1
第一?/p>
蛋白质的结构与功?/p>
蛋白质译?/p>
albuminoid
,该词来自拉丁文
albumina
(蛋白)
?/p>
1838
年,德国化学?/p>
Mulder
建议采用
protein
一词,立即得到瑞典著名化学?/p>
Berzelius
的支持,逐渐被学?/p>
界普遍采用,该词源自希腊?/p>
π
ρ
ο
τ
ο
,意为最原始、最基本、最重要的。可见,?/p>
白质自发现后一直受到化学家和生物学家的重视。因为蛋白质是活细胞中含量最丰富?/p>
功能最复杂的生物大分子,是各种生物功能主要的体现者。蛋白质是以核酸为模板合?/p>
的,是基因表达的主要产物,因此人们将核酸称为“遗传大分子?/p>
,而把蛋白质称为“功
能大分子?/p>
。近
半个多世纪以来,以核?/p>
-
蛋白质的结构、功能及其相互关系为中心,?/p>
渐形成了分子生物学,成为带领生命科学进入新时代的龙头?/p>
蛋白质是
20
种天然氨基酸缩合成的大分子,分子量从
10kDa
至数?/p>
kDa
,有着?/p>
其复杂的结构?/p>
1952
年丹麦生物化学家
Linderstrom-Lang
提出蛋白质三级结构概念,?/p>
蛋白质研究纳入正轨。越来越多的证据雄辩地表明,蛋白质的功能与其特殊的结构有着
十分密切的内在联系,结构是特定功能的内在依据,功能则是特定结构的外在表现。目
前,对于蛋白质功能的认识包括以下三个方面:①蛋白质对生命活动的贡献,即其生物
学意义;②蛋白质的分子功能,即它参与完成的生化活动;③蛋白质的亚细胞定位,即
其发挥功能的位置与环境。以水通道蛋白?/p>
aquaporin
)为例,它的四聚体定位于红细胞?/p>
肾细胞等的质膜中,形成一个通道,其功能就是允许水分子通过,为维持细胞内外渗?/p>
压平衡作出贡献。因此,阐明蛋白质的分子结构及其与功能的关系是现代生物化学的?/p>
本命题,是揭示生命运动规律的必由之路,应当受到所有生命科学工作者的关注。随着
这些生物大分子及其复合物精确三维结构的测定以指数曲线增长,已累积了相当多的有
关数据。在此基础之上,十多年来形成了以研究生物大分子及其复合物和组装体的三维
结构、运动和相互作用,以及它们与生物学功能和病理现象的关系为主要内容的新兴学
科——结构生物学,把生命科学推进到新的时代?/p>
1.1
蛋白质的分子结构
按结构特点天然蛋白质可划分为:球形蛋白质?/p>
globular
protein
?/p>
、纤维状蛋白?/p>
?/p>
fibrous protein
?/p>
?/p>
膜蛋?/p>
?/p>
membrane protein
?/p>
和天然无序蛋白质
?/p>
intrinsically disordered
protein
?/p>
,其中,被研究得最早、最多和最深入的当属球形蛋白质?/p>
1952
年,丹麦生物
化学?/p>
Linderstrom-Lang
把球形蛋白质的分子结构划分为三个不同的组织层次(
level,
hierarchy
?/p>
:一级结构(
primary structure
)指多肽链中氨基酸残基的数目、组成及其排?/p>
顺序?/p>
N-
端→
C-
端)
,即由共价键维系的多肽链的一维(线性)结构,不涉及空间排列?/p>
二级结构?/p>
secondary
structure
)是多肽链主链(
backbone
)在氢键等次级键作用下折?/p>
成的构象单元或局部空间结构,未考虑侧链的构象和整个肽链的空间排布。三级结?/p>
?/p>
tertiary
structure
)则指整个肽链的氨基酸残基侧链基团互相作用以及与环境间的相互
作用下形成的三维结构?/p>
1958
年英国晶体学?/p>
Bernal
发现寡聚蛋白由具有三级结构的?