分子生物学

第一章蛋白质分子的折叠和定位

折叠

（一）细胞中大多数天然蛋白质折叠都不是自动完成，而需要其他酶、蛋白辅助---即分子伴侣（molecular chaperone）。分子伴侣的作用是可逆地与未折叠肽段的疏水部分结合随后松开，如此重复进行可防止错误的聚集发生，使肽链正确折叠。也可与错误聚集的肽段结合，使之解聚后，再诱导其正确折叠。也促进二硫键的正确形成。

定义：分子伴侣是指一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质，它们在细胞内帮助其他含多肽的结构完成正确的组装，而且在组装完毕后与之分离，不构成这些蛋白质结构执行功能时的组份，分子伴侣本身不包括控制正确折叠所需的构象信息，但是能阻止非天然态多肽链的错误折叠或凝集，给处在折叠中间体的多肽链提供更多正确折叠的机会。

分子伴侣功能：1、阻止新生肽链的不正常聚集2、阻止胁迫条件下的蛋白质分子聚集3、帮助寡聚体蛋白质的组装4、帮助蛋白质分子的跨膜转运5、使聚集的蛋白质分子解散6、使蛋白质分子维持一定的构象7、参与信号转导。

（二）折叠酶

二硫键异构酶（protein disulfide isomerase，PDI）

肽基-脯氨酰顺反异构酶(peptidyl prolyl cis-trans isomerase，PPI)

定位—信号肽--各种新生分泌蛋白的N端有保守的氨基酸序列称信号肽，约13—36氨基酸残基分为三段。N端为碱性区，含有一到二个碱性氨基酸残基；中间为疏水核心区，约10—15个氨基酸残基，主要为疏水中性氨基酸；C端为加工区，多含极性、小侧链氨基酸，紧接着是被信号肽酶裂解的位点。

线粒体蛋白的定位

细胞核蛋白质的定位

过氧化物酶体蛋白的定位

分泌蛋白的定位

第二章蛋白质的修饰与降解

蛋白质的修饰

（一）通过非共价键亚基聚合形成具有四级结构的蛋白质

具有四级结构的蛋白质由两条以上的肽链通过非共价键聚合，形成寡聚体(oligomer)。（二）辅基连接后形成完整的结合蛋白质

结合蛋白质合成后都需要结合相应辅基，才能成为具有功能活性的天然蛋白质。

（三）疏水脂链共价连接

蛋白质一级结构：肽链末端修饰（氨基肽酶，乙酰化）、肽链的水解加工修饰、氨基酸残基化学修饰（磷酸化，糖基化，泛素化…乙酰化，甲基化，脂基化，sumo化）。

【组蛋白修饰（磷酸化、甲基化、乙酰化、去氨基化、泛素化、巴豆酰化）】

蛋白质降解：细胞内的蛋白质分子处于一动态平衡过程中。进行自我更新。

蛋白质分子降解的生理功能：1、清理不正常蛋白质的管家功能2、破坏正常蛋白质的调节功能。

蛋白质降解途径：细胞内—酶体途径，细胞自噬途径，内吞途径。

泛素-蛋白酶体系统（ubiquitin-proteasome system,UPS）

自噬溶酶体（autophagy-lysosome）系统

自噬（autophagy）是真核生物进化过程中高度保守一类降解途径，通过形成双层膜的自噬

体，将蛋白质等生物大分子或细胞器（线粒体等）回收至溶酶体将其降解为氨基酸、单糖等小分子，实现循环再利用。

1、巨型细胞自噬(macroautophagy)，又称为大自噬，是指细胞内新生的球状脂质双层包裹胞浆蛋白和细胞器，并运送到溶酶体降解的自噬行为。

2、微型细胞自噬(microautophagy)，又称为小自噬，是指通过溶酶体膜的内陷、突起和/或分隔，直接吞入细胞浆的自噬行为。

3、分子伴侣介导的细胞自噬(chaperone mediated autophagy，CMA)，是指由分子伴侣将靶蛋白转送至溶酶体内的自噬行为。这只见于哺乳类动物细胞。

自噬功能：应急功能，防御功能，维持细胞稳态，延长寿命，参与控制细胞死亡及癌症。

自噬分子机制: mTORC1:哺乳动物的雷帕霉素靶蛋白复合物1｡Atg12/LC3:两种泛素样加工系统,包裹自噬底物形成自噬体｡Atg12-Atg5-Atg16L1:与外膜结合,促进伸展。Atg5:决定膜伸展方向LC3-Ⅱ:自

噬体标志分子,判断诱导或抑制。Atg9:嵌膜蛋白来回循环移动活化该激酶复合物从而产生自噬分隔膜｡PE:

磷脂酰乙醇胺

自噬检测技术？

第三章蛋白质相互作用

蛋白质相互作用（protein-protein interaction，PPI）是指两个或两个以上的蛋白质分子通过非共价键形成蛋白质复合体（protein complex）的过程

PPI 界面依靠非共价键维系氢键、范德华力、疏水力、离子键、共价键。

PPI 界面大小影响稳定性

结构域是蛋白质中折叠较为紧密且具有一定功能的球状和纤维状的结构，以模块方式具有多种不同功能的分子。SH2，SH3，PH，WW，PDZ

PPI的研究技术：酵母双杂交筛选系统

蛋白质亲和色谱

Pull-down 技术

免疫共沉淀

细胞免疫荧光染色

荧光共振能量转移（FRET）

表面等离子共振(SPR)

蛋白质芯片技术、交联技术（cross－linKing）、蛋白质探针技术、噬菌体展示技术（Phage display）、生物信息学的方法（Docking 嵌合计算）。

第三章，2节蛋白质组学

蛋白质组（proteome）：

一个基因组、一种生物和

一种细胞/组织所表达的

全套蛋白质。

蛋白质组学（proteomics）

以蛋白质组为研究对

象，大规模、系统地研究

蛋白质的特征及结构，包

括蛋白质的表达水平、翻

译后修饰及其相互作用等。

【在基因组水平上分析蛋