蛋白质分子折叠机理.pptx

主要原因：
对于研究生物大分子结构与功能的关系有重要的学术价值。
由于蛋白质工程研究的需要
基因工程研究发展的需要
先进实验设备的应用，研究手段的提高。
(1)、二维核磁共振技术的建立，分辨率高的核磁共振仪的改进和完善。
(2)、DNA重组技术的应用为蛋白质折叠的研究提供丰富的研究对象。
(3)、计算机的进步和应用
第二节、蛋白质的变性与复性
一、蛋白质变性的基本概念：
1。引起蛋白质变性的因素：
物理因素、化学因素
2。蛋白质变性表现：
物理性质的改变：
化学性质的改变：
生物学性质的改变：
变性作用：
天然蛋白质：
变性蛋白质：
蛋白质变性：
可逆变性：
不可逆变性：
3。检测蛋白质变性的方法：
测定蛋白质的比活力
以天然蛋白质为对照，测定蛋白质的物理性质的变化
例如：旋光法旋光度
圆二色性法椭圆度
紫外差示光谱消光系数
粘度法特性粘度
电泳法电泳迁移率
蛋白质化学性质的变化：
例如：侧链基团的反应性
被蛋白酶水解情况
蛋白质的抗原性
蛋白质的溶解度
4。蛋白质变性研究简史
第一阶段：变性现象的观察，吴宪1931年变性理论为代表
第二阶段：变性与蛋白质分子构象的关系
第三阶段：分子构象的变化研究－X光晶体衍射
二、各种变性因素对蛋白质构象的影响
1。温度：热变性、可逆与不可逆
2。pH：
3。有机溶剂：静电力、氢键、疏水键
静电力：改变溶液的介电常数、影响离子氛、影响蛋白质分子和溶剂间的相互作用
氢键：能与蛋白质生成强氢键的溶剂，不利于蛋白质分子内部的氢键形成，而不能与蛋白质生成强氢键的溶剂，有利于蛋白质分子内部的氢键形成。
疏水键：疏水键是一种疏水侧链为了避开水相而群集在一起的一种相互作用力。有机溶剂可以降低溶液的极性，破坏蛋白质分子中的疏水键，导致蛋白质构象的变化。
4。脲、胍等变性剂对蛋白质构象的影响：
5。表面变性剂对蛋白质构象的影响：长链的脂肪酸、SDS
三、蛋白质变性后构象的变化：
吴宪1931年提出的变性理论：蛋白质变性后，肽链由原来紧密有序的构象变成松散无规的构象。
1968年Tantord 把变性产物的构象概括：
高浓度的脲、胍变性的蛋白质，呈无规卷曲的构象，若打开二硫键，变成线状无规卷曲
热、酸碱变性的蛋白质，往往保持部分紧密构象。
高浓度有机溶剂变性蛋白质的螺旋度增大，不存在疏水区
四、复性：Renaturation
概念：变性的蛋白质在除去变性因素后，恢复到天然状态的构象和生物活性的过程称为蛋白质的复性作用。
第三节：蛋白质的折叠：Folding
蛋白质折叠：探讨蛋白质由伸展态(变性)经折叠或再折叠(复性)成天然态的机理。
探讨蛋白质一级结构与高级结构的关系：
杜雨苍：1961年、胰岛素A、B链的拆开、再合并，二硫键形成。体外化学合成胰岛素A、B链，研究二硫键形成的情况
Anfinsen 1961年：核糖核酸酶变性与复性的情况－4对二硫键被还原后再氧化重组，可以折叠到天然状态，恢复生物功能。
一级结构与高级结构的关系：
形成高级结构的信息全部蕴藏于一级结构之中。 一级结构含有全部高级结构的折叠密码。
1979年：Privalov 提出蛋白质折叠的 “二态模型”
U(伸展态) N(天然态)
1989年Kuwajima 认为蛋白质折叠是逐步发生的过程，但未捕捉到中间态。
1992年Dobson 首次报道蛋白质折叠的中间态，提出 “三态”模型
第四节、蛋白质体外折叠机理：
1。折叠步骤：
三态模型：认为蛋白质肽链从伸展态(U)经过早期的变化进入中间态(I)，然后再由中间态过渡到最终的天然态。
2。折叠过程的起始点：
蛋白质氨基酸侧链的形状、大小的不同将影响到侧链在三维结构中所在的位置和安排方式；侧链的极性的不同决定蛋白质分子中氨基酸残基之间和蛋白质与水之间的相互作用的性质和强度。
折叠起始点：
折叠起始于稳定二级结构的形成：变性后部分残余的蛋白质二级结构如某些扭曲、转角作为折叠的“种子”，氨基酸肽链围绕它们形成较稳定的紧密的区域，再进一步形成稳定的二级结构。
折叠由疏水倒塌(hydrophobic collapse)开始：由于氨基酸侧链基团的疏水作用引起链的倒塌，使得疏水侧链集中藏于分子内部，极性侧链露于表面与水接触。
折叠起始于共价键相互作用的形成：1988年 Oas & Kim (Nature 336,42): 牛胰胰蛋白酶抑制剂；合成；肽链片断；P (16肽，No