第九章：蛋白质分子互相作用(5学时)1课程.doc

第九章：蛋白质分子互相作用（5学时） 第一节：蛋白质分子互相作用（pp330-337） 例如： 抗原 + 抗体 → 免疫反应； 肌球蛋白 + 肌动蛋白 → 肌肉收缩； 多肽激素 + 膜受体 → 生理效应； 蛋白质抑制剂 + 酶 → 抑制酶活性； 分子间作用：分子聚合、分子杂交、分子识别、分子自我装配、多酶复合体。 分子和亚基的聚合（pp331-333） 部分蛋白质在溶液中，分子或亚基能够聚合成各种聚合体： １． 例如：胰岛素（Ins）： Ins ( Ins2 （二聚体） 2Ins2 ( Ins4 （四聚体） 3Ins2 ( Ins6 （六聚体） nIns2 ( Insn n6 （高聚体） 单体形成二聚体的主要结合力： 疏水作用：由B链上的Val12, Tyr16, Phe24, Phe25, Tyr26的疏水侧链形成一个疏水面；由两个单体的疏水面结合，形成一个疏水核； 氢键：两个单体的B链的C末端之间可以形成四个氢键（Phe24=Tyr26；Tyr26=Phe24），结果形成一个反平行β―折叠片。 聚合体的不同形状（332页 图9-1）： 线性聚合体：线性聚合体有两个特点：a聚合体呈线形；b聚合度非常大。 环状聚合体：聚合体呈环状，有环对称性。如：C2二聚体、C3三聚体、C4四聚体、C5五聚体（231页 图6-40）。 螺旋聚合体：聚合体呈螺旋状，有各种形式，例如： a 大肠杆菌的鞭毛：是单股非整数螺旋（332页 图9-1B）； b 烟草花叶病毒壳体蛋白：也是单股非整数螺旋（332页 图9-1E）； c 细菌鞭毛：五股整数螺旋（332页 图9-1D）； d 肌肉的F-肌动蛋白：双股螺旋（332页 图9-1C） 球状聚合体：聚合体呈空心球体（332页 图9-2） 相嵌互补的构象变化： 蛋白质分子或亚基之间的聚合不是任意的，其聚合部位必须能相嵌互补。有时为了满足相嵌互补，还要引起某种程度的构象变化（333页 图9-3）。 聚合体与生理功能： 许多蛋白质分子的聚合与解聚是与生理功能有关的。例如，鸡肝乙酰辅酶A羧化酶：单体无催化活性。加入磷酸，可以引起聚合，生成有催化活性的多聚体；去除活化剂，则又引起解聚，酶又失去活性。 分子杂交（pp333-334，molecular hybridization） 概念：分子杂交（molecular hybridization）有两种含义，一种是关于核酸分子的；一种是关于蛋白质分子的。 关于核酸分子的：指一条DNA链或者RNA链与另一条互补的核苷酸序列退火形成双链的过程。两条互补链之间的杂交遵守碱基配对的规则，即G≡C配对和A=T配对，它们分别由3个氢键和2个氢键相连接。 关于蛋白质分子的：指某些功能相同，种属来源（一级结构）不同的亚基，发生亚基之间的交叉聚合，形成有四级结构的，有活性的杂交酶分子的过程（本章所说的是指第二种含义）。 例子：乳酸脱氢酶（334页 图9-4） 分子杂交的结果： 两种纯聚体： LDH1(B4)、 LDH5(A4)； 三种杂交分子： LDH2(B3A)、 LDH3(B2A2)、 LDH3(BA3)。 分子识别（pp334-334，molecular recognization） 概念：指生物大分子之间的专一性和特异性的作用或结合现象。例如：抗原与抗体的专一性结合，激素、植物凝集素、药物与受体的专一性结合，底物与蛋白酶的专一性结合等等。分子识别是通过两种生物大分子各自的结合部位来实现的。 分子识别的条件： 结合部位构象的嵌合互补：这样可以造成相当大的接触面积； 结合部位有足够的结合力：这样才能使两个大分子能够结合成为一体。 分子自我装配（pp334-335） 概念：指的是，有些细胞器（如核糖体、细菌鞭毛）、细胞器碎片（如腺粒体碎片）、以及病毒（如烟草花叶病毒），在拆散成蛋白质、核酸、糖以及其它低级组分之后，在特定的条件下，又能自动装配成具有原来生物功能的细胞器、细胞碎片以及病毒，这种过程称为自我装配。自我装配的基础是生物大分子之间互相识别、互相作用，是一种特殊的聚合现象。 例子：烟草花叶病毒（TMV） TMV的结构：TMV是一个长300 nm、直径为18 nm的杆状颗粒。颗粒的中央是一个螺旋形的RNA分子，外壳是一个含有2130个相同亚基的外壳蛋白分子。这些亚基按照一定方式聚合成为一个螺旋状的多聚体。 自我装配的特性：用浓乙酸可以将TMV颗粒拆开成为RNA和外壳蛋白质亚基。如果再将它们混合在一起，在合适的条件下，它们能够自动重新装配成具有生物活性的TMV颗粒。TMV的自我装配是复杂的过程，具有许多中间步骤。 无RNA时的自我装配（见335页 图9-5）： 在不同的pH值和离子强度下，TMA亚基可以聚合成为两种不同形状的管状聚合体