二硫键异构酶

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1、中国生物工程杂志留,一二硫键异构酶‘”熊向华刘志敏军事医学科学院生物工程研究所北京,摘要天然二硫健的形成是许多蛋白正确折叠中的限速步骤,在稳定蛋白质构象和保持蛋白质。,活性方面起重要作用讨论的二硫键异构酶是内质网中一种重要的蛋白折叠催化剂它催化蛋白二硫健的形成和错误配对二硫键的重排,并有抑制错误折登蛋。白聚集的分子伴侣活性。广泛应用于基因工程上提高外源蛋白表达水平关健词二硫健异构酶蛋白折叠蛋白聚集分子伴侣,二硫键是由半胧氨酸侧链琉基一,二硫键异构酶的性质共价交联而成它能够稳定蛋白质的折叠构,〔’」。,象是许多蛋白折叠途径中的限速步骤二硫键年及其同事从人肝组织中分。、,。形成的动

2、力学决定了蛋白质折叠的速度与途径离纯化了之后人们对的研究不断深人,困,二硫键还是许多蛋白功能的切换器一些分泌的可等首先克隆测序了大鼠肝的分子溶性蛋白和细胞表面受体蛋白通过一个或多个二等川又得到了酵母、大豆的及其编。,硫键的切割来实现其功能的控制另外蛋白琉。码的氨基酸顺序基还可以作为细胞内环境分子间相互作用的媒介,从毕赤酵母中克隆的全基因序列长其媒介作,。用通过直接地形成分子间二硫键或间接蛋白编码区长坤即蛋白由个。,,。地改变折叠途径和后续的聚集反应来实现氨基酸组成分子量等电点为由大多数真核细胞膜表面蛋白和分泌蛋白经常,,,,’,,,,区个结构域组成见图与硫。,,,通过二硫键来稳

3、定其构象在蛋白折叠早期二硫氧还蛋白家族同源有两个氧化还原活性位点。一,一键的形成呈现错误倾向半胧氨酸间出现不正确分别位于氨基酸残基位和,,的配对或者是虽然正确配对形成的空间构象,一一。叨位包含保守的结构域分割两部。却抑制进一步的折叠’另外含有二硫键的蛋白分氧化还原区域的个氨基酸折叠形成螺旋和在体外缓慢自发折叠数小时至数天或不能自发折。,片层结构的端有个氨基酸的信号肤一一。叠与其在体内大量分泌而所需时间不月工的端携带。。相对应这些问题真核细胞通过在特定的氧化还典型的酵母内质网驻留信号肚而且原环境的内质网中装备催化二硫键形成和异构的,十。的端富含酸性氨基酸是矿结合区域蛋。一,一催化

4、剂来解决二硫键异构酶山白内部有两个潜在的糖基化位点和,,是内质网中一种重要的。折叠催化剂囚它催化蛋白形成二硫键氧化活,性和催化错误配对二硫键的重排异构酶活性。并具有分子伴侣活性在酿酒酵母已经发现种与同源的定位于内质,,,二一一一一网的蛋白分别是和收稿日期修回日期。,,国家重大科技专项么犯润它们不能完全代替的作用但能部分。”通讯作者,电子信箱村补偿的一些功能增熊向华等二硫键异构酶〔’。〕应氧化催化蛋白形成新的二硫键还原除内质网中的二硫键异构酶去二硫键异构化通过琉基一二硫键交换改变已,、、广泛存在于不同物种中包括真菌植物。存在的配对但是催化的反应类型依赖动物和人。在大部分组织和器官

5、中,以组成型表达于整个反应所处的平衡位置和活性位点的氧。并通过内质网驻留信号驻留在内质网中是。化还原状态,内质网中含量最丰富的蛋白之一含量达到,的氧化活性催化蛋白底物形成二硫键导,水平主要原因是其高水平的表达和不平常的稳定致底物个的配对和活性位点的还原图。性在鼠肝中半衰期将近天细胞内糙面内质。氧化作用只需要和’结构域的参加,其网,,,越多结构越复杂分布越密集的含量及活氧化催化作用主要归功于活性位点二硫键的高反。性也就越高应活性,它要比二硫键活性强倍。。内质网中蛋白天然二硫键的形成如图所示孟劣催化和可逆反应的平衡常数为。新生多肤链通过信号肤转运进人内质网腔中内,使得与其它家族成员

6、相比是一个较质网中氧化还原态的平衡通过从胞质选择性地输。好的氧化剂。入氧化性谷胧昔肤来维持非天然态的二硫键通,在蛋白折叠的早期二硫键的形成有错误倾,过二硫键异构酶的异构化转变为天然状态非折叠,向导致个的不正确配对或者是配对形成错。蛋白将会被降解而不是分泌缺失的细胞内。误的构象阻止了折叠的进一步进行当形成了不,质网中不能氧化新合成的蛋白而缺少的细胞正,确的二硫键时要求二硫键的异构化将二硫键恢。不能存活。复到天然的配对方式这需要打开原来错误配对。的二硫键并进行正确的配对图内质网中蛋白天然二硫钮形成的一般途径据报道在酵母内质网中大部分以氧化状,。态存在意味着主要显示氧化活性而在哺圈催

7、化二硫锐形成和异构化,主,乳动物细胞中要以还原态存在这与更多。由活性位点端的向底物二发挥异构酶活性的需要相适应,。硫键发动进攻开始异构化进程这个亲核性的研究发现存在于内质网外并具备不同于,。暴露到溶液中和底物反应而第二个即靠近在内质网腔中展示的功能从内质网中逃逸,,、端活性位点的埋在分子结构内部只和亲核性以及定位到细胞核细胞质细胞膜或分泌到细胞。,,反应一旦进攻底物的二硫键将会通过外的机制尚不清楚推测活性位点的琉基可能“”。。一种切割机制形成与底物共价复合物如参与细胞外部还原环境的形成或与细