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《二硫键和巯基在蛋白质结构功能中的作用及分析方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、实用儿科临床杂志第22卷第19期2007年10月JApplClinPediatr,Vol.22No.19,Oct.20071499综述二硫键和巯基在蛋白质结构功能中的作用及分析方法田悦,杜军保(北京大学第一医院儿科,北京100034)EffectofDisulfideBondandMercapto-GrouponStructureandFunctionofProteinandAnalyticalMethodTIANYue,DUJun-bao(DepartmentofPediatrics,PekingUniv
2、ersityFirstHospita,lBeijing100034,China)摘要:本文总结了二硫键和巯基在稳定蛋白质结构、实现蛋白质功能中的主要作用及二硫键和巯基在体内外各种条件下相互转化的影响因素。本文还综述了拉曼光谱这一结构生物学中重要研究手段的原理及在二硫键和巯基研究领域中应用。实用儿科临床杂志,2007,22(19):1499-1501关键词:二硫键;巯基;蛋白质;拉曼光谱中图分类号:R729文献标志码:A文章编号:1003-515X(2007)19-1499-03生物体是由多种物质组成的。其中
3、既有水和金属离子着进一步氧化与折叠,二硫键形成越来越受肽链构象制约,等小分子物质,又有核酸和蛋白质等生物大分子物质。蛋白仅那些有一定柔性的类天然构象才可使相关的巯基相互靠质是由氨基酸聚合而成的生物大分子化合物,为生命的最基拢、正确取向,并有利于巯基二硫键交换反应进行,从而促进本物质之一。蛋白质广泛存在于各种生物组织细胞,是生命天然二硫键进一步形成。活动的物质基础,生命活动几乎均是通过蛋白质实现的,部2.就天然构象的恢复而言,二硫键不仅能稳定天然构分蛋白质在生物体内是结构物质,部分蛋白质在生物体内是象,且还能引导进一步氧化
4、与折叠的发生。另外含有二硫键功能物质。二硫键等基团间的相互作用为蛋白质产生维持的蛋白在体外缓慢自发折叠(数小时至数天或不能自发折高级结构和功能提供基础。半胱氨酸残基中的巯基是所有叠)与其在体内大量分泌所需时间(30~60min)不相对应。蛋白质氨基酸残基中最活泼基团,在体内多种反应中扮演着这些问题真核细胞通过在特定氧化还原环境的内质网中装[4]至关重要角色。二硫键与巯基间也可借氧化还原反应相互备催化二硫键形成和异构的催化剂来解决。转化。二、巯基对于蛋白质结构功能影响一、二硫键在维持蛋白质结构作用半胱氨酸残基中的巯基是所有蛋
5、白质氨基酸残基中最二硫键是一种共价键。多数蛋白质具有二硫键。二硫活泼的基团,在体内参抗氧化、亚硝基化和巯基二硫键交换[1]键的形成使蛋白质肽链的空间结构更为紧密。王建丽等等多种重要生理反应。以二硫键稳定单链抗体融合PE38基因表达载体,实现其高1.巯基的抗氧化作用谷胱甘肽(GSH)是由谷氨酸、甘效表达,可增强此抗体蛋白产物稳定性,提高其抗肿瘤活性。氨酸和半胱氨酸组成的三肽,其中半胱氨酸的巯基是其最重二硫键也可具有不同的空间构型,因此形成二硫键的2个半要的功能基团。GSH的疏基维持细胞的正常代谢与保护细胱氨酸残基所在肽段
6、的相对构象,也可因为二硫键构型不同胞膜的完整性,并能结合亲电子基,重金属离子与氧自由基而改变。这从另一方面突出二硫键在蛋白质立体结构中的等有害物质,具有抗脂质过氧化作用,可直接使氧自由基还[2]原或促进超氧化物歧化酶合成[59]。另外,由于巯基的抗氧重要性。实验证明,蛋白质中的二硫键经还原反应形成巯基后,蛋白质构象将变得松散。经重新氧化后,二硫键又可化作用,现已证明GSH水平下降是诱导细胞发生凋亡的重要重新形成。当条件合适时,二硫键可按照原来的配对进行组因素。细胞发生凋亡前有GSH水平下降,耗竭细胞内GSH[1012]
7、合,这样形成的蛋白质可与天然蛋白质一样,既有正确的空可诱导多种细胞发生调亡。间构象,又具有原来蛋白质的生物活性。这一过程被成为蛋2.巯基的亚硝基化巯基的亚硝基化主要是指与气体白质氧化重折叠。关于这方面经典研究主要集中在牛胰蛋信号分子一氧化氮(NO)反应。这也是NO在体内发挥生理[2][3]作用的机制之一。Stamler等[13]研究发现,蛋白质巯基被NO白酶抑制剂(BPTI)和凝乳酶原。张渝英等实验证明蛋白质氧化重折叠的机制可从2个侧面去分析。或其衍生物修饰可发挥NO的生物活性,且使NO更稳定;并1.在蛋白质氧化重折叠过
8、程中,二硫键形成的基本规律于1994年首先提出蛋白质巯基亚硝基化修饰概念。后续研在满足二硫键形成的化学反应的条件下,在还原、伸展的究不断证实蛋白质的巯基亚硝基化修饰影响其在细胞内的肽链折叠的早期,二硫键形成基本上是一个随机过程,因此活性和功能,如核转录因子(NFB)的一个亚基巯基亚硝基形成不同巯基
