蛋白质的三维结构
蛋白质的变性与复性
蛋白质的天然构象在生理条件下热力学最稳定
蛋白质空间结构稳定的因素
- 静电相互作用：离子键，范德华力
- 氢键：内部氢键，外部氢键（与水作用）
- 疏水作用：使非极性基团被包埋在蛋白质结构的内部
- 二硫键：常存在于细胞外的蛋白质中
蛋白质变性
定义
某些物理或化学因素，能够破坏蛋白质的天然结构状态，引起蛋白质理化性质改变并导致其生理活性丧失
变性因素
- 物理因素：热、紫外线照射、高压等
- 化学因素：有机溶剂、脲、胍、SDS、酸、碱
变性本质
破坏了维系蛋白质空间结构的作用力，从而使得蛋白质二级结构以上的空间结构发生改变或破坏，并不引起一级结构的破坏
变性后蛋白质性质的改变
- 生物活性丧失
- 一些侧链基团暴露
- 物化性质的降低，溶解度降低，黏度增加，扩散系数降低
- 生化性质的改变，肽链松散，易被蛋白水解酶作用
蛋白质的复性
- 当变性因素除去后，变性蛋白质又恢复到天然构象，这一现象称为蛋白质的复性
- 有些变性的蛋白质是可以复性的，如核糖核酸酶A
氨基酸序列决定蛋白质的三维结构
蛋白质折叠的热力学
在生理条件下，折叠结构是自由能最低的构象
- 折叠是自发的
- 蛋白质折叠的主要驱动力是疏水效应带来的熵增，而不是共价键的形成
影响折叠动力学的因素
- 蛋白质自身因素
- 大小：通常小蛋白折叠得更快
- 拓扑结构：蛋白质链的天然结构的拓扑复杂度是决定折叠速率的关键因素
- 氨基酸序列：序列不仅最终决定结构，也影响折叠路径和能垒
- 环境因素
- 温度：温度影响分子运动速度和相互作用的强度
- 溶剂条件：pH值、离子强度等
- 分子伴侣：大多为热激蛋白
肽基脯氨酰顺反异构酶 PPI
催化卡住的脯氨酸肽键进行旋转，使其快速达到折叠所需要的正确构象
蛋白质二硫键异构酶 PDI
拆掉错误的二硫键，并帮助形成正确的二硫键
