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1、生物技术通讯年第卷第期艺了·一‘,〕展望,奋尸一“一。护“习于,〔一飞‘少乡‘〔玉用植物表达系统采用人田栽培的方式生产食用疫住苗或臼服疫苗具有诱人的前景,它将是引世纪的疫苗‘飞“”、工主导者有人称超级疫苗但仍有很多艰巨的作,一二要做一要加强上游作二要做大量的临床作三,,要克服人们对基因下程产品的心理障碍四要加强各一,。个环节的管理工作,,参考文献日经生物技术,月日号一,,尸一鲍一明等中国科学辑,吴乃虎基因工程原理北京高等教育出版社,陈炬等中国科学辑,一李宝健等中国科学辑一,、〔,二硫键对蛋白质稳定性的作用张瑜虹综
2、述黄培堂审校军事医学科学院生物工程研究所北京蛋白质工程是应用寡核曹酸定点突变的技术来修一一一形式存在在球蛋白的结构和功能中起重要,最早由及其同事建立十年代末。。,,饰蛋作用从功能上讲能固定细胞色素中的血红素白质技术应用非常广泛,如改变蛋白质的生物活性、,特并且在许多金属蛋白中起结合金属离子的作用在琉异性、稳定性等。对蛋白质稳定性的研究内容很丰富,酶的反应中具有亲核作用。从结构上讲,可以形成,二硫键,、肤激素、、采用的途径也较多本文就二硫键在蛋白质稳定性方使蛇毒免疫球蛋白溶菌酶等获得稳。。一面的作用作综述定性蛋白质
3、的不稳定性在较大程度上限制了其医学以年,发现二硫键可被还原变性,而变。,,及商业应用因此如何提高蛋白质的稳定性引起了许性后的二硫键经氧化又可复原即重新折叠为天然结多科学家的极人兴趣。二硫键在蛋白质的稳定性方面构。胞内蛋白以还原态一存在,蛋白离开细胞后二硫所起的作用旱已为人所知。,。随着蛋白质技术的发展科键常以氧化态存在学家们在思考能否在不稳定的蛋白分子中引人一个或虽然共价二硫键是蛋白质一级结构的组成部分,、多个二硫键以提高其实用价值了这方面的研究有成功但它却是继蛋白质的二级甚至三级结构形成之后形的也有失败的,对有
4、些问题的细节还不是很清楚。以成的。尽管是形成二硫键的必需氨基酸,但是,在下将简单介绍形成二硫键的眺氨酸的特点以及预测蛋白质中二硫键的状态时仅依赖十的信息是二硫键的形成,重点综述有关二硫键的蛋白质远远不够的实验证明,无论是对胞外蛋白,如免疫球下程的发展和应用,。、,还是对胰蛋并对某些机理作出浅释蛋白木瓜蛋白酶和一些病毒的外壳蛋白白酶抑制因子、硫氧蛋白、超氧化物歧化酶等胞内蛋白形成二硫键的必需氨基酸都不能只用’来估测二硫键的存在状态关键问题是所存在的独特的微环境,该微环境是由蛋白质是加种氨基酸中比较特殊的一种,它含有
5、活一、泼的琉基以自山的或离子化的琉醇或氧化的,收稿一一〕艺的三维结构决定的,而正是这个微环境决定着分子中二硫键的存在状态。正确设计,形成所需的二硫键定点突变形成交联结构有趣的是,这些突变并不是都能达到提高蛋白质稳定性的目的例如在枯草杆菌蛋白酶中引入交联结。,在为什么二硫键能稳定蛋白质分子大量的研究表构后其稳定性并没有得到提高进一步的研究表明一,明二硫键形成了分子内的交联以下简写为蛋白分子折叠状态形成的共价修饰不能使肤链的嫡值、而交联结构在蛋白质稳定性中起重要作用。增加。蛋白质分子的总的稳定性由天然蛋白和变性蛋结构
6、利用蛋白质工程技术可经几种途径将交联结构引人分白之间的自由能差异所决定。在生理条件厂,分子所取。,的折叠状态构象仅比非折叠状态构象稳定一子内比较普遍的方法是用核昔酸定点突变的方法即’’。的稳定性只有决定在已有的附近引人第二个或者在适合二硫键例如形成的位点引入个以形成一个新的二硫键。利蛋白稳定的因素很多,而这些因素常常被一些决定非用该技术,已成功地在许多蛋白分子中引入了新的二硫折叠状态的因素所抵消所以天然蛋白最终的自山能,、、、。键如枯草杆菌蛋白酶溶菌酶二氢叶酸还原酶入总是非常小一各种分子间作用力如氢阻遏蛋白。此外
7、,用化学修饰的方法也成功地将交联结键、盐键等一般能使分子的稳定性增加一、。所以,引入若干外来的分子间作用力能在一定程度上构引人了核酸酶溶菌酶和牛胰蛋白酶抑制子中一,。无入以二聚体结构存在水解中心位于提高蛋白质的稳定性构象改变和二硫键数目的改变。,均对分子的折叠产生影响,非折叠状态墒的减少有利二聚体内接面上野生型的二聚体结构比较松散随着温度的升高,其水解中心的构象将发生变化。为了于交联结构的形成,使折叠状态稳定。由此可见在决、证明是“”的原理与结合,定到底是什么改变如氨基酸序列交联结构或化学结通过诱导适合等对进行了
8、一‘、‘构影响蛋白分子的稳定性时,必须考虑到分子在折叠’的定点突变,即在的两个亚基之间形成状态和非折叠状态的构象是如何变化的。一、‘二硫键,并预计该二硫键的产生将减少引进的新的二硫键双能达到提高稳定性的目的,。,突变后原因之一是定点突变时很难找到立体化学构型适合的蛋白质构象发生改变的自由度实验结果证明。,位点以满足二硫键形成所需与的结合能力降至邝一门年要的严格的构象条件构
