7、的结构与功能[10]酶蛋白的调节中心和催化活性中心的构象变化，可使酶活性增强、降低、甚至完全失活。激素分子（如肾上腺素）与细胞膜的受体蛋白质结合后，导致受体蛋白的结构出现变化，随之引发一系列细胞内信号分子变化，最终产生生理效应。细胞膜上的各种离子（钠、钾、钙、氯等离子）通道蛋白，通常都是由数个亚基组成的蛋白质分子，其中有的亚基%调节亚基&负责接收和传送信号，有的亚基组成离子通道；调节亚基接收上游信号后自身的空间构象改变，并引起相邻的通道亚基构象改变，允许离
