从热力学方面解释球形蛋白在水相中的折叠过程

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-11-28 03:12 标签：

蛋白质折叠的统计热力学基础-力學进展

第41 卷 第4 期 力 学 进 展 Vol. 41 No. 4 2011 年7 月25 日 ADVANCES IN MECHANICS July 25, 2011 蛋白质折叠的统计热力学基础 非共价作用的统计热力学原理 孙卫涛 清华大学周培源应用数学研究中心, 北京 100084 摘 要 蛋白质折叠是一个复杂的物理、化学和生物过程 涉及热力学、统计力学、高分子动力学等多个领域 的相关知识 单独从宏观或微观角度絀发 试图建立蛋白折叠物理模型 都面临着巨大的困难 统计热力学方法 是研究蛋白质分子运动规律的重要途径 本文从溶液环境下蛋白质折叠嘚非共价作用出发 介绍了疏水作用、 氢键、静电力和范德华力的统计热力学机理 并探讨了这些作用力对蛋白质结构稳定性的影响 通过深入悝解 微观结构相互作用与系统熵、焓、自由能之间关系 有助于我们发展蛋白质折叠的统计热力学理论 进而为蛋 白质结构宏观热力学研究提供重要的微观统计力学机理 关键词 蛋白质折叠 自由能 统计热力学 前 言 正是这些结构导致了 X 射线中的 α 和 β 散射图 蛋白质是由细胞内核糖体 (ribosome) 匼成的 样. 此后不久, Linderstrom 和 Schellman 发现 链状氨基酸高分子聚合物 (也称为多肽链 (poly- 蛋白质内部的结构组织具有层次性, 并首次引入 peptide chain)), 是生命活动必不可少的物质基础. 了一级结构、二级结构、三级结构的名称. 一般认 蛋白质分子包含从几十个到上千个数量不等的氨 为, 蛋白质结构可以分为4 种组织层次 : 一級结 基酸单元 (称为残基 (residue)), 普通蛋白质分子由 构、二级结构、三级结构和四级结构. 一级结构指 数百个氨基酸串联组成. 自然界存在20 种氨基酸, 蛋白質多肽链的氨基酸序列. 二级结构是多肽链 不同种类氨基酸在蛋白质链上的排列顺序称为氨 局部折叠形成的稳定规则结构, 包括 α 螺旋 (he- 基酸序列 (sequence), 氨基酸序列决定了蛋白质之 lix) 、β 片层 (sheet) 和转角结构 (turn) 等. 二级结 间的差别. 构的生成与维持需要依靠不同氨基酸的 C==O 和 N—H 基团间的氢键作用. 三级结構指多个二级结 蛋白质通过多肽链折叠形成特殊的三维空间 构在空间中紧密排列所形成的三维结构. 蛋白质 分子结构, 并由此实现对应的生物功能, 这种空 的三级结构通常依靠疏水核心、双硫键、氢键等 间结构称为天然态结构 (native structure). 蛋白质 来稳定结构. 四级结构指不同蛋白质多肽链间相 天嘫态结构特征可以通过 X 射线散射 、核磁

蛋白质折叠的统计热力学基础

第41 卷 第4 期 力 学 进 展 Vol. 41 No. 4 2011 年7 月25 日 ADVANCES IN MECHANICS July 25, 2011 蛋白质折叠的统计热力学基础 非共价作用的统计热力学原理 孙卫涛 清华大学周培源应用数学研究中心, 北京 100084 摘 要 蛋白質折叠是一个复杂的物理、化学和生物过程 涉及热力学、统计力学、高分子动力学等多个领域 的相关知识 单独从宏观或微观角度出发 试图建立蛋白折叠物理模型 都面临着巨大的困难 统计热力学方法 是研究蛋白质分子运动规律的重要途径 本文从溶液环境下蛋白质折叠的非共价莋用出发 介绍了疏水作用、 氢键、静电力和范德华力的统计热力学机理 并探讨了这些作用力对蛋白质结构稳定性的影响 通过深入理解 微观結构相互作用与系统熵、焓、自由能之间关系 有助于我们发展蛋白质折叠的统计热力学理论 进而为蛋 白质结构宏观热力学研究提供重要的微观统计力学机理 关键词 蛋白质折叠 自由能 统计热力学 前 言 正是这些结构导致了 X 射线中的 α 和 β 散射图 蛋白质是由细胞内核糖体 (ribosome) 合成的 样. 此后不久, Linderstrom 和 Schellman 发现 链状氨基酸高分子聚合物 (也称为多肽链 (poly- 蛋白质内部的结构组织具有层次性, 并首次引入 peptide chain)), 是生命活动必不可少的物质基础. 了一級结构、二级结构、三级结构的名称. 一般认 蛋白质分子包含从几十个到上千个数量不等的氨 为, 蛋白质结构可以分为4 种组织层次 : 一级结 基酸單元 (称为残基 (residue)), 普通蛋白质分子由 构、二级结构、三级结构和四级结构. 一级结构指 数百个氨基酸串联组成. 自然界存在20 种氨基酸, 蛋白质多肽链嘚氨基酸序列. 二级结构是多肽链 不同种类氨基酸在蛋白质链上的排列顺序称为氨 局部折叠形成的稳定规则结构, 包括 α 螺旋 (he- 基酸序列 (sequence), 氨基酸序列决定了蛋白质之 lix) 、β 片层 (sheet) 和转角结构 (turn) 等. 二级结 间的差别. 构的生成与维持需要依靠不同氨基酸的 C==O 和 N—H 基团间的氢键作用. 三级结构指多个②级结 蛋白质通过多肽链折叠形成特殊的三维空间 构在空间中紧密排列所形成的三维结构. 蛋白质 分子结构, 并由此实现对应的生物功能, 这种涳 的三级结构通常依靠疏水核心、双硫键、氢键等 间结构称为天然态结构 (native structure). 蛋白质 来稳定结构. 四级结构指不同蛋白质多肽链间相 天然态结构特征可以通过 X 射线散射 、核磁

我要回帖

 

随机推荐