分子生物學(xué)：第一章 氨基酸序列中的功能性密碼

1、第一章 氨基酸序列中的功能性密碼第一節(jié) 氨基酸序列的合成 第二節(jié) 氨基酸序列與蛋白質(zhì)分選 第三節(jié) 氨基酸序列與信號肽 第四節(jié) 氨基酸序列與導(dǎo)肽 第五節(jié) 氨基酸序列與蛋白質(zhì)折疊第六節(jié) 氨基酸序列與酶的活性第七節(jié) 氨基酸序列與細(xì)胞凋亡 蛋白質(zhì)中的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 多肽的轉(zhuǎn)運(yùn)與定位 蛋白質(zhì)的折疊 蛋白質(zhì)的分泌與分選 蛋白質(zhì)的降解以及細(xì)胞的的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)氨基酸序列的作用1.色氨酸Tryptophan（Trp）11.丙氨酸Alanine（Ala）2.異亮氨酸Isoleucine（Ile）12.精氨酸Arginine（Arg）3.酪氨酸Tyrosine（Tyr）12.半胱氨酸Cysteine（Cys）4.苯丙氨酸Ph

2、enylalanine（Phe）14.谷氨酸Glutamicacid（Glu）5.脯氨酸Proline（Pro）15.天門冬氨酸Asparticacid（Asp）6.亮氨酸Leucine（Leu）16.蘇氨酸Threonine（Thr）7.纈氨酸Valine（Val）17.絲氨酸Serine（Ser）8.賴氨酸Lysine（Lys）18.甘氨酸Glycine（Gly）9.組氨酸Histidine（His）19.天門冬酰胺Asparagine（Asn）10.甲硫氨酸Methionine（Met）20.谷氨酰胺Glutamine（Gln） 氨基酸以及縮寫符號 第一節(jié) 氨基酸序列的合成氨基酸彼此在核

3、糖體上縮合成多肽鏈，是通過核糖體循環(huán)而實(shí)現(xiàn)的。此循環(huán)可分為肽鏈合成的起始(intiation)，肽鏈的延伸(elongation)和肽鏈合成的終止(termination)三個主要過程。 1 肽鏈合成的起始肽鏈合成的30S起始復(fù)合物 三元復(fù)合物(trimer complex)，又稱IF3-30S亞基-mRNA三元復(fù)合物。在起始因子2(IF2)的作用下，甲酰甲硫氨酸-起始型tRNA(fMet-tRNA) ，依靠密碼子與反密碼子相互反應(yīng)，與mRNA分子中的起始密碼子(AUG或GUG)相結(jié)合。同時IF3從三元復(fù)合物脫落，形成30S前起始復(fù)合物(30S pre-initiation complex)，

4、即IF2-30S亞基-mRNA-fMet-tRNA復(fù)合物。此步需要GTP和Mg2+參與。 肽鏈合成的70S起始復(fù)合物 50S亞基與上述的30S前起始復(fù)合物結(jié)合，同時IF2脫落，形成70S起始復(fù)合物，即30S亞基-mRNA-50S亞基-fMet-tRNA復(fù)合物。此時fMet-tRNA占據(jù)著50S亞基的肽酰位（peptidyl site，簡稱為P位或給位），而50S的氨基酰位（aminoacyl site，簡稱為A位或受位）暫為空位。 2 肽鏈的延伸這一過程包括進(jìn)位、肽鍵形成、脫落和移位等四個步驟。肽鏈合成的延長需兩種延長因子(Elongation factor，簡寫為EF)，分別稱為EF-T和E

5、F-G 。此外尚需GTP供能以加速翻譯過程。 進(jìn)位：即新的氨基酰-tRNA進(jìn)入50S大亞基A位，并與mRNA分子上相應(yīng)的密碼子結(jié)合。此步需GTP、EF-T及Mg2+的參與。 肽鍵形成：在大亞基上肽酰轉(zhuǎn)移酶的催化下，將P位點(diǎn)上的tRNA所攜帶的甲酰甲硫氨酰(或肽酰基)轉(zhuǎn)移給A位上新進(jìn)入的氨基酰-tRNA的氨基酸上，即由P位上的氨基酸(或肽的羧基端氨基酸)提供-COOH基，與A位上的氨基酸的-NH2基形成肽鏈。此步需Mg2+及K+的存在。脫落：即50S亞基P位上無氨基酸負(fù)載的tRNA脫落。 移位：指在EF-G和GTP的作用下，核糖體沿mRNA鏈(53)作相對移動。每次移動相當(dāng)于一個密碼子的距離，使

6、得下一個密碼子能準(zhǔn)確的定位于A位點(diǎn)處。 3肽鏈合成的終止肽鏈合成的終止，需終止因子或釋放因子(releasing factor，簡寫為RF)參與 。RF具有識別mRNA鏈上終止密碼子使肽鏈釋放，核糖體解聚的作用。 第二節(jié) 氨基酸序列與蛋白質(zhì)分選細(xì)胞內(nèi)合成的蛋白質(zhì)之所以能夠定向的轉(zhuǎn)運(yùn)到特定的細(xì)胞器，取決于兩個方面：其一是蛋白質(zhì)中包含特殊的信號序列（signal sequence or targeting sequence ），其二是細(xì)胞器上具特定的信號識別裝置（分選受體，sorting receptor）。兩類蛋白質(zhì)分選信號：信號序列（signal sequence）：存在于蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)上的線

7、性序列，通常15-60個氨基酸殘基，有些信號序列在完成蛋白質(zhì)的定向轉(zhuǎn)移后被信號肽酶（signal peptidase）切除。信號斑（signal patch）：存在于完成折疊的蛋白質(zhì)中，構(gòu)成信號斑的信號序列之間可以不相鄰，折疊在一起構(gòu)成蛋白質(zhì)分選的信號。哺乳動物細(xì)胞大約含有 10, 000 種蛋白質(zhì)， 酵母約含 5, 000 種 除了少量的蛋白質(zhì)由線粒體和葉綠體 DNA 編碼外，其余蛋白質(zhì)都是由細(xì)胞核 DNA 編碼，在細(xì)胞質(zhì)（cytosol）游離核 糖體（free ribosomes）上合成細(xì)胞要發(fā)揮正常功能，必須使每一個蛋白 質(zhì)都要在膜（細(xì)胞膜，細(xì)胞器膜）或水相 腔室（細(xì)胞質(zhì)，細(xì)胞器基質(zhì)或內(nèi)

8、膜腔）中 正確定位。 如： 1、受體蛋白、離子通道蛋白和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白需要嵌在質(zhì) 膜內(nèi)； 2、 DNA 、RNA 聚合酶需送到核（nucleus ） ； 3、蛋白酶（proteolytic enzymes）和過氧化氫酶 （catalase）應(yīng)分別轉(zhuǎn)運(yùn)至溶酶體（lysosome） 和過氧化物酶體（peroxisome）；4、其他如細(xì)胞外間質(zhì)（ECM）和激素則需要分泌到 細(xì)胞外。蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn) 一、信號序列（斑塊）、跨膜疏水區(qū)和分揀信號 二、伴侶蛋白（chaperone） 三、翻譯同步轉(zhuǎn)運(yùn)和翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn) 一、信號序列（斑塊）、跨膜疏水區(qū) 和分揀信號1. 信號序列（斑塊） 2. 跨膜疏水區(qū) 3. 分揀信號1.

9、 信號序列（斑塊）（signal sequece/patch）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmic reticulum, ER）信號序列： 存在于所有分泌蛋白質(zhì)的前體中。一般位于肽鏈 N-terminus ，引導(dǎo)新生肽從細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)?；|(zhì)（matrix）信號序列：引導(dǎo)新合成的蛋白質(zhì)經(jīng)過跨 膜轉(zhuǎn)運(yùn)從細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞器基質(zhì)。內(nèi)膜腔（intermembrane space）信號序列： 新合成的蛋白質(zhì)進(jìn)入基質(zhì)后，基質(zhì)信 號序列被切除，然后由內(nèi)膜腔信號序 列引導(dǎo)蛋白質(zhì)進(jìn)入內(nèi)膜腔（即內(nèi)、 外膜間隙）。 信號斑塊：蛋白質(zhì)分子中由于肽鏈折疊而使 互不連續(xù)的肽段相互靠攏，而構(gòu)成的 局部立體結(jié)構(gòu)，其功能與信號序列相

10、似。 信 號 斑 塊：蛋白質(zhì)分子中由于肽鏈折疊而使互不連續(xù)的肽段相互靠近構(gòu)成的局部立體結(jié)構(gòu)，其功能與信號序列相似。2.跨膜疏水區(qū)信號-錨定序列（signal-anchor sequence）：引 導(dǎo)新生肽鏈從細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)并錨定在 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中。 停止轉(zhuǎn)運(yùn)-錨定序列（stop transfer-anchor sequence） ：停止新生肽鏈的轉(zhuǎn)運(yùn)并錨定在內(nèi) 質(zhì)網(wǎng)膜中。 信號-停止轉(zhuǎn)運(yùn)-錨定序列（signal-stop transfer anchor sequence）：兼有上述二者功能。 3.分揀信號（sorting signal）存在于已合成的蛋白質(zhì)中，能被特異的 受體所識別，從而引導(dǎo)蛋白

11、質(zhì)到達(dá)合適的 地點(diǎn)。 如溶酶體分揀信號 M6P、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分揀信 號 KDEL 等 （賴天谷亮） 各種蛋白質(zhì)含有一種或多種信號序 列或跨膜疏水區(qū)，從而決定了它們在細(xì) 胞內(nèi)的精確定位。兩類分選信號 一些典型的分選信號功能信號序列輸入細(xì)胞核-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-輸出細(xì)胞核-Leu-Ala-Leu-Lys-Leu-Ala-Gly-Leu-Asp-Ile-輸入線粒體+H3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-Phe-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu

12、-Leu-輸入質(zhì)體+H3N-Met-Val-Ala-Met-Ala-Met-Ala-Ser-Leu-Gln-Ser-Ser-Met-Ser-Ser-Leu-Ser-Leu-Ser-Ser-Asn-Ser-Phe-Leu Gly- Gln-Pro-Leu- Ser-Pro-Ile-Thr-Leu-Ser-Pro-Phe-Leu- Gln- Gly-輸入過氧化物酶體-Ser-Lys-Leu-COO-輸入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)+H3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Leu-Leu-Val-Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr

13、-Lys-Cys-Glu-Val-Phe-Gln返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-Lys-Asp-Glu-Leu-COO-（KDEL）二、伴侶蛋白（chaperone）細(xì)胞內(nèi) 95% 以上的蛋白質(zhì)處于天然構(gòu)象狀 態(tài)，所以蛋白質(zhì)的折疊效率很高。 有些蛋白質(zhì)由于自身內(nèi)部發(fā)生的相互作用 而進(jìn)行自我組裝（self assembly），但更 多蛋白質(zhì)的折疊需要伴侶蛋白參與。 伴侶蛋白廣泛地存在于所有生物細(xì)胞 內(nèi)，他們與靶蛋白的活性表面結(jié)合， 阻止這些活性表面與蛋白質(zhì)其他部分 發(fā)生作用，從而防止蛋白質(zhì)形成錯誤 構(gòu)象。 伴侶蛋白有 ATP 酶（ATPase）活性， 它們結(jié)合并穩(wěn)定靶蛋白的過程需要 ATP 水解。 伴侶蛋白的功能伴

14、侶蛋白與正在合成中的肽鏈結(jié)合， 介導(dǎo)各功能域乃至整個蛋白質(zhì)分子的 正確折疊。與胞液中合成的線粒體及葉綠體蛋白 質(zhì)結(jié)合，使肽鏈保持伸展?fàn)顟B(tài)而被跨 膜轉(zhuǎn)運(yùn)。應(yīng)激狀態(tài)下，與非天然構(gòu)象的蛋白質(zhì)結(jié) 合，穩(wěn)定其結(jié)構(gòu)，防止蛋白質(zhì)變性后內(nèi) 部疏水基團(tuán)暴露而發(fā)生不可逆的凝集。 另外，伴侶蛋白還介導(dǎo)新復(fù)制的 DNA 和組蛋白裝配成染色質(zhì)，蛋白質(zhì)的降解， 類固醇激素信號傳遞中類固醇受體的變 構(gòu)，某些酪氨酸蛋白激酶的活化等多種 生理生化過程。伴侶蛋白可分為兩類1. molecular chaperone：與未折疊或部分 折疊的蛋白質(zhì)結(jié)合，防止蛋白質(zhì)降解。 2. Chaperonin：陪伴蛋白。多個分子伴侶 蛋白形成的

15、復(fù)合體，能直接推動蛋白質(zhì) 的折疊。1. molecular chaperoneHsp70（heat shock protein）分子伴侶家族。 包括 Hsp70（細(xì)胞質(zhì)、線粒體基質(zhì)），Bip （immunoglobulin heavy-chain binding protein, 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)），DnaK（細(xì)菌）。 Hsp70 的作用機(jī)制： Hsp70 與 ATP 結(jié)合后， 呈開放形式，其疏水“口袋”暴露出來，與靶 蛋白的疏水區(qū)結(jié)合。然后 ATP 水解，hsp70 變成關(guān)閉形式，釋放蛋白質(zhì)。 2. chaperonin少數(shù)蛋白質(zhì)（如細(xì)胞骨架中的肌動蛋白、 微管蛋白）的正確折疊需要chaperonin

16、 輔助. 真核 chaperonin: 如TCIP(tubular cell interaction products )，大的桶形多聚 體復(fù)合物，由 8 個 Hsp60 亞基組成。 細(xì)菌 chaperonin：GroEL（大腸桿菌 Hsp60 ）， 14 個相同的亞基組成，形成兩個七聚體的環(huán)。每個 亞基結(jié)合一個 ATP。兩個環(huán)上下堆疊在一起，中間 形成一個通道。 GroES（大腸桿菌陪伴蛋白之一） 是 一個七聚體復(fù)合物，與GroEL結(jié)合，幫助 GroEL 完成蛋白質(zhì)折疊，因此稱為 co-chaperonin三、翻譯同步轉(zhuǎn)運(yùn)和翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn) 真核生物細(xì)胞中所有蛋白質(zhì)的起始合成都是在游離核糖體 1.

17、 翻譯同步轉(zhuǎn)運(yùn)（co-translational translocation） 2. 翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)（post-translational translocation）1. 翻譯同步轉(zhuǎn)運(yùn)（co-translational translocation）蛋白質(zhì)在游離核糖體中先合成N-terminus 信號序列（即內(nèi)質(zhì)網(wǎng)信號序列），信號序列介導(dǎo)核 糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合，使新生肽鏈邊合成邊進(jìn)入內(nèi) 質(zhì)網(wǎng)腔（ER lumen）或插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜。 進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔或膜的蛋白質(zhì)，除了一部分留 在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)外， 其他的形成轉(zhuǎn)運(yùn)小泡（transport visicle）被運(yùn)輸?shù)礁鱾€細(xì)胞器或分泌到細(xì)胞外（分 泌途徑）。分泌途徑（s

18、ecretory pathway）是指通過翻 譯同步轉(zhuǎn)運(yùn)、小泡介導(dǎo)的方式把蛋白質(zhì) 分泌到細(xì)胞外。蛋白質(zhì)分泌有兩種形式：組成型分泌（constitutive secretion），即蛋白質(zhì)持續(xù) 地進(jìn)行的分泌。這些蛋白質(zhì)在外側(cè)高爾基體網(wǎng) （trans-Golgi network）進(jìn)行分揀，然后由轉(zhuǎn)運(yùn) 小泡運(yùn)送到質(zhì)膜并與質(zhì)膜融合，最后通過外吐作 用（exocytosis）釋放到細(xì)胞外 調(diào)控型分泌（regulated secretion），蛋白質(zhì)在外側(cè)高 爾基體網(wǎng)絡(luò)分揀后形成分泌小泡（secretory vesicles），然后儲存在細(xì)胞內(nèi)，有神經(jīng)或激素 刺激時從細(xì)胞內(nèi)釋放出來 新生蛋白質(zhì)從核糖體進(jìn)入

19、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的過程 分泌性蛋白通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔 膜蛋白插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜 分泌性蛋白通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔 信號序列 信號識別顆粒和受體 易位子 能量供應(yīng) 信號序列由 1630個氨基酸殘基組成，一般位于 N-terminus， 含有一個或兩個帶正電荷殘基，后面是連續(xù)的612 疏水性氨基酸殘基. 引導(dǎo)游離核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合，起始新生肽鏈向內(nèi)質(zhì) 網(wǎng)膜的轉(zhuǎn)運(yùn). 疏水殘基形成的信號序列與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上受體蛋白結(jié)合 的位點(diǎn)有關(guān). 信號序列由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的信號肽酶（signal peptidase） 切除。所以成熟的蛋白質(zhì)沒有信號序列. 信號識別顆粒（ SRP ）和受體（SRP receptor）SRP 是一種核

20、糖核蛋白（ribonucleoprotein）， 由 6 條多肽鏈及含 300 個核苷酸的 7S 小 RNA 組成。 P54 的一個區(qū)域含有甲硫氨酸殘基簇。甲硫 氨酸的疏水側(cè)鏈向外伸展，與信號序列的疏 水氨基酸殘基相結(jié)合。P9 / P14 與核糖體相互作用。 P68 / P72 為蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)所必需。 SRP 功能：介導(dǎo)新生肽鏈與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合； 在核糖體沒有與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合時阻止肽 鏈延長。信號識別顆粒受體（ SRP receptor ），又稱?？康?白（docking protein） 由兩個亞基組成： subunit 為膜蛋白：含 300 個氨基酸殘基。 subunit 是膜周邊蛋白 ：含 6

21、40 個氨基酸殘基， 負(fù)載著GDP，并且有 GTP 酶活性。 SRP receptor 功能: 與 SRP 結(jié)合并起始肽鏈向內(nèi)質(zhì) 網(wǎng)膜轉(zhuǎn)運(yùn)；使肽鏈的延長繼續(xù)進(jìn)行。 易位子（translocon）新生肽鏈由于 N-terminus 帶有正電荷，不 能輕易進(jìn)入疏水的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜。所以要完成蛋白 質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)，需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜提供一個水相通道 （aqueous channel）。這個水相通道就是易位 子。 易位子含兩種蛋白成分轉(zhuǎn)位鏈相關(guān)膜蛋白（translocating chain-associated membrane protein, TRAM protein） TRAM 蛋白 至少跨膜 8 次，能與新生肽

22、鏈進(jìn)行交聯(lián)。 Sec61 蛋白（酵母secretion gene 產(chǎn)物），易位子通道的主 要蛋白成分。哺乳動物 Sec61p 含 10 個跨膜 helices，與 Sec61 和 Sec61 共同形成 Sec61 復(fù)合 物。這個復(fù)合物能與核糖體大亞基緊密結(jié)合，從而 把核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜連接起來。易位子的功能無蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)時，易位子的胞質(zhì)面被 Sec61p 蛋白的一個片段關(guān)閉。 核糖體-新生鏈復(fù)合物結(jié)合后，易位子打開， 同時核糖體與易位子之間緊密密封以防止小 子物質(zhì)進(jìn)入易位子。 然后肽鏈一邊合成一邊通過易位子通道進(jìn)入內(nèi) 質(zhì)網(wǎng)。 能量供應(yīng)SRP 的 P54 蛋白和 SRP 受體的 subunit 都

23、負(fù)載著 GDP，且都有 GTPase 活性。 GTP 取代 GDP，促進(jìn)核糖體-新生肽鏈-SRPSRP 受體復(fù)合物的形成。 水解 GTP，復(fù)合物解離，核糖體-新生肽鏈易位子復(fù)合物形成。SRP 和受體進(jìn)入下一輪 循環(huán)，而肽鏈轉(zhuǎn)移繼續(xù)進(jìn)行。分泌性蛋白通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的 全過程 膜蛋白插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜膜蛋白以翻譯同步轉(zhuǎn)運(yùn)的方式一邊合成一邊插入內(nèi) 質(zhì)網(wǎng)膜中。 合成完畢后，一部分留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，但大部分通過 小泡轉(zhuǎn)運(yùn)到質(zhì)膜或其他細(xì)胞器膜（如滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、 高爾基復(fù)合體、溶酶體、內(nèi)體）。 在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，蛋白質(zhì)的方向保持不變。比如，同 一個片段總是向著細(xì)胞質(zhì)。所以膜蛋白的方向都是 在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成時建立的。

24、 膜蛋白插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的過程需要多種信號序列。 各種膜蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中的方向 2. 翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)（post-translational translocation）翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)指的是游離多聚核糖體上合成的蛋 白質(zhì)的運(yùn)輸。 （1）轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體（mitochondria） （2）轉(zhuǎn)運(yùn)到葉綠體（chloroplast）（3）轉(zhuǎn)運(yùn)到過氧化體（peroxisome） （4）轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核（nuclear） 第三節(jié) 氨基酸序列與信號肽經(jīng)典的信號肽（signal peptide）概念 ：是指某種分泌蛋白質(zhì)及細(xì)胞膜蛋白質(zhì)等，以前體多肽的形式合成，其N末端含有作為通過膜時之信號的氨基酸序列，這種氨基酸序列稱信號肽或信號

25、序列。由1525個氨基酸所組成，在N末端附近除有堿性氨基酸外，還主要含疏水性氨基酸，特別是在其中部沒有帶電荷的氨基酸。分泌蛋白質(zhì)通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的機(jī)理 第四節(jié) 氨基酸序列與導(dǎo)肽 導(dǎo)肽的概念 導(dǎo)肽又稱轉(zhuǎn)運(yùn)肽(transit peptide)或?qū)蛐蛄?targeting sequence)，它是游離核糖體上合成的蛋白質(zhì)的N-端信號。 導(dǎo)肽是新生蛋白N-端一段大約2080個氨基酸的肽鏈, 通常帶正電荷的堿性氨基酸(特別是精氨酸和賴氨酸)含量較為豐富。不同的轉(zhuǎn)運(yùn)肽之間沒有同源性，說明導(dǎo)肽的序列與識別的特異性有關(guān)，而與二級或高級結(jié)構(gòu)無太大關(guān)系。 需要受體；消耗ATP；需要分子伴侶；要電化學(xué)梯度驅(qū)動；要信號

26、肽酶切除信號肽；通過接觸點(diǎn)進(jìn)入；非折疊形式運(yùn)輸。 導(dǎo)肽運(yùn)送蛋白質(zhì)時具有以下特點(diǎn):穿越線粒體膜需要一系列的折疊和非折疊 第五節(jié) 氨基酸序列與蛋白質(zhì)折疊蛋白質(zhì)執(zhí)行各種特定的生物功能完全仰賴其特定的氨基酸序列和三維空間結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測與蛋白質(zhì)折疊是生命科學(xué)研究的核心問題之一,也是后基因時代推動生物學(xué)朝著定量化發(fā)展的重要方向之一,它是分子生物學(xué)中心法則還沒有解決的一個重大生物學(xué)問題。 1 蛋白質(zhì)折疊的熱力學(xué)與動力學(xué)控制天然蛋白質(zhì)多肽鏈采取的構(gòu)象是在一定環(huán)境條件下熱力學(xué)上最穩(wěn)定的結(jié)果采取天然構(gòu)象的多肽鏈和它所處的一定環(huán)境條件（如溶液組分、pH、溫度、離子強(qiáng)度等）使整個系統(tǒng)的總自由能最低處于變性狀態(tài)的

27、多肽鏈在一定的環(huán)境條件下能夠自發(fā)折疊成天然構(gòu)象。從總體上講，蛋白質(zhì)的折疊是遵循“熱力學(xué)假說”的，從高能態(tài)向低能態(tài)轉(zhuǎn)變，但在這個過程中會受到動力學(xué)上的控制。熱力學(xué)控制與動力學(xué)控制在蛋白多肽鏈的折疊反應(yīng)中是統(tǒng)一的，不同的蛋白質(zhì)的折疊過程中所體現(xiàn)出來的二者所起作用大小可能有所不同。對一些小分子單結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)來說，折疊過程簡單，在熱力學(xué)控制下較易完成；一些結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的蛋白質(zhì)特別是一些在折疊時需要二硫鍵重排。 2 大分子擁擠環(huán)境(macromolecular crowding)由于大分子的不可穿透性，使得任何一個大分子的實(shí)際可及空間大大減少, 這樣的生物大分子活動環(huán)境被稱為“大分子擁擠環(huán)境” ，它對生物大分子行為的影響用比較準(zhǔn)確的術(shù)語描述就是“排斥容積效應(yīng)” (excluded volume effect) 。 在生命科學(xué)研究中引進(jìn)大分子擁擠概念成為一個學(xué)術(shù)動向,已有大分子擁擠對生化反應(yīng)影響的理論預(yù)測和一些研究大分子擁擠對蛋白質(zhì)折疊影響的實(shí)驗, 但是這方面的實(shí)驗實(shí)在還