蛋白质在体外或细胞内复性或折叠的机制是什么
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/25 21:32:28
蛋白质在体外或细胞内复性或折叠的机制是什么
蛋白质在体外或细胞内复性或折叠的机制是什么
蛋白质在体外或细胞内复性或折叠的机制是什么
蛋白质的基本单位为氨基酸,而蛋白质的一级结构指的就是其氨基酸序列,蛋白质会由所含氨基酸残基的亲水性、疏水性、带正电、带负电……等等特性通过残基间的相互作用而折叠成一立体的三级结构.虽然蛋白质可在短时间中从一级结构折叠至立体结构,研究者却无法在短时间中从氨基酸序列计算出蛋白质结构,甚至无法得到准确的三维结构.因此,研究蛋白质折叠的过程,可以说是破译“第二遗传密码”——折叠密码（folding code）的过程.
由于朊病毒是一种只含有蛋白质而不含核酸的分子生物并且只能在寄生宿主细胞内生存.因此,合成朊病毒所需的信息,有可能是存在于寄主细胞之中的,而朊病毒的作用,仅在于激活在寄主细胞中为朊病毒的编码的基因,使得朊病毒得以复制繁殖.
另一种学说认为朊病毒的蛋白质能为自己编码遗传信息.这种假说与传统的分子生物学中的“中心法则”是相违背的,因为朊病毒没有核酸.于是人们假设朊病毒的复制可能的方法如图示,一认为是通过逆转译过程产生为朊病毒编码的RNA或DNA（如后者情况还需要逆转录）必须存在逆转译酶,甚至还要有逆转录酶.二为蛋白质指导下的蛋白质合成,即蛋白质本身可作为遗传信息.【蛋白质折叠机制的理论模型】
▲框架模型
（Framework Model） 框架模型[4] 假设蛋白质的局部构象依赖于局部的氨基酸序列.在多肽链折叠过程的起始阶段,先迅速形成不稳定的二级结构单元； 称为“flickering cluster”,随后这些二级结构靠近接触,从而形成稳定的二级结构框架；最后,二级结构框架相互拼接,肽链逐渐紧缩,形成了蛋白质的三级结构.这个模型认为即使是一个小分子的蛋白也可以一部分一部分的进行折叠,其间形成的亚结构域是折叠中间体的重要结构.
▲疏水塌缩模型
（Hydrophobic Collapse Model） 在疏水塌缩模型[5]中,疏水作用力被认为是在蛋白质折叠过程中起决定性作用的力的因素.在形成任何二级结构和三级结构之前首先发生很快的非特异性的疏水塌缩.
▲扩散-碰撞-粘合机制
（Diffusion-Collision-Adhesion Model） 该模型认为蛋白质的折叠起始于伸展肽链上的几个位点,在这些位点上生成不稳定的二级结构单元或者疏水簇,主要依靠局部序列的进程或中程（3-4个残基）相互作用来维系.它们以非特异性布朗运动的方式扩散、碰撞、相互黏附,导致大的结构生成并因此而增加了稳定性.进一步的碰撞形成具有疏水核心和二级结构的类熔球态中间体的球状结构.球形中间体调整为致密的、无活性的类似天然结构的高度有序熔球态结构.最后无活性的高度有序熔球态转变为完整的有活力的天然态.
▲成核-凝聚-生长模型
（Nuclear-Condensation-Growth Model） 根据这种模型,肽链中的某一区域可以形成“折叠晶核”,以它们为核心,整个肽链继续折叠进而获得天然构象.所谓“晶核”实际上是由一些特殊的氨基酸残基形成的类似于天然态相互作用的网络结构,这些残基间不是以非特异的疏水作用维系的,而是由特异的相互作用使这些残基形成了紧密堆积.晶核的形成是折叠起始阶段限速步骤.
▲拼版模型
（Jig-Saw Puzzle Model） 此模型[9]的中心思想就是多肽链可以沿多条不同的途径进行折叠,在沿每条途径折叠的过程中都是天然结构越来越多,最终都能形成天然构象,而且沿每条途径的折叠速度都较快,与单一途径折叠方式相比,多肽链速度较快,另一方面,外界生理生化环境的微小变化或突变等因素可能会给单一折叠途径造成较大的影响,而对具有多条途径的折叠方式而言,这些变化可能给某条折叠途径带来影响,但不会影响另外的折叠途径,因而不会从总体上干扰多肽链的折叠,除非这些因素造成的变化太大以致于从根本上影响多肽链的折叠.