第4章 蛋白质折叠
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二密码也同样有简并性。现在已经知道有很
多氨基酸序列不同的肽链可以有极为相似甚至 相同的空间结构，这就是第二密码的简并性。
简并性的证据
不同生物体中执行相同功能的蛋白质有AA序列上的 差异, 但却有相同的整体空间结构。
例如：线粒体Cytc的AA序列已经测定，AA残基数均在104 左 右, 但在不同生物体的Cytc中仅有21个AA是完全相同的，但是所 有Cytc 的整体空间结构却是非常相似的。
肽基脯氨酰顺反异构酶 (PPI)
PPI广泛分布于各种生物体及各种组织中， 多数定位于胞浆，但也存在于大肠杆菌的外周质、 红色面包霉的线粒体基质、酵母、果蝇和哺乳动 物的内质网。 肽基脯氨酰顺反异构酶是蛋白质三维构象形 成的限速酶，在细胞中通过非共价键方式，稳定 扭曲的酰胺过度态，而催化肽基脯氨酰顺反式的 相互转变。在肽链合成后需形成顺式构型时，可 使多肽在各脯氨酸弯折处形成准确折叠。
外壳蛋白 核糖核酸
在体外生理条件下重组得到 有感染活力的病毒粒子
Anfinsen实验
8mol/L尿素或6mol/L盐 酸胍及β-巯基乙醇
SH
牛胰核 糖核酸 酶
SH
SH
SH SH SH SH 110
SH
透析去掉尿素及β-巯基 乙醇，让变性酶的巯基在 空气中缓慢氧化，恢复其 原有的二硫键(4个) 和次 级键，酶的活性又逐渐恢 复（95～100%）。
细菌中含有二硫键蛋白 质的氧化和异构化过程。
DsbA蛋白负责氧化， DsbB是参 与重新氧化DsbA的一个膜蛋白。 还原形式的DsbC催化异构化过程。 DsbC的还原态由DsbD维持。
在真核生物中，只有 PDI1个蛋白在内质网中 既负责氧化也负责异构 化过程。
PDI的重新氧化由FAD依赖型内 质网氧化还原蛋白完成。
在未结合和结合GroES时GroEL结构域的重排
未结合配体 的GroEL
结合了ATP和GroES 的GroEL
球棍模型：疏水侧链
分子伴侣的主要作用——
为非自发性折叠蛋白质提供能折叠形成天 然空间构象的微环境。
GroEL/GroES系统促进蛋白质折叠过程
折 叠 酶
蛋白质多肤链的折叠过程中，还需要酶的催化，
也可译为侣伴蛋白)，是细胞内的一类保守蛋白
质，可识别肽链的非天然构象，促进各功能域
和整体蛋白质的正确折叠。
分子伴侣概述
分子伴侣的作用机制实际上就是它如何识别靶蛋
白，怎样与它结合，结合后会发生什么变化，在
什么条件下又解离，解离后分子伴侣和靶蛋白又
会如何等这样的问题。
对此目前认识还很少，现在只知道分子伴侣识别
密码的多意性。
例如，天然型朊病毒主要为α-螺旋结构， 而感染
型的朊病毒却主要为β -折叠结构，但二者一级结
构相同。
全局性
第二密码必须把蛋白分子作为一个全局来考虑，这就
从根本上决定了第二密码的复杂性，它不可能像第一
密码那样有简单的一对一的关系。
某些蛋白C-末端少数氨基酸的去除, 或侧链基团的翻译
3）分子伴侣一定不是最终组装完成的结构
的组成部分
一些蛋白酶的前导序列及核糖体蛋白的
泛尾肽——分子内分子伴侣
4）分子伴侣帮助正确的“非共价组装”,排除共价修饰酶. 5）不仅帮助新生肽链的折叠，还帮助新生肽成熟为活性蛋 白，包括转运、越膜定位、亚基组装等。
最大一类蛋白为热激蛋白（Hsp60，Hsp70， Hsp90 ）
变性蛋白复性是一个较慢过程（几十分钟），新生 肽链的折叠是一个快过程（几分钟）。
4.3、受助的蛋白质折叠
新生肽链的折叠的新观点:
1、新生肽链的折叠是随着肽链的延伸同时进行 折叠、又不断进行调整（协调动态过程）
先形成的结构会作用于后合成的肽链的折叠； 后形成的结构会影响已形成的结构的调整； 新生肽链的合成、延伸、折叠、调整→三维结构
Model）
成核-凝聚-生长模型（Nuclear-
Condensation-Growth Model）
拼版模型（Jig-Saw Puzzle Model）
与大量现代实验相矛盾
有的蛋白复性效率很低，甘油醛-3-磷酸脱氢酶
核糖核酸酶在较高蛋白质浓度、较高温度等接近生
理条件下，复性效率也不高
—顶端结构域
中间结构域—
—赤道 结构域
GroEL的立体结构图
GroEL+ GroES
一个亚基
GroES为7亚基 组成的盘状结构
GroES GroEL
GroEL 中的顶 端结构 域向上 垂直移 动以便 和 GroES 相互作 用。
GroES GroEL
顶端结构域 中间 结构域 赤道 结构域
疏水面
顺式 环 反式 环
后修饰，有时都可以对整体构象和功能产生重大影响。
在新生肽链合成过程中，后形成的肽段可以影响已经
形成的肽段的构象从而造成对分子整体的影响。
第二密码的全局性还体现在环境对分子结构的影响上，
水分子对于维系蛋白质一定的空间结构有重要作用。
破译“第二遗传密码”正是“蛋白质 结构预测”从理论上最直接地去解决蛋白
之一，并且被列为“21世纪的生物物理学”的重
要课题，它是分子生物学中心法则尚未解决的一
个重大生物学问题。从一级序列预测蛋白质分子
的三级结构并进一步预测其功能，是极富挑战性
的工作。研究蛋白质折叠 ，尤其是折叠早期过
程，即新生肽段的折叠过程是全面的最终阐明中 心法则的一个根本问题。
蛋白质折叠研究的背景
折叠中间物的非天然构象，而不能识别天然的构 象。
几点说明：
1）分子伴侣是从功能上定义的，凡具有这种功
能的蛋白都是分子伴侣，它们的结构可以完全不
同，可以是完全不同的蛋白.
2）分子伴侣的作用
通过催化的或非催化的方式，加速或减缓组装过程；
传递组装所需要的空间信息；
也可能只是抑制组装过程中不正确的副反应；
蛋白二硫键异构酶 (protein disulfide isomerases，PDI)
真核生物的PDI在内质网腔活性很高，细菌 中的类似物是Dsb家族，位于细菌外周质 (periplasm)，在肽链中催化错配二硫键断裂并形 成正确二硫键连接，最终使蛋白质形成热力学最 稳定的天然构象。 通过催化巯基与二硫键的交换反应，从而催 化蛋白质二硫键的形成、还原（断裂）或重排 （异构化）。 在蛋白质折叠过程中，主要催化含有二硫键 的膜蛋白或分泌蛋白的正确折叠。
质的折叠问题，这是蛋白质研究最后几个
尚未揭示的奥秘之一。
蛋白质折叠的研究内容
蛋白质折叠的研究，狭义的定义就是研究蛋
白质特定三维空间结构形成的规律、稳定性
及与其生物活性的关系。
在概念上有热力学的问题和动力学的问题； 蛋白质在体外折叠和在细胞内折叠的问题； 有理论研究和实验研究的问题。
DNA 遗传信息的传递
肽链
RNA
Proteins
实质上是多肽链
？
有活性的蛋白 质天然构象
遗传信息的传递应该是从核苷酸序列到有完 整结构的功能蛋白质的全过程。
第二遗传密码
多肽链的一级结构决定它的空间结构，既然前
者决定后者，一级结构和空间结构之间肯定存
在某种确定的关系，这是否也像核苷酸通过 “三联密码”决定氨基酸顺序那样有一套密码 呢？
称之为折叠酶。它们催化与蛋白质折叠直接有
关的、对形成功能构象所必需的共价键变化，
帮助蛋白质正确折叠。
折叠酶类型
(1) 蛋白质二硫键异构酶 PDI (Protein
disulfide isomerase)
(2) 肽基脯氨酰顺反异构酶PPI (Peptidyl
prolyl cis/trans isomerase)
体外实验结论扩展到体内：
细胞内新合成的多肽链，在其合成终了之后， 不需要别的分子的帮助，也不需要额外能量的补 充，就应该能够自发地折叠而形成它的三维结构。 ——所谓翻译后的自发折叠过程。
蛋白质折叠机制的理论模型
框架模型（Framework Model）
疏水塌缩模型（Hydrophobic Collapse
后来，有人把这设想的一级结构决定空间结构
的密码叫作“第二遗传密码”。
完整的提法应该是遗传密码的第二部分， 即蛋白质中氨基酸序列与其空间结构的对应 关系，国际上称之为第二遗传密码或折叠密 码。
第二遗传密码的特点
简并性
在第一遗传密码中有所谓“简并性”，即同一
AA可以由不同密码子所编码，如CGA 和AGC 都编码为Arg，UCC 和AGU都编码为Ser等。
蛋白质折叠研究的概况
20世纪60年代，安芬森（Anfinsen）基于还原变
性的牛胰RNase的研究提出“自组装学说”
Ellis 于1987年提出了蛋白质折叠的“辅助性组装
学说”。
4.2、蛋白质的自发折叠
经典的蛋白质折叠自组装学说 实验基础: Fraekel-Conral和Williams重组实验（20世纪50年 代）烟草斑纹病毒
随机重组:8个SH形成4个二硫键的概率是: 1/7×1/5×1/3=1/105 核糖核酸酶不仅重新折叠了,而且选择了105 种可能方式中正确的一种。
60年代，Anfinsen提出氨基酸序列决定了蛋
白质特定三维空间结构的著名假说。
self-assembly的主导学说： 蛋白质的氨基酸序列已经包含了它的三 维结构的全部信息（一级结构决定高级结构）
第四章 蛋白质的折叠
4.1、概述 4.2、蛋白质的自发折叠 4.3、受助的蛋白质折叠 4.4、蛋白质的折叠病 4.5、研究蛋白质折叠的意义
4.1、概述
蛋白质折叠的定义
蛋白质凭借相互作用在细胞环境(特定的 酸碱度、温度等)下自己组装自己，这种自我 组装的过程被称为蛋白质折叠 。
蛋白质折叠问题是生命科学领域的前沿课题
辅 分 子 伴 侣
“HSP”后面的数字表示以kDa为单位的分子伴侣的分子量。
HSP40（DnaJ）
尚缺乏N端J结构域，该结构域 能激活HSP70的 ATP酶活性并调节 Hsp70与底物的结
2个锌指， I型独有 底物 结合 位置
合。
I型HSP40 II型HSP40
HSP40（DnaJ）
HSP70 （DnaK）
普通肽单元
第二个残基为Pro的肽单元
反式
顺式
反式
顺式
对于大多数肽键而言，反式比顺式稳定1000倍。 对于第二个残基为Pro的肽键而言，反式仅比顺 式稳定4倍。
另外，两个在功能上完全无关的蛋白质，卵类黏蛋白
的第三结构域和核糖体结构蛋白L7/L12 的C-末端部分在AA序列上
仅有3%相同, 却具有几乎完全相同的空间结构。
此外，对蛋白质进行化学修饰或定点突变，对分子 的总体结构没有影响。
多意性
某些相同的氨基酸序列还可以在不同条件下决定
不同的空间结构，这种情况可以称之为第二遗传
2、细胞内新生肽链的折叠和成熟为功能
蛋白，一般来说是需要帮助的，而不是自发
的。
Hale Waihona Puke Baidu
一类新的生物功能的蛋白，能够帮助 细胞内的其它蛋白折叠
蛋白质的体外折叠与体内折叠
帮助新生肽折叠的蛋白（辅助蛋白）
分子伴侣 折叠酶 分子内伴侣
分子伴侣-蛋白质的保姆
分子伴侣：(Chaperone或molecular chaperone,
到底非天然构象的什么特征能被分子伴侣识别呢？
确切的原因还未知，目前只知道在天然构象
中，疏水残基多半位于分子的内部而形成疏水核，
去折叠后就可能暴露出来，或者在新生肽段的折叠
过程中，会暂时形成在天然构象中本应该存在于分 子内部的疏水表面，因此认为分子伴侣最有可能是 与疏水表面相结合。
分子伴侣的类型
=GropES+GropEL
GroEL （HSP60）型伴侣素
存在于真细菌、线粒体和叶绿体中，由双层 7 个亚
基组成的圆环组成，每个亚基分子量约为 60Ku 。
它们在体内与一种辅助因子，如 E. coli 中的 GroES ，
协同作用以帮助蛋白折叠。除了叶绿体中的类似物 外，这些蛋白是应急反应诱导的。
两个七亚基圆环
一个亚基
凋亡，从而改善氧合功能，降低病死率。
增加心脏组织中Hsp70基因的表达，可使心脏具有
抵抗缺血或内毒素损伤的作用
近几年 ，有关Hsp70的研究已成为分子生物
学的一大热点，并逐渐成为临床多种疾病 治疗的新途径。由于Hsp能够对各种形式的
组织细胞损伤提供保护作用，随着研究的
深人，应用药物或基因工程等技术诱导Hsp 作为肺损伤的治疗方法颇具前景。
底物结合位置 C端
2个锌指， I型独有 底物 结合 位置
I型HSP40
II型HSP40
核苷酸结合位置（N端）
底 物
HSP40与HSP70相互作用示意图
Hsp70的其他功能
Hsp70作为一种重要的内源性保护因子，可提高肺
组织对各种损伤的耐受性。肺组织中Hsp70表达的 增加可减轻肺水肿及炎性反应，减少肺组织细胞
多氨基酸序列不同的肽链可以有极为相似甚至 相同的空间结构，这就是第二密码的简并性。
简并性的证据
不同生物体中执行相同功能的蛋白质有AA序列上的 差异, 但却有相同的整体空间结构。
例如：线粒体Cytc的AA序列已经测定，AA残基数均在104 左 右, 但在不同生物体的Cytc中仅有21个AA是完全相同的，但是所 有Cytc 的整体空间结构却是非常相似的。
肽基脯氨酰顺反异构酶 (PPI)
PPI广泛分布于各种生物体及各种组织中， 多数定位于胞浆，但也存在于大肠杆菌的外周质、 红色面包霉的线粒体基质、酵母、果蝇和哺乳动 物的内质网。 肽基脯氨酰顺反异构酶是蛋白质三维构象形 成的限速酶，在细胞中通过非共价键方式，稳定 扭曲的酰胺过度态，而催化肽基脯氨酰顺反式的 相互转变。在肽链合成后需形成顺式构型时，可 使多肽在各脯氨酸弯折处形成准确折叠。
外壳蛋白 核糖核酸
在体外生理条件下重组得到 有感染活力的病毒粒子
Anfinsen实验
8mol/L尿素或6mol/L盐 酸胍及β-巯基乙醇
SH
牛胰核 糖核酸 酶
SH
SH
SH SH SH SH 110
SH
透析去掉尿素及β-巯基 乙醇，让变性酶的巯基在 空气中缓慢氧化，恢复其 原有的二硫键(4个) 和次 级键，酶的活性又逐渐恢 复（95～100%）。
细菌中含有二硫键蛋白 质的氧化和异构化过程。
DsbA蛋白负责氧化， DsbB是参 与重新氧化DsbA的一个膜蛋白。 还原形式的DsbC催化异构化过程。 DsbC的还原态由DsbD维持。
在真核生物中，只有 PDI1个蛋白在内质网中 既负责氧化也负责异构 化过程。
PDI的重新氧化由FAD依赖型内 质网氧化还原蛋白完成。
在未结合和结合GroES时GroEL结构域的重排
未结合配体 的GroEL
结合了ATP和GroES 的GroEL
球棍模型：疏水侧链
分子伴侣的主要作用——
为非自发性折叠蛋白质提供能折叠形成天 然空间构象的微环境。
GroEL/GroES系统促进蛋白质折叠过程
折 叠 酶
蛋白质多肤链的折叠过程中，还需要酶的催化，
也可译为侣伴蛋白)，是细胞内的一类保守蛋白
质，可识别肽链的非天然构象，促进各功能域
和整体蛋白质的正确折叠。
分子伴侣概述
分子伴侣的作用机制实际上就是它如何识别靶蛋
白，怎样与它结合，结合后会发生什么变化，在
什么条件下又解离，解离后分子伴侣和靶蛋白又
会如何等这样的问题。
对此目前认识还很少，现在只知道分子伴侣识别
密码的多意性。
例如，天然型朊病毒主要为α-螺旋结构， 而感染
型的朊病毒却主要为β -折叠结构，但二者一级结
构相同。
全局性
第二密码必须把蛋白分子作为一个全局来考虑，这就
从根本上决定了第二密码的复杂性，它不可能像第一
密码那样有简单的一对一的关系。
某些蛋白C-末端少数氨基酸的去除, 或侧链基团的翻译
3）分子伴侣一定不是最终组装完成的结构
的组成部分
一些蛋白酶的前导序列及核糖体蛋白的
泛尾肽——分子内分子伴侣
4）分子伴侣帮助正确的“非共价组装”,排除共价修饰酶. 5）不仅帮助新生肽链的折叠，还帮助新生肽成熟为活性蛋 白，包括转运、越膜定位、亚基组装等。
最大一类蛋白为热激蛋白（Hsp60，Hsp70， Hsp90 ）
变性蛋白复性是一个较慢过程（几十分钟），新生 肽链的折叠是一个快过程（几分钟）。
4.3、受助的蛋白质折叠
新生肽链的折叠的新观点:
1、新生肽链的折叠是随着肽链的延伸同时进行 折叠、又不断进行调整（协调动态过程）
先形成的结构会作用于后合成的肽链的折叠； 后形成的结构会影响已形成的结构的调整； 新生肽链的合成、延伸、折叠、调整→三维结构
Model）
成核-凝聚-生长模型（Nuclear-
Condensation-Growth Model）
拼版模型（Jig-Saw Puzzle Model）
与大量现代实验相矛盾
有的蛋白复性效率很低，甘油醛-3-磷酸脱氢酶
核糖核酸酶在较高蛋白质浓度、较高温度等接近生
理条件下，复性效率也不高
—顶端结构域
中间结构域—
—赤道 结构域
GroEL的立体结构图
GroEL+ GroES
一个亚基
GroES为7亚基 组成的盘状结构
GroES GroEL
GroEL 中的顶 端结构 域向上 垂直移 动以便 和 GroES 相互作 用。
GroES GroEL
顶端结构域 中间 结构域 赤道 结构域
疏水面
顺式 环 反式 环
后修饰，有时都可以对整体构象和功能产生重大影响。
在新生肽链合成过程中，后形成的肽段可以影响已经
形成的肽段的构象从而造成对分子整体的影响。
第二密码的全局性还体现在环境对分子结构的影响上，
水分子对于维系蛋白质一定的空间结构有重要作用。
破译“第二遗传密码”正是“蛋白质 结构预测”从理论上最直接地去解决蛋白
之一，并且被列为“21世纪的生物物理学”的重
要课题，它是分子生物学中心法则尚未解决的一
个重大生物学问题。从一级序列预测蛋白质分子
的三级结构并进一步预测其功能，是极富挑战性
的工作。研究蛋白质折叠 ，尤其是折叠早期过
程，即新生肽段的折叠过程是全面的最终阐明中 心法则的一个根本问题。
蛋白质折叠研究的背景
折叠中间物的非天然构象，而不能识别天然的构 象。
几点说明：
1）分子伴侣是从功能上定义的，凡具有这种功
能的蛋白都是分子伴侣，它们的结构可以完全不
同，可以是完全不同的蛋白.
2）分子伴侣的作用
通过催化的或非催化的方式，加速或减缓组装过程；
传递组装所需要的空间信息；
也可能只是抑制组装过程中不正确的副反应；
蛋白二硫键异构酶 (protein disulfide isomerases，PDI)
真核生物的PDI在内质网腔活性很高，细菌 中的类似物是Dsb家族，位于细菌外周质 (periplasm)，在肽链中催化错配二硫键断裂并形 成正确二硫键连接，最终使蛋白质形成热力学最 稳定的天然构象。 通过催化巯基与二硫键的交换反应，从而催 化蛋白质二硫键的形成、还原（断裂）或重排 （异构化）。 在蛋白质折叠过程中，主要催化含有二硫键 的膜蛋白或分泌蛋白的正确折叠。
质的折叠问题，这是蛋白质研究最后几个
尚未揭示的奥秘之一。
蛋白质折叠的研究内容
蛋白质折叠的研究，狭义的定义就是研究蛋
白质特定三维空间结构形成的规律、稳定性
及与其生物活性的关系。
在概念上有热力学的问题和动力学的问题； 蛋白质在体外折叠和在细胞内折叠的问题； 有理论研究和实验研究的问题。
DNA 遗传信息的传递
肽链
RNA
Proteins
实质上是多肽链
？
有活性的蛋白 质天然构象
遗传信息的传递应该是从核苷酸序列到有完 整结构的功能蛋白质的全过程。
第二遗传密码
多肽链的一级结构决定它的空间结构，既然前
者决定后者，一级结构和空间结构之间肯定存
在某种确定的关系，这是否也像核苷酸通过 “三联密码”决定氨基酸顺序那样有一套密码 呢？
称之为折叠酶。它们催化与蛋白质折叠直接有
关的、对形成功能构象所必需的共价键变化，
帮助蛋白质正确折叠。
折叠酶类型
(1) 蛋白质二硫键异构酶 PDI (Protein
disulfide isomerase)
(2) 肽基脯氨酰顺反异构酶PPI (Peptidyl
prolyl cis/trans isomerase)
体外实验结论扩展到体内：
细胞内新合成的多肽链，在其合成终了之后， 不需要别的分子的帮助，也不需要额外能量的补 充，就应该能够自发地折叠而形成它的三维结构。 ——所谓翻译后的自发折叠过程。
蛋白质折叠机制的理论模型
框架模型（Framework Model）
疏水塌缩模型（Hydrophobic Collapse
后来，有人把这设想的一级结构决定空间结构
的密码叫作“第二遗传密码”。
完整的提法应该是遗传密码的第二部分， 即蛋白质中氨基酸序列与其空间结构的对应 关系，国际上称之为第二遗传密码或折叠密 码。
第二遗传密码的特点
简并性
在第一遗传密码中有所谓“简并性”，即同一
AA可以由不同密码子所编码，如CGA 和AGC 都编码为Arg，UCC 和AGU都编码为Ser等。
蛋白质折叠研究的概况
20世纪60年代，安芬森（Anfinsen）基于还原变
性的牛胰RNase的研究提出“自组装学说”
Ellis 于1987年提出了蛋白质折叠的“辅助性组装
学说”。
4.2、蛋白质的自发折叠
经典的蛋白质折叠自组装学说 实验基础: Fraekel-Conral和Williams重组实验（20世纪50年 代）烟草斑纹病毒
随机重组:8个SH形成4个二硫键的概率是: 1/7×1/5×1/3=1/105 核糖核酸酶不仅重新折叠了,而且选择了105 种可能方式中正确的一种。
60年代，Anfinsen提出氨基酸序列决定了蛋
白质特定三维空间结构的著名假说。
self-assembly的主导学说： 蛋白质的氨基酸序列已经包含了它的三 维结构的全部信息（一级结构决定高级结构）
第四章 蛋白质的折叠
4.1、概述 4.2、蛋白质的自发折叠 4.3、受助的蛋白质折叠 4.4、蛋白质的折叠病 4.5、研究蛋白质折叠的意义
4.1、概述
蛋白质折叠的定义
蛋白质凭借相互作用在细胞环境(特定的 酸碱度、温度等)下自己组装自己，这种自我 组装的过程被称为蛋白质折叠 。
蛋白质折叠问题是生命科学领域的前沿课题
辅 分 子 伴 侣
“HSP”后面的数字表示以kDa为单位的分子伴侣的分子量。
HSP40（DnaJ）
尚缺乏N端J结构域，该结构域 能激活HSP70的 ATP酶活性并调节 Hsp70与底物的结
2个锌指， I型独有 底物 结合 位置
合。
I型HSP40 II型HSP40
HSP40（DnaJ）
HSP70 （DnaK）
普通肽单元
第二个残基为Pro的肽单元
反式
顺式
反式
顺式
对于大多数肽键而言，反式比顺式稳定1000倍。 对于第二个残基为Pro的肽键而言，反式仅比顺 式稳定4倍。
另外，两个在功能上完全无关的蛋白质，卵类黏蛋白
的第三结构域和核糖体结构蛋白L7/L12 的C-末端部分在AA序列上
仅有3%相同, 却具有几乎完全相同的空间结构。
此外，对蛋白质进行化学修饰或定点突变，对分子 的总体结构没有影响。
多意性
某些相同的氨基酸序列还可以在不同条件下决定
不同的空间结构，这种情况可以称之为第二遗传
2、细胞内新生肽链的折叠和成熟为功能
蛋白，一般来说是需要帮助的，而不是自发
的。
Hale Waihona Puke Baidu
一类新的生物功能的蛋白，能够帮助 细胞内的其它蛋白折叠
蛋白质的体外折叠与体内折叠
帮助新生肽折叠的蛋白（辅助蛋白）
分子伴侣 折叠酶 分子内伴侣
分子伴侣-蛋白质的保姆
分子伴侣：(Chaperone或molecular chaperone,
到底非天然构象的什么特征能被分子伴侣识别呢？
确切的原因还未知，目前只知道在天然构象
中，疏水残基多半位于分子的内部而形成疏水核，
去折叠后就可能暴露出来，或者在新生肽段的折叠
过程中，会暂时形成在天然构象中本应该存在于分 子内部的疏水表面，因此认为分子伴侣最有可能是 与疏水表面相结合。
分子伴侣的类型
=GropES+GropEL
GroEL （HSP60）型伴侣素
存在于真细菌、线粒体和叶绿体中，由双层 7 个亚
基组成的圆环组成，每个亚基分子量约为 60Ku 。
它们在体内与一种辅助因子，如 E. coli 中的 GroES ，
协同作用以帮助蛋白折叠。除了叶绿体中的类似物 外，这些蛋白是应急反应诱导的。
两个七亚基圆环
一个亚基
凋亡，从而改善氧合功能，降低病死率。
增加心脏组织中Hsp70基因的表达，可使心脏具有
抵抗缺血或内毒素损伤的作用
近几年 ，有关Hsp70的研究已成为分子生物
学的一大热点，并逐渐成为临床多种疾病 治疗的新途径。由于Hsp能够对各种形式的
组织细胞损伤提供保护作用，随着研究的
深人，应用药物或基因工程等技术诱导Hsp 作为肺损伤的治疗方法颇具前景。
底物结合位置 C端
2个锌指， I型独有 底物 结合 位置
I型HSP40
II型HSP40
核苷酸结合位置（N端）
底 物
HSP40与HSP70相互作用示意图
Hsp70的其他功能
Hsp70作为一种重要的内源性保护因子，可提高肺
组织对各种损伤的耐受性。肺组织中Hsp70表达的 增加可减轻肺水肿及炎性反应，减少肺组织细胞