最新蛋白质分子的特殊运动——折叠概要1课件ppt.ppt

《最新蛋白质分子的特殊运动——折叠概要1课件ppt.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、蛋白质分子的特殊运动——折叠概要1分子生物学中心法则蛋白质折叠问题又被称为第二遗传密码给定一序列，它将怎样折叠成其特定结构？§9蛋白质的折叠Amyloidosis淀粉样变性病AttributedtoFrerichs,1862Amyloid淀粉状蛋白1854RudolphVirchow有关蛋白质折叠的几项重要研究1930s吴宪指出蛋白质变性是肽链的构象变化而非共价键变化1960sC.Anfinsen发现还原态RNaseA，在除去还原剂和变性剂后能够自动氧化恢复活性，提出蛋白质的天然结构是其热力学最稳态1960s人工合成牛胰岛素1940sL.Pauling在蛋白质

2、晶体结构解出之前，根据物理化学原理预测了蛋白质螺旋和折迭结构NobelPrize,1973变性条件1.　温度2.　pH3.　盐4.　变性剂有机溶剂脲盐酸胍去垢剂尿素：碳酸(全)酰胺O=C(NH2)28M胍：HN=C(NH2)26MNativeProteinDenatured变性原理破坏次级键不破坏共价键温度：较高时导致蛋白质交联聚沉，凝固，不可逆pH：破坏盐键，影响解离，改变相互作用的性质盐　：活度，溶解度脲　：竞争氢键蛋白质的功能决定于它们的天然构象，因而过去研究工作集中在蛋白质的天然构象上，而对变性态没有给予足够重视。近来，人们已知道蛋白质的非天然构象

3、至少在以下三方面有重要作用：1、蛋白质折叠和稳定性2、蛋白质的跨膜运输3、蛋白质的水解和更新小分子蛋白质去折叠转变是可逆的。在周围环境的诱导下，小分子蛋白质发生去折叠，当将环境刺激因素去掉后，去折叠的蛋白质又可以在折叠。一、问题的提出蛋白质的高级结构是由什么决定的？蛋白质如何由一级结构形成高级结构？如何由一级结构预测三级结构？上述提法实际上要解决相同的问题分子内、分子间的相互作用折叠过程中是否存在中间态绝大多数的小蛋白质的去折叠与再折叠是可逆的“一级结构不仅为空间结构编码，而且以某种方式规定指导着达到这种空间结构所经历的途径”——蛋白质折叠的密码／立体化学密码

4、／第二密码。折叠密码的复杂性：序列相近的蛋白取相同的空间结构；序列相同的肽段可以取不同的二级结构。两个主要的考虑方向１．热力学条件２．动力学条件化学反应观点；相变观点MilestoneAnfinsen对Ribonuclease的研究提出了蛋白质一级结构决定高级结构的假说。Anfinsen'swork,1957-63:formationofnativedisulfidebondsinribonucleaseAandotherproteins.Keydiscovery:theinformationneededforfoldingiscontainedintheam

5、inoacidsequence.二、蛋白质折叠的热力学考虑Anfinsen的经典热力学假说：Anfinsen认为天然蛋白质多肽链所采取的构象是在一定环境条件下（如溶液组分、pH、温度、离子强度等），整个系统的总Gibbs自由能取最低，所以处于变性状态的多肽链能够在这样的环境下自发折叠成天然构象。Anfinsen实验变性蛋白的复性实验从二硫键入手,提出假设,实验验证其正确性:材料:牛胰核糖核酸酶含4对二硫键26-8440-9558-11065-72-S-S-交联方式:7x5x3x1=105种,天然只占其中一种牛胰核糖核酸酶Anfinsen实验模型1：空间障碍，

6、只允许一种构象（二硫键配对）模型2：生物合成的结果模型3：先形成了热力学稳定构象，然后形成二硫键加固实验否定了前两种假设，肯定了第三种Anfinsen实验实验一：1.脲变性。RNAase+8M脲+巯基乙醇脲使得肽链展开，酶失活2.透析除脲和巯基乙醇，3.pH~8弱碱性条件，溶液暴露于空气中，重新氧化复性，酶活力重新获得巯基乙醇脲变性过量巯基乙醇导致还原Anfinsen实验实验二1.脲变性。RNAase+8M脲+巯基乙醇脲使得肽链展开，酶失活2.透析除巯基乙醇，然后通O2，再透析除脲结果：酶活性恢复到~0.01错配的二硫键只需要加一点点巯基乙醇就可复性Anfin

7、sen实验1.由实验一可知，模型２（生物合成的结果）不成立，因为离体条件下复性的蛋白具有全部酶活性（后来又有实验证明体外解折叠是完全的，全人工合成）2.由实验二可知，模型１（空间障碍，只允许一种构象（二硫键配对））不成立，否则，复性的蛋白应该具有几乎全部酶活性3.模型３（先形成了热力学稳定构象，然后形成二硫键加固）能够解释both结果。结论：蛋白质一级结构决定三级结构形成三级结构所需要的所有信息包含在一级结构中。Anfinsen实验Anfinsen实验的启示：1.成功需要一点点运气（简单的单结构域蛋白）2.抓住主要矛盾，善于洞察问题的本质3.严谨的推理不是得到

8、正确结论的必要条件正确的前提＋正确的推