醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)原理之蛋白質(zhì)的研究歷史與方法

蛋白質(zhì)的研究歷史與方法第一節(jié)蛋白質(zhì)研究的歷史回顧

蛋白質(zhì)是一類重要的生物大分子，protein字源出自希臘文，是“最原初的”，“第一重要的”意思

19世紀(jì)30年代中期以前，認識其化學(xué)元素組成情況及原子之間結(jié)合比例，即確定經(jīng)驗性的分子式

蛋白質(zhì)(protein)是由許多氨基酸(aminoacids)通過肽鍵(peptidebond)相連形成的具有特定空間結(jié)構(gòu)的高分子含氮化合物組成蛋白質(zhì)的元素主要有C、H、O、N和S

有些蛋白質(zhì)含有少量磷或金屬元素鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬，個別蛋白質(zhì)還含有碘

H甘氨酸CH3丙氨酸L-氨基酸的通式R兩性解離及等電點氨基酸是兩性電解質(zhì)，其解離程度取決于所處溶液的酸堿度等電點(isoelectricpoint,pI)

pH=pI+OH-pH>pI+H++OH-+H+pH<pI氨基酸的兼性離子陽離子陰離子在某一pH的溶液中，氨基酸解離成陽離子和陰離子的趨勢及程度相等，氨基酸分子呈電中性。此時溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點

1937年，A.W.k.Tiselius

建立了研究蛋白質(zhì)的移動界面電泳(electrophoresis)方法,于1948年獲諾貝爾化學(xué)獎

1941年，A.J.P.Martin和R.L.M.Synge建立了分配層析(partitionchromatography)技術(shù)，被授予1952年的諾貝爾化學(xué)獎

TheNobelPrizeinChemistry1948"forhisresearchonelectrophoresisandadsorptionanalysis,especiallyforhisdiscoveriesconcerningthecomplexnatureoftheserumproteins"ArneW.K.TiseliusUppsalaUniversity

Uppsala,Sweden

1902-1971TheNobelPrizeinChemistry1952"fortheirinventionofpartitionchromatography"ArcherJ.P.MartinRichardL.M.Synge

1/2oftheprize1/2oftheprizeNationalInstituteforMedicalResearchLondon,UnitedKingdom

RowettResearchInstituteBucksburn(Scotland),UnitedKingdom1910-20021914-1994

1953年，F(xiàn).Sanger利用紙層析和紙電泳技術(shù)第一次揭示出牛胰島素的一級結(jié)構(gòu)，開創(chuàng)了以后數(shù)千種蛋白質(zhì)序列分析的先聲，被授予1958年諾貝爾化學(xué)獎

TheNobelPrizeinChemistry1958"forhisworkonthestructureofproteins,especiallythatofinsulin"FrederickSanger

UniversityofCambridge

Cambridge,UnitedKingdom

1918–2013年11月TheNobelPrizeinChemistry1980"forhisfundamentalstudiesofthebiochemistryofnucleicacids,withparticularregardtorecombinant-DNA""fortheircontributionsconcerningthedeterminationofbasesequencesinnucleicacids"PaulBerg1/2oftheprizeStanfordUniversityStanford,CA,USA1926-WalterGilbertFrederickSanger1/4oftheprize1/4oftheprize

HarvardUniversity,BiologicalLaboratoriesCambridge,MA,USAMRCLaboratoryofMolecularBiologyCambridge,UnitedKingdom1932-1918-2013年11月

J.C.Kendrew(1958)及M.F.Perutz(1960)利用X射線技術(shù)解析了肌紅蛋白(myoglobin)和血紅蛋白(hemoglobin)的三維結(jié)構(gòu)，使人們第一次能夠洞察生物大分子的空間結(jié)構(gòu)，共同贏得了1962年的諾貝爾化學(xué)獎

TheNobelPrizeinChemistry1962"fortheirstudiesofthestructuresofglobularproteins"

MaxFerdinandPerutz1/2oftheprizeMRCLaboratoryofMolecularBiologyCambridge,UnitedKingdom1914-2002JohnCowderyKendrew1/2oftheprizeMRCLaboratoryofMolecularBiologyCambridge,UnitedKingdom1917-1997

20世紀(jì)70年代中后期，GunterBlobel利用體外蛋白質(zhì)翻譯系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)動物細胞中很多分泌蛋白的跨膜方式，提出“信號假說”(signalhypothesis)，獲得了1998年的諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎

20世紀(jì)50年代后期，E.W.Sutherland發(fā)現(xiàn)細胞內(nèi)cAMP的存在，1971年被授予諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎

70年代末80年代初，A.G.Gilman和M.Rodbell獨立發(fā)現(xiàn)G蛋白的存在，因此二人在1994年獲得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎“信號轉(zhuǎn)導(dǎo)”(signaltransduction)TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1994"fortheirdiscoveryofG-proteinsandtheroleoftheseproteinsinsignaltransductionincells"AlfredG.GilmanMartinRodbell1941-1925-1998UniversityofTexas,SouthwesternMedicalCenterDallas,TX,USANationalInstituteofEnvironmentalHealthSciencesResearchTrianglePark,NC,USA

60年代，P.Mitchell提出“化學(xué)滲透學(xué)說”，獲1978年獲諾貝爾化學(xué)獎

70年代，P.D.Boyer提出“結(jié)合改變機制”；90年代，J.E.Walker測定ATP合酶的晶體結(jié)構(gòu)，他們共享了1997年的諾貝爾化學(xué)獎

揭示能量轉(zhuǎn)化機制TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1993"forcontributionstothedevelopmentsofmethodswithinDNA-basedchemistry"MichaelSmith1944-1932-2000LaJolla,CA,USAKaryB.MullisUniversityofBritishColumbiaVancouver,Canada"forhisinventionofthepolymerasechainreaction(PCR)method""forhisfundamentalcontributionstotheestablishmentofoligonucleotide-based,site-directedmutagenesisanditsdevelopmentforproteinstudies"Nature1998;391:806-811.

Potentandspecificgeneticinterferencebydouble-strandedRNAinCaenorhabditiselegans.

WhatRogerKornberghimselfhasnowdoneistodescribehowthegeneticinformationiscopiedfromDNAintowhatiscalledmessenger-RNA

Kornberghaddescribedhowgeneticinformationistransferredfromamothercelltoitsdaughters.

TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2007"fortheirdiscoveriesofprinciplesforintroducingspecificgenemodificationsinmicebytheuseofembryonicstemcells"MarioR.CapecchiSirMartinJ.EvansOliverSmithies

USAUnitedKingdomUSA

UniversityofUtah

SaltLakeCity,UT,USA;HowardHughesMedicalInstitute

b.1937

(inItaly)

CardiffUniversity

Cardiff,UnitedKingdom

b.1941UniversityofNorthCarolinaatChapelHill

ChapelHill,NC,USAb.1925

(inUnitedKingdom)

TheNobelPrizeinChemistry2008"forthediscoveryanddevelopmentofthegreenfluorescentprotein,GFP"OsamuShimomuraMartinChalfieRogerY.Tsien

1/3oftheprize

1/3oftheprize

1/3oftheprize

USA

USA

USAMarineBiologicalLaboratory(MBL)

WoodsHole,MA,USA;BostonUniversityMedicalSchool

Massachusetts,MA,USAb.1928

(inKyoto,Japan)ColumbiaUniversity

NewYork,NY,USAb.1947UniversityofCalifornia

SanDiego,CA,USA;HowardHughesMedicalInstituteb.1952

TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2008"forhisdiscoveryofhumanpapillomavirusescausingcervicalcancer""fortheirdiscoveryofhumanimmunodeficiencyvirus"HaraldzurHausen

Fran?oiseBarré-Sinoussi

LucMontagnier

1/2oftheprize

1/4oftheprize

1/4oftheprizeGermanyFranceFranceGermanCancerResearchCentre

Heidelberg,Germanyb.1936RegulationofRetroviralInfectionsUnit,VirologyDepartment,InstitutPasteurParis,Franceb.1947WorldFoundationforAIDSResearchandPreventionParis,Franceb.1932化學(xué)獎：/nobel/chemistry/chemistry.html/nobel_prize/chemistry/

生理/醫(yī)學(xué)獎：

/nobel/medicine/medicine.html/nobel_prizes/medicine/Summary(1)

分離純化蛋白質(zhì)

測定蛋白質(zhì)分子質(zhì)量蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析蛋白質(zhì)生物學(xué)活性分析探索結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系Summary(2)

學(xué)科交叉分子生物學(xué)是一門實踐性、應(yīng)用性強的學(xué)科

生化方法學(xué)是在不斷發(fā)展的

蛋白質(zhì)樣品的提取目的蛋白的獲取直接從生物體內(nèi)獲取基因工程表達重組蛋白采用免疫學(xué)方法獲取相關(guān)抗體獲取蛋白質(zhì)的編碼序列(cDNA)基因組測序基因組測序進行推導(dǎo)獲取部分肽段氨基酸序列捕獲相應(yīng)蛋白質(zhì)經(jīng)典的細胞蛋白質(zhì)分離純化流程由下述主要步驟組成：清洗組織或細胞裂解細胞離心除去膜組分等獲得可溶性蛋白質(zhì)離心、層析、電泳等進一步純化獲取產(chǎn)物蛋白一、細胞的破碎各種組織和細胞的常用破碎方法細胞破碎方法組織種類

旋刀式勻漿大多數(shù)動、植物組織手動式勻漿柔軟的動物組織高壓勻漿細菌、酵母、植物細胞研磨細菌、植物細胞高速珠磨細胞混懸液酶溶細菌、酵母去垢劑滲透組織培養(yǎng)細胞有機溶劑滲透細菌、酵母超聲破碎細胞混懸液低滲裂解紅細胞、細菌凍融裂解培養(yǎng)細胞

二、去污劑處理溶解膜蛋白

去污劑為雙極性(amphipathic)脂類分子，可在水中溶解。通常由線性或帶有分枝的碳氫化合物尾部和結(jié)構(gòu)各不相同的親水性頭部組成SDSTritonX-100NP-40Tween-20三、蛋白質(zhì)分子的穩(wěn)定

在蛋白質(zhì)提取過程中，需要加入蛋白酶抑制劑以防止蛋白水解PMSF(35ug/ml)EDTA(0.3mg/ml)Pepstatin(0.7ug/ml)Leupeptin(0.5ug/ml)Aprotinin(500unit/ml)

目的：保證蛋白質(zhì)的生物活性

細胞內(nèi)有許多種還原成分，一旦細胞破碎由于和氧的接觸以及稀釋作用而使抗氧化成分減少，導(dǎo)致許多蛋白質(zhì)被氧化而失去活性，如巰基蛋白

常用的還原劑

抗壞血酸巰基乙醇(mercaptoethanol)

二硫蘇糖醇(dithiothreitol,DTT)

蛋白質(zhì)的環(huán)境因素

表面效應(yīng)溫度儲存四、離心去除細胞碎片五、目標(biāo)蛋白的純化

1.鹽析

(saltingout)2.離子交換層析3.凝膠過濾層析4.親和層析蛋白質(zhì)的檢測和鑒定光譜學(xué)特性190～200nm230～300nm電泳檢測SDSIEF分子量測定凝膠過濾層析沉降平衡超速離心動態(tài)彈性光散射孔徑梯度電泳質(zhì)譜氨基酸序列測定用抗體檢測蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)免疫印跡免疫共沉淀一類是測定溶液中蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)

如核磁共振(NMR)、圓二色譜法、激光拉曼光譜法、熒光光譜法、紫外差光譜法以及氫同位素交換法

另一類是測定晶體蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)

如X射線衍射分析法、小角中子衍射法

蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)分析蛋白質(zhì)分子的生物學(xué)功能研究基因敲除技術(shù)細胞轉(zhuǎn)染技術(shù)酵母雙雜交系統(tǒng)蛋白質(zhì)研究的發(fā)展趨勢一、單個蛋白質(zhì)到所有蛋白質(zhì)全方位生物學(xué)，高通量研究1.蛋白質(zhì)組學(xué)一種細胞或一種組織在某種狀態(tài)條件下所有蛋白質(zhì)的定性和定量分析的研究思路。2.蛋白質(zhì)芯片技術(shù)二、從統(tǒng)計行為到單個分子行為三、從體外活性到體內(nèi)功能每一種蛋白質(zhì)至少都有一種構(gòu)象在生理條件下是穩(wěn)定的，并具有生物活性，這種構(gòu)象稱為蛋白質(zhì)的天然構(gòu)象。蛋白質(zhì)的天然折疊決定于3個因素1.蛋白質(zhì)的氨基酸序列2.與溶劑分子(一般是水)的相互作用3.溶劑的pH和離子組成蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)一、蛋白質(zhì)的天然構(gòu)象二、穩(wěn)定蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的作用力a離子鍵b氫鍵c疏水鍵d范德華引力

三、多肽主鏈的空間限制

(一)酰胺平面與α-碳原子的二面角(φ和ψ)

(二)可允許的φ和ψ值：拉氏構(gòu)象圖二面角

(φ和ψ)所規(guī)定的構(gòu)象能否存在取決于兩個相鄰肽單位中非共價鍵合原子之間的接近有無阻礙。（四）二級結(jié)構(gòu)：多肽鏈折疊的規(guī)則方式二級結(jié)構(gòu)：是指多肽鏈借助主鏈基團（C＝OH－N）形成氫鍵排列成有規(guī)則的構(gòu)象。α螺旋、β折疊片層、β轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲。四、二級結(jié)構(gòu)：多肽鏈折疊的規(guī)則方式

(一)α-螺旋

1950年美國Pauling等人在研究纖維狀蛋白質(zhì)時，提出了α-螺旋，后來發(fā)現(xiàn)在球狀蛋白質(zhì)分子中也存在α-螺旋。

α-螺旋結(jié)構(gòu)要點：①蛋白質(zhì)多肽鏈像螺旋一樣盤曲上升，每3.6個氨基酸殘基螺旋上升一圈，每圈螺旋的高度為0.54nm，每個殘基沿軸向高度0.15nm，螺旋上升時，每個殘基沿軸旋轉(zhuǎn)100o。②

在同一肽鏈內(nèi)相鄰的螺圈之間形成氫鏈。③α-螺旋有右手螺旋和左手螺旋之分，天然蛋白質(zhì)絕大部分是右手螺旋，到目前為止僅在嗜熱菌蛋白酶中發(fā)現(xiàn)了一段左手螺旋。α-螺旋的穩(wěn)定性主要靠氫鍵來維持。四、二級結(jié)構(gòu)：多肽鏈折疊的規(guī)則方式影響α-螺旋形成的因素一些側(cè)鏈基團雖然不參與螺旋，但可影響α-螺旋的穩(wěn)定性。在多肽鏈中連續(xù)的出現(xiàn)帶同種電荷的極性氨基酸，α-螺旋就不穩(wěn)定。（Lys、Glu）在多肽鏈中只要出現(xiàn)pro，α-螺旋就被中斷，產(chǎn)生一個彎曲（bend）或結(jié)節(jié)（kink）。Gly的R基太小，難以形成α-螺旋所需的兩面角，所以和Pro一樣也是螺旋的最大破壞者。肽鏈中連續(xù)出現(xiàn)帶龐大側(cè)鏈的氨基酸如Ile，由于空間位阻，也難以形成α-螺旋。四、二級結(jié)構(gòu)：多肽鏈折疊片的規(guī)則方式(二)β-折疊片也是pauling等人提出來的，它是與α-螺旋完全不同的一種結(jié)構(gòu)。①β-折疊主鏈骨架以一定的折疊形式形成一個折疊的片層。②α碳原子位于折疊線上，在兩條相鄰的肽鏈之間形成氫鏈。四、二級結(jié)構(gòu)：多肽鏈折疊的規(guī)則方式(二)β-折疊片③β-折疊有平行和反平行的兩種形式:平行的β-折疊疏水側(cè)鏈位于平面的兩側(cè)，反平行時疏水側(cè)鏈位于平面的同一側(cè)。四、二級結(jié)構(gòu)：多肽鏈折疊的規(guī)則方式(三)β-轉(zhuǎn)角(β-turn)β-轉(zhuǎn)角是指蛋白質(zhì)的分子的多肽鏈經(jīng)常出現(xiàn)180o的回折，在回折角上的結(jié)構(gòu)就稱β-轉(zhuǎn)角，也稱發(fā)夾結(jié)構(gòu)，或稱U形轉(zhuǎn)折。由第一個氨基酸殘基的C=O與第四個氨基酸殘基的N—H之間形成氫鍵。四、二級結(jié)構(gòu)：多肽鏈折疊的規(guī)則方式(四)無規(guī)卷曲無規(guī)卷曲是指沒有規(guī)律性的肽鏈結(jié)構(gòu)，但許多蛋白質(zhì)的功能部位常常埋伏在這里。四、二級結(jié)構(gòu)：多肽鏈折疊的規(guī)則方式

Ω環(huán)存在于球狀蛋白質(zhì)中的一種新的二級結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的形狀象希臘字Ω，所以稱Ω環(huán)。Ω環(huán)特征：1、由不超過16個殘基(最常見的是由6—8個殘基)組成的肽段；2、這個肽段改變了蛋白質(zhì)肽鏈的走向，構(gòu)成Ω環(huán)的首尾兩個殘基間的距離小于1nm。五、纖維狀蛋白質(zhì)

分布在動物(脊椎動物和無脊椎動物)體內(nèi)存在大量纖維狀蛋白質(zhì)。功能為結(jié)構(gòu)蛋白，纖維狀蛋白質(zhì)是動物體的基本支架和外保護成分。含量占脊椎動物體內(nèi)蛋白質(zhì)總量的一半以上。形狀外形呈纖維狀或細棒狀。分類不溶性(硬蛋白)和可溶性兩類不溶性纖維狀蛋白角蛋白、膠原蛋白和彈性蛋白可溶性纖維狀蛋白肌球蛋白和血纖蛋白原五、纖維狀蛋白質(zhì)角蛋白(keratin)來源于外胚層細胞，是外胚層細胞的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)。角蛋白包括皮膚以及皮膚的衍生物：發(fā)、毛、鱗、羽、翮(hé鳥翎的莖)、甲、蹄、角、爪、啄等。角蛋白可分為α-角蛋白和β-角蛋白兩類。(一)α-角蛋白五、纖維狀蛋白質(zhì)絲心蛋白(fibroin)

是蠶絲和蜘蛛絲的一種蛋白質(zhì)。絲心蛋白的性能絲心蛋白具有抗張強度高，質(zhì)地柔軟的特性。具有0.7nm的周期。絲心蛋白的構(gòu)象絲心蛋白是典型的反平行β折疊片，多肽鏈取鋸齒狀折疊構(gòu)象。側(cè)鏈交替地分布在折疊片的兩側(cè)。反平行β折疊片以平行的方式堆積成多層結(jié)構(gòu)。鏈間主要氫鍵連接，層間主要靠范德華力維系。(二)絲心蛋白和其他β-角蛋白：β-折疊片蛋白質(zhì)五、纖維狀蛋白質(zhì)(三)膠原蛋白：一種三股螺旋五、纖維狀蛋白質(zhì)(四)彈性蛋白彈性蛋白(elastin)是結(jié)締組織中的另一種蛋白質(zhì)。它的最重要性質(zhì)就是彈性，因此得名。彈性蛋白使肺、血管特別是大動脈管以及韌帶等具有伸展性。彈性蛋白與膠原蛋白的不同點彈性蛋白只有一個基因，膠原蛋白每種亞基都有自己的基因；彈性蛋白富含Gly、Ala、Val和Pro。彈性蛋白是由可溶性單體合成的，它是彈性蛋白纖維的基本單位，稱原彈性蛋白。Lys的賴氨酰氧化酶的催化氧化脫氨成醛基，3個這樣Lys和未被修飾的Lys形成類吡啶啉鎖鏈素和異鎖鏈素交聯(lián)體。使原彈性蛋白交聯(lián)成網(wǎng)。五、纖維狀蛋白質(zhì)(四)彈性蛋白六、超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域(一)超二級結(jié)構(gòu)由若干個相鄰的二級結(jié)構(gòu)元件組合在一起，彼此相互作用，形成種類不多的、有規(guī)則的二級結(jié)構(gòu)組合或二級結(jié)構(gòu)串，在多種蛋白質(zhì)中充當(dāng)三級結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，稱為超二級結(jié)構(gòu)。六、超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域(二)結(jié)構(gòu)域（Structuraldomain,domain）多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)或超二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成三級結(jié)構(gòu)的局部折疊區(qū)，它是獨立的緊密球狀實體稱為結(jié)構(gòu)域。鐵氧還蛋白（一個結(jié)構(gòu)域）功能域（酵母已糖激酶2個結(jié)構(gòu)域）六、超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域(二)結(jié)構(gòu)域（Structuraldomain,domain）(2)多肽鏈折疊中的手性效應(yīng)發(fā)夾右手左手右手左手六、超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域(二)結(jié)構(gòu)域（Structuraldomain,domain）(2)多肽鏈折疊中的手性效應(yīng)馬鞍形扭曲片平行β桶六、超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域(二)結(jié)構(gòu)域（Structuraldomain,domain）(3)結(jié)構(gòu)域類型反平行α螺旋結(jié)構(gòu)域(全α結(jié)構(gòu))平行或混合型β折疊片結(jié)構(gòu)域(α,β結(jié)構(gòu))反平行β折疊片結(jié)構(gòu)域(全β結(jié)構(gòu))富含金屬或二硫鍵結(jié)構(gòu)域七、球狀蛋白質(zhì)與三級結(jié)構(gòu)(一)球狀蛋白質(zhì)的分類1.全α結(jié)構(gòu)(反平行α螺旋)蛋白質(zhì)2.α,β結(jié)構(gòu)(平行或混合型β折疊片)蛋白質(zhì)3.全β結(jié)構(gòu)(反平行β折疊片)蛋白質(zhì)4.富含金屬或二硫鍵（小的不規(guī)則）蛋白質(zhì)七、球狀蛋白質(zhì)與三級結(jié)構(gòu)(二)球狀蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的特征

1.蛋白質(zhì)分子含多種二級結(jié)構(gòu)元件

2.三維結(jié)構(gòu)具有明顯的折疊層次

3.分子是緊密的球狀或橢球狀實體

4.疏水側(cè)鏈埋藏在分子內(nèi)部，親水側(cè)鏈暴露在分子表面

5.球狀蛋白質(zhì)分子的表面有一個空穴八、膜蛋白的結(jié)構(gòu)膜蛋白是膜的功能分子膜蛋白質(zhì)與纖維狀蛋白質(zhì)及球狀蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不同膜蛋白質(zhì)可分為膜周邊蛋白質(zhì)和膜內(nèi)在蛋白質(zhì)膜周邊蛋白質(zhì)(peripheralprotein)實際上屬于可溶性球狀蛋白質(zhì)，它們分布在膜雙脂層的表面，主要通過與膜內(nèi)在蛋白質(zhì)的靜電相互作用和氫鍵鍵合相互作用與膜結(jié)合。膜內(nèi)在蛋白質(zhì)(integralprotein）是與脂雙層強締合的膜蛋白。它們有的一部分或大部分埋入脂雙層，有的橫跨脂雙層。脂錨定蛋白質(zhì)（lipidanchoredprotin）這些蛋白質(zhì)與膜的締合是通過各種共價連接的脂錨鉤實現(xiàn)的。八、膜蛋白的結(jié)構(gòu)（一）膜內(nèi)在蛋白質(zhì)1.具有單個跨膜肽段的膜蛋白人血型糖蛋白人白細胞結(jié)合蛋白八、膜蛋白的結(jié)構(gòu)（一）膜內(nèi)在蛋白質(zhì)2.具有7個跨膜肽段的膜蛋白（G蛋白偶聯(lián)受體）細菌的紫膜質(zhì)八、膜蛋白的結(jié)構(gòu)（一）膜內(nèi)在蛋白質(zhì)3.β桶型膜蛋白－膜孔蛋白麥芽糖膜孔蛋白八、膜蛋白的結(jié)構(gòu)（二）脂錨定膜蛋白1.酰胺連接的豆蔻酰錨鉤2.硫酯連接的脂肪酰錨鉤：3.硫醚連接的異戊二烯錨鉤：4.糖基磷脂酰肌醇錨鉤八、膜蛋白的結(jié)構(gòu)（二）脂錨定膜蛋白1.酰胺連接的豆蔻酰錨鉤：cAMP依賴性蛋白激酶催化亞基，HIV－1的gag蛋白等八、膜蛋白的結(jié)構(gòu)（二）脂錨定膜蛋白2.硫酯連接的脂肪酰錨鉤：轉(zhuǎn)鐵蛋白受體、某些病毒的表面糖蛋白受體等八、膜蛋白的結(jié)構(gòu)（二）脂錨定膜蛋白3.硫醚連接的異戊二烯錨鉤：酵母交配因子，核纖蛋白等八、膜蛋白的結(jié)構(gòu)（二）脂錨定膜蛋白4.糖基磷脂酰肌醇錨鉤：真核生物細胞表面抗原。粘著分子和細胞表面水解酶，原核中未見。九、蛋白質(zhì)折疊和結(jié)構(gòu)預(yù)測(一)蛋白質(zhì)的變性物理因素：熱紫外線照射、高壓、微波和表面張力等?；瘜W(xué)因素：有機溶劑、脲、胍、酸和堿等生物活性的喪失；內(nèi)部的側(cè)鏈暴露；物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變；生物化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，易被酶水解等。變性劑：脲素和鹽酸胍；十二烷基磺酸鈉（SDS）。九、蛋白質(zhì)折疊和結(jié)構(gòu)預(yù)測(二)氨基酸序列規(guī)定蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)1.核糖核酸酶的變性與復(fù)性實驗2.二硫橋在穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象中的作用九、蛋白質(zhì)折疊和結(jié)構(gòu)預(yù)測(三)蛋白質(zhì)折疊1.蛋白質(zhì)折疊不是通過隨機搜索找到自由能最低的構(gòu)象2.用于研究折疊中間體的一些方法3.蛋白質(zhì)折疊經(jīng)過熔球態(tài)的中間體階段4.體內(nèi)蛋白質(zhì)折疊有異構(gòu)酶和伴侶蛋白質(zhì)參加

二硫鍵異構(gòu)酶（PDI）分子伴侶（MolecularChaperone）

Hsp70蛋白－ATP酶結(jié)構(gòu)域和肽結(jié)合結(jié)構(gòu)域九、蛋白質(zhì)折疊和結(jié)構(gòu)預(yù)測圖5-46(一)蛋白質(zhì)的變性(二)氨基酸序列規(guī)定蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)1.核糖核酸酶的變性與復(fù)性實驗2.二硫橋在穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象中的作用(三)蛋白質(zhì)折疊的熱力學(xué)(四)蛋白質(zhì)折疊的動力學(xué)1.蛋白質(zhì)折疊不是通過隨機搜索找到自由能最低的構(gòu)象2.用于研究折疊中間體的一些方法3.蛋白質(zhì)折疊經(jīng)過熔球態(tài)的中間體階段4.體內(nèi)蛋白質(zhì)折疊有異構(gòu)酶和伴侶蛋白質(zhì)參加(五)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的預(yù)測1.二級結(jié)構(gòu)的預(yù)測Glu、Met、Ala、Leu在α螺旋中出現(xiàn)頻率高。Gly、Pro、Ser、Thr、Asn、Ile不利于α螺旋的形成；Gly、Pro在β轉(zhuǎn)角中很高。Val、Ile及芳香族氨基酸在β折疊片中頻率高。而Asp、Glu、和Pro則很低。Chou和Fasman二級結(jié)構(gòu)預(yù)測的經(jīng)驗規(guī)則：（殘基傾向性因子）Pi=Ai/Ti

(1)α螺旋預(yù)測：4/6→4,Pα≥1.03,Pα>

P

β(2)β折疊預(yù)測：3/5→4(3)β轉(zhuǎn)角預(yù)測：Pt≥1.0,>Pα和

P

β其他預(yù)測法：GOR算法，多序列列線預(yù)測，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的序列預(yù)測，混合方法等。2.三級結(jié)構(gòu)的預(yù)測—折疊的計算機模擬九、蛋白質(zhì)折疊和結(jié)構(gòu)預(yù)測十、亞基締合和四級結(jié)構(gòu)圖5-46(一)蛋白質(zhì)的變性(二)氨基酸序列規(guī)定蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)1.核糖核酸酶的變性與復(fù)性實驗2.二硫橋在穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象中的作用(三)蛋白質(zhì)折疊的熱力學(xué)(四)蛋白質(zhì)折疊的動力學(xué)1.蛋白質(zhì)折疊不是通過隨機搜索找到自由能最低的構(gòu)象2.用于研究折疊中間體的一些方法3.蛋白質(zhì)折疊經(jīng)過熔球態(tài)的中間體階段4.體內(nèi)蛋白質(zhì)折疊有異構(gòu)酶和伴侶蛋白質(zhì)參加(一)有關(guān)四級結(jié)構(gòu)的一些概念蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)球狀蛋白質(zhì)通過非共價鍵彼此締合在一起，形成的聚集體，就是蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。亞基或單體四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)中每個球狀蛋白質(zhì)稱為亞基，有時也稱單體(monomer)。亞基一般是一條多肽鏈。寡聚蛋白質(zhì)由兩個或兩個以上亞基組成的蛋白質(zhì)統(tǒng)稱為寡聚蛋白質(zhì)。很多酶和轉(zhuǎn)運蛋白質(zhì)是寡