蛋白質(zhì)與蛋白組學(xué)課件

第三章Protein，proteomeandproteomics蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)組與蛋白質(zhì)組學(xué)Protein是執(zhí)行生命功能的大分子

結(jié)構(gòu)蛋白、運(yùn)輸?shù)鞍?、信?hào)蛋白、調(diào)節(jié)蛋白、馬達(dá)蛋白一、蛋白質(zhì)的化學(xué)組成二、蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)三、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系四、蛋白質(zhì)的分離純化五、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)六、蛋白質(zhì)分子序列及空間結(jié)構(gòu)分析第一節(jié)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能一、蛋白質(zhì)分子的化學(xué)組成

C、H、O、N、S等普遍存在，部分蛋白質(zhì)含有P、Se或其他金屬元素。蛋白質(zhì)的N元素含量較為穩(wěn)定，平均含氮量約為16％

N克數(shù)/每克樣品×6.25×100=蛋白質(zhì)含量（g%）①非極性疏水性AAAA的R側(cè)鏈?zhǔn)侵緹N或芳香烴疏水基團(tuán)。烴鏈越長(zhǎng)疏水性越大。存在部位：常因相互疏水作用而處于球狀蛋

白內(nèi)部或生物膜的跨膜雙脂層中。②極性、中性AA（不解離極性AA）AA的R側(cè)鏈?zhǔn)菐в袠O性的烴基、巰基和酰胺基團(tuán)，故有親水性，但不解離.③酸性AA特點(diǎn)：R側(cè)鏈含有羧基，可解離而帶負(fù)電荷

α-C上有一個(gè)羧基（COO-)外，R基上還含有一個(gè)羧基.(二)氨基酸的理化性質(zhì)+H+-H+-H+H++1.氨基酸是兩性電解質(zhì)AA等電點(diǎn)（isoelectricpH,pI）

當(dāng)溶液的pH值達(dá)到某一特定值時(shí)，AA所帶正負(fù)電荷相等，AA分子凈電荷為零，對(duì)外不顯電性時(shí)溶液的pH值稱之。2.AA分子的水溶性

AA由于側(cè)鏈極性不同而導(dǎo)致在親水環(huán)境中溶解度不同，據(jù)此將AA分為：親水類(lèi)：Arg/Asp/Asn/Glu/Gln/Cys/Gly/His/Lys/Thr/Ser

疏水類(lèi)：

Ala/Ile/Leu/Met/Phe/Pro/Trp/Tyr/Val

AA的側(cè)鏈可以直接影響Pr或者多肽鏈的空間折疊方式。胞質(zhì)蛋白中富含疏水氨基酸的構(gòu)成肽段大多折疊于蛋白質(zhì)分子的內(nèi)部，而親水氨基酸構(gòu)成肽段則排列于蛋白質(zhì)表面。3.部分AA有紫外吸收峰

色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸都有芳香環(huán)側(cè)鏈，其中的共軛雙鍵可以在280nm的紫外線形成吸收峰，可作為分析樣品中Pr含量的方法。4.茚三酮反應(yīng)茚三酮和α-AA共熱，AA脫去其α氨基和α羧基，茚三酮被還原，產(chǎn)物可以和脫下的氨基再結(jié)合一分子茚三酮形成藍(lán)紫色化合物，在570nm具吸收峰，由于吸光度與AA脫氨量有關(guān)，可據(jù)此測(cè)定AA含量.二、蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)或多肽是AA的聚合體，氨基酸通過(guò)肽鍵連接形成肽（peptide）。肽平面:

肽中AA之間肽鍵的六個(gè)原子在同一平面，連接羧基的α1碳原子和連接氨基的α2碳原子在對(duì)角位置。Motif模體結(jié)構(gòu)域

Pr的二級(jí)結(jié)構(gòu)（secondarystructure）：

Pr分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu)，即該段肽鏈的主鏈骨架原子的相對(duì)空間位置，不涉及AA側(cè)鏈的構(gòu)象

化學(xué)鍵：H鍵

α螺旋（αhelix）、β折疊（βsheet）、

β轉(zhuǎn)角（βturn）、無(wú)規(guī)卷曲（randomcoil）蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)（primarystructure）：

肽鏈中AA殘基（residue）的排列次序。

化學(xué)鍵：肽鍵、二硫鍵空間結(jié)構(gòu)的折疊需要分子伴侶的參與17蛋白質(zhì)的超二級(jí)結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域超二級(jí)結(jié)構(gòu)(supersecondarystructure）*：由相鄰的幾個(gè)二級(jí)結(jié)構(gòu)相互作用形成有規(guī)則的組合體。是特殊的序列或結(jié)構(gòu)的基本組成單元，又稱基序或模序（motif)*.可進(jìn)一步組建成結(jié)構(gòu)域。超二級(jí)結(jié)構(gòu)包括：

αα、

ββ、βαβ

組合。鈣結(jié)合蛋白中結(jié)合鈣離子的模序鋅指結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)tertiarystructure

一條完整多肽鏈全部氨基酸的相對(duì)空間位置

化學(xué)鍵：氫鍵、疏水作用、離子鍵、范德華力結(jié)構(gòu)域(domain)：在超二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步組合折疊形成半獨(dú)立較緊密的球狀結(jié)構(gòu)，具有簡(jiǎn)單的生物學(xué)功能。結(jié)構(gòu)域是多肽鏈的一個(gè)部分,它們可用限制性蛋白酶從多肽鏈上切割下來(lái)而不改變其性質(zhì)。結(jié)構(gòu)域的組合就形成了Pr的完整三級(jí)結(jié)構(gòu)。催化結(jié)構(gòu)域NAD+結(jié)合結(jié)構(gòu)域19

結(jié)構(gòu)域有兩個(gè)重要的功能*：第一，像亞基那樣，能作為一個(gè)模式結(jié)構(gòu)來(lái)有效地參與蛋白質(zhì)分子的裝配。獨(dú)立結(jié)構(gòu)域的存在可以把蛋白質(zhì)肽鏈的折疊、盤(pán)曲過(guò)程簡(jiǎn)化為個(gè)別的簡(jiǎn)單步驟。這對(duì)于分子量很大的蛋白質(zhì)來(lái)說(shuō)更顯得特別重要。第二，結(jié)構(gòu)域能夠活動(dòng)。對(duì)底物的結(jié)合、變構(gòu)控制以及巨大結(jié)構(gòu)的裝配具有決定作用。三、蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)特定的空間構(gòu)象主要是由蛋白質(zhì)分子中肽鏈和側(cè)鏈R基團(tuán)形成的次級(jí)鍵來(lái)維持一級(jí)結(jié)構(gòu)相似的蛋白質(zhì)，其構(gòu)象及功能也相似

促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)和促黑激素(MSH)均

為垂體分泌的多肽激素。ACTH4～10位的氨基酸結(jié)構(gòu)與β－MSH的11～17位一樣，故ACTH有較弱的MSH的生理作用Pr一級(jí)結(jié)構(gòu)中參與功能活性的殘基(關(guān)鍵部位)，發(fā)生異常改變其功能。

鐮狀RBC貧血(β

Glu→Val)22鐮刀型紅細(xì)胞性貧血：*僅發(fā)生在一級(jí)結(jié)構(gòu)中：

β6Glu換成β6Val

由此引起：

三級(jí)結(jié)構(gòu)多一疏水鍵，四級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生線性締合結(jié)果：導(dǎo)致紅細(xì)胞發(fā)生溶血

蛋白質(zhì)的功能與其空間構(gòu)象密切相關(guān)

構(gòu)象發(fā)生變化，其功能活性也隨之改變：

在生物體內(nèi)，當(dāng)某種物質(zhì)特異地與蛋白質(zhì)分子的某個(gè)部位結(jié)合，觸發(fā)該蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生一定變化，從而導(dǎo)致其功能活性的變化，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的別構(gòu)效應(yīng)(allostericeffect)。

如：寡聚蛋白質(zhì)的一個(gè)亞基和配體結(jié)合后改變了構(gòu)象，這種構(gòu)象的變化傳遞可影響其他的亞基構(gòu)象，進(jìn)而改變了分子的生物學(xué)活性。

四、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)(一)蛋白質(zhì)的兩性解離

蛋白質(zhì)除了N端的氨基和C端的羧基可以解離外，側(cè)鏈中的某些基團(tuán)在一定pH環(huán)境下也可以解離蛋白質(zhì)分子所帶電荷狀況決定于特定pH環(huán)境下所有氨基酸殘基可解離集團(tuán)的的荷電情況。蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)（pI）：當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)分子在某一pH值的溶液中解離成正、負(fù)離子的趨勢(shì)相等，成為兼性離子，凈電荷為零時(shí)溶液的pH值(二)蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)

蛋白質(zhì)分子具有膠粒(0.001～0.1μm)的特性。

其溶液穩(wěn)定原因：

1.表面常是親水AA，可以結(jié)合水分子在蛋白

質(zhì)表面形成一層水化膜，從而阻斷蛋白質(zhì)分

子相互靠近聚集，防止蛋白質(zhì)析出。

2.由于蛋白質(zhì)帶有電荷，同種電荷相互排斥

使得蛋白質(zhì)不能聚集。(四)蛋白質(zhì)的紫外吸收

蛋白質(zhì)含有芳香族氨基酸，在280nm處有吸收峰。在一定范圍內(nèi),蛋白質(zhì)溶液濃度與A280nm成正比。(五)蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)

Pr水解產(chǎn)生AA也可發(fā)生茚三酮顯色反應(yīng)

Pr在稀堿溶液中和硫酸銅共熱時(shí)可以呈現(xiàn)紫色或

者紅色，稱為雙縮脲反應(yīng)。(一)透析(dialysis)及超濾原理：利用Pr不能透過(guò)半透膜而將Pr與小分子物質(zhì)分開(kāi)截留分子量的超濾膜（正壓或離心）半透膜五、蛋白質(zhì)的分離純化（二）常用沉淀方法1.鹽析(saltprecipitation)原理--將（NH４）2SO4、Na2SO4、NaCl等加入蛋白質(zhì)溶液，破

壞蛋白質(zhì)在水溶液中的穩(wěn)定性因素而沉淀。2、丙酮、乙醇等有機(jī)溶劑沉淀（1）原理：極性較大有機(jī)溶劑破壞pr水化層導(dǎo)致Pr沉淀析出；（2）0～4℃，丙酮10倍于Pr溶液體積，盡快操作，防止變性。3.免疫沉淀

Pr具有抗原性，用特異抗體形成免疫復(fù)合物，沉淀分離（三)

電泳（electrophoresis)：

蛋白質(zhì)在高于或低于其pI的溶液中是帶電的，在電場(chǎng)中能向電場(chǎng)的正極或負(fù)極移動(dòng)。電泳：通過(guò)蛋白質(zhì)在電場(chǎng)中泳動(dòng)而達(dá)到分離各種蛋白質(zhì)的技術(shù)。分類(lèi)：紙電泳凝膠電泳等（四）應(yīng)用相分配或親和原理-層析

分離

(chromatography)層析也叫色譜是分離蛋白質(zhì)常用的方法：當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液（流動(dòng)相）經(jīng)過(guò)一個(gè)固態(tài)物質(zhì)（固定相）時(shí)，待分離蛋白質(zhì)顆粒大小、電荷多少、親和力差異等不斷將蛋白質(zhì)在固定相中重新分配，并且以不同速度流經(jīng)固定相。層析法分離、純化：Pr、多肽和AA

蛋白質(zhì)溶液流經(jīng)固定相的陰離子交換樹(shù)脂時(shí)帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)成分就與固定相結(jié)合，而帶正電荷的成分則完全通過(guò)固定相，進(jìn)一步用帶負(fù)電荷的溶液（如Cl-）洗脫固定相就可以得到蛋白質(zhì)。

離子交換層析陽(yáng)離子交換層析（陰離子交換層析）依據(jù)：Pr和AA一樣，是兩性電解質(zhì)，在某一特定pH時(shí)，各蛋白質(zhì)的電荷量及性質(zhì)不同。35固定相：1.纖維素DEAE纖維素、

CM纖維素2.葡聚糖

凝膠過(guò)濾(gelfiltration)（分子篩）原理：

層析柱中填滿帶有小孔的顆粒（一般由葡聚糖制成）。Pr溶液加于柱的頂部，任其往下滲漏，小分子蛋白質(zhì)進(jìn)入孔內(nèi)，因而在柱中滯留時(shí)間較長(zhǎng)，大分子Pr不能進(jìn)入孔內(nèi)而徑直流出，因而不同大小的Pr得以分離。373839親和層析法1.原理：利用生物高分子具有能和某些相對(duì)應(yīng)的專(zhuān)一分子可逆結(jié)合的特性。

如，酶的活性部位能和底物\抑制劑\輔助因子專(zhuān)

一性地結(jié)合,改變條件又能使這種結(jié)合解除.[酶的變構(gòu)中心與變構(gòu)因子（或稱效應(yīng)物）之

間、抗體與抗原之間、激素與受體之間，結(jié)

合蛋白與結(jié)合物之間]。

這些被作用的對(duì)象物質(zhì)稱之為配基（ligand)。

40固定相--配基固定在固相載體上41(五)利用蛋白質(zhì)顆粒沉降行為-超速離心（ultracentrifugation)原理：Pr在高速離心時(shí)，在溶液中逐漸下降，直至其浮力與離心所產(chǎn)生的力相等，此時(shí)沉降停止。不同Pr其密度與形態(tài)不同，沉降停止的位置就不同，從而達(dá)到分離Pr的目的。密度梯度離心六、蛋白質(zhì)分子序列及空間結(jié)構(gòu)分析蛋白質(zhì)序列測(cè)定：

Sanger逐級(jí)降解、末端分析、再結(jié)合Edman降解法測(cè)定肽段的AA序列

基因著手先找到編碼特定蛋白質(zhì)的DNA序列及mRNA序列，推出AA序列?？臻g結(jié)構(gòu)測(cè)定：物理方法X衍射，核磁共振等，計(jì)算機(jī)輔助—生物信息學(xué)第二節(jié)蛋白質(zhì)組與蛋白質(zhì)組學(xué)

1994年9月在意大利MarcWilkins正式提出了蛋白質(zhì)組（proteome）的概念。

用于指代(在)特定時(shí)間一個(gè)基因組或者一種組織產(chǎn)生并利用的所有蛋白質(zhì)。差異蛋白質(zhì)組學(xué)的研究方法和應(yīng)用(一)差異蛋白質(zhì)組學(xué)的研究?jī)?nèi)容

比較蛋白質(zhì)組學(xué)

尋找不同生理或者病理狀態(tài)下組織或細(xì)胞的蛋白質(zhì)組變化，鑒定并研究這些差異蛋白在生命過(guò)程中的作用。

1.蛋白質(zhì)鑒定用電泳結(jié)果分析差異蛋白分子量、pI等,結(jié)合蛋白雜交、

免疫學(xué)檢測(cè)初步鑒定蛋白質(zhì)種類(lèi)。

2.蛋白質(zhì)的修飾確定蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾類(lèi)型

3.蛋白質(zhì)功能確定酵母雜交技術(shù)、噬菌體展示技術(shù)、RNA干擾技術(shù)(二)差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究方法及技術(shù)路線

1.

研究方法

①激光俘獲顯微切割技術(shù)（lasercapturemicrodissection，LCM）新型原位技術(shù)特異的從組織中分離出某一種細(xì)胞，可以高通量、高

精度、迅速的得到組織來(lái)源的某一種細(xì)胞。

②酵母雜交技術(shù)（yeasthybridization）適用于研究生物大分子之間的相互作用③噬菌體表面展示技術(shù)(phagesurfacedisplay)

用于研究蛋白質(zhì)相互作用的技術(shù)。

2.技術(shù)路線

細(xì)胞分離和蛋白質(zhì)的提取

雙向電泳:

第一相等電聚焦;第二相SDS,

染色(考馬斯亮藍(lán)/銀染/熒光染色)

掃描圖像經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理發(fā)現(xiàn)差異點(diǎn)

手工或者自動(dòng)切取蛋白斑點(diǎn)(差異點(diǎn))

脫鹽等處理以后可以進(jìn)行質(zhì)譜分析初步測(cè)定蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)?；?qū)Φ鞍踪|(zhì)進(jìn)行酶解以后采用高效液相色譜分析蛋白質(zhì)的氨基酸序列。

此外可對(duì)蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾進(jìn)行分析。(三)差異蛋白質(zhì)組學(xué)的應(yīng)用進(jìn)展1.篩選診斷標(biāo)志物

2.研究發(fā)病機(jī)制

3.研究藥物作用機(jī)制

4.監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)展和療效觀察

研究方法處于發(fā)展階段，許多問(wèn)題亟待解決三、蛋白質(zhì)組學(xué)的前景第三節(jié)

蛋白質(zhì)的生物合成及其干擾

蛋白質(zhì)生物合成稱為翻譯（Translation），即把mRNA分子中堿基排列順序轉(zhuǎn)變?yōu)榈鞍踪|(zhì)或多肽鏈中的氨基酸排列順序過(guò)程。參與蛋白質(zhì)生物合成的成份至少有200種，主要由mRNA、tRNA、核糖核蛋白體以及有關(guān)的酶和蛋白質(zhì)因子共同組成一、參與蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)（二）氨基酸的“搬運(yùn)工具”—tRNA（三）肽鏈合成的“裝配機(jī)”—核糖體（一）mRNA合成多肽鏈模板二、蛋白質(zhì)的生物合成過(guò)程

（一）氨基酸的活化在進(jìn)行合成多肽鏈之前,氨基酸必須與其特異的tRNA結(jié)合（氨基酰tRNA合成酶催化）（二）多肽鏈合成的起始大腸桿菌細(xì)胞翻譯起始復(fù)合物形成的過(guò)程

1.核糖體30S小亞基附著于mRNA起始信號(hào)處

2.30S前起始復(fù)合物的形成

3.70S起始復(fù)合物的形成真核細(xì)胞蛋白質(zhì)合成的起始起始復(fù)合物的形成需要更多的起始因子（eIF）

1.需要特異的起始tRNA，即tRNAfmet，并且不需要N端甲酰化。

2.

起始復(fù)合物形成在mRNA5’端AUG上游的帽子結(jié)構(gòu)；3.真核細(xì)胞起始復(fù)合物的形成過(guò)程是：

a.eIF-3結(jié)合在40S小亞基上促進(jìn)60S大亞基解離；

b.eIF-2與Met-tRNAfmet及GTP結(jié)合，先與40S小亞基結(jié)合；

c.eIF-5使“Met-tRNAfmet·GTP‘mRNA-小亞基”與60S大亞基結(jié)合，形成80S復(fù)合物(eIF-5水解GTP供能)

。

d.經(jīng)eIF-4D激活而成為具有活性的80S起始復(fù)合物。（三）多肽鏈的延長(zhǎng)

沿mRNA5’→3’方向在多肽鏈上每增加一個(gè)AA都需經(jīng)進(jìn)位/轉(zhuǎn)肽和移位三個(gè)步驟。

進(jìn)位:

密碼子所特定的AA-tRNA結(jié)合到核蛋白體的A位;

需三種延長(zhǎng)因子--EF（EF-Tu）,EF(EF-Ts)和依賴GTP轉(zhuǎn)位因子參與；

轉(zhuǎn)肽：肽鍵的形成

P位和A位上兩個(gè)AA之間在轉(zhuǎn)肽酶作用下，P位-AA提供α-COOH基，與A位—AAα-NH2形成肽鍵，使P位AA連接到A位AA的氨基上;

移位:

形成的肽位于A位，P位上游離tRNA脫落，核蛋白體沿著mRNA向3’端方向移動(dòng)一組密碼子，使得原來(lái)結(jié)合二肽酰tRNA的A位轉(zhuǎn)變成了P位，而A位空出，可以接受下一個(gè)新的氨基酰tRNA進(jìn)入，移位過(guò)程需要EF-2，GTP和Mg2+的參加（四）翻譯的終止及多肽鏈的釋放

終止密碼子：UAG，UAA，UGA

（原核、真核生物同）特殊的蛋白質(zhì)因子促成終止作用-釋放因子，原核生物：RF1、RF2T、RF3；真核生物：eRFRF作用于A位點(diǎn)，使轉(zhuǎn)肽酶活性變?yōu)樗饷富钚?，將肽鏈從結(jié)合在核糖體上的tRNA的CCA末端水解下來(lái)，然后mRNA與核糖體分離，最后一個(gè)tRNA脫落，核糖體在IF-3作用下，解離出大、小亞基核糖體循環(huán)ribosomecycle：解離后的大小亞基又重新參加新的肽鏈的合成，循環(huán)往復(fù)，所以多肽鏈在核糖體上的合成過(guò)程又稱～。多核糖體循環(huán)：蛋白質(zhì)開(kāi)始合成時(shí)，第一個(gè)核糖體在mRNA的起始部位結(jié)合，當(dāng)核糖體向mRNA的3’端移動(dòng)一定距離后；第二個(gè)核糖體又在mRNA的起始部位結(jié)合，向前移動(dòng)一定的距離后，在起始部位又結(jié)合第三個(gè)核糖體，依次下去，直至終止。

每個(gè)核糖體都獨(dú)立完成一條多肽鏈的合成，所以這種多核糖體可以在一條mRNA鏈上同時(shí)合成多條相同的多肽鏈，這就大大提高了翻譯的效率(六）阮病毒（proteinaceousinfectiousagents,piron)

阮病毒—它只有蛋白質(zhì)而無(wú)核酸，但卻既有感染性，又有遺傳性，并且具有和一切已知傳統(tǒng)病原體不同的異常特性。它就是朊病毒。是人和哺乳動(dòng)物的亞急性海綿樣腦病等中樞神經(jīng)退行性病變的感染因子。是一種蛋白質(zhì)感染顆粒，不含核酸

1997年，諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予了美國(guó)生物化學(xué)家斯坦利·普魯辛納（StanleyB.PPrusiner），因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)了一種新型的生物——朊病毒。

1.朊病毒性質(zhì)與結(jié)構(gòu)

其病毒大小30～50nm，電鏡下見(jiàn)不到病毒顆粒結(jié)構(gòu)；可聚集。其對(duì)多種滅活作用表現(xiàn)出驚人的抗性

生物學(xué)上：慢性感染不表現(xiàn)免疫原性；不受干擾素作用。

Prion是一種與傳統(tǒng)病原微生物完全不同的致病因子,其化學(xué)本質(zhì)是細(xì)胞表面糖蛋白—朊蛋白(prionprotein,prp)三維構(gòu)象變構(gòu)而成迄今尚未發(fā)現(xiàn)其具有核酸成分,是一種具有致死性傳染力的蛋白顆粒。

2.朊病毒的結(jié)構(gòu)和PrP基因PrP可分正常型(對(duì)蛋白酶敏感)、疾病型(抗蛋白酶水解)兩種，PrP基因表達(dá)的正常產(chǎn)物為33~35KD的蛋白質(zhì)稱PrPc。疾病型PrP是PrPc的異構(gòu)體，27-30KD，稱PrPsc,即朊病毒。一種特殊的蛋白質(zhì)，是一種蛋白酶抗性蛋白（protease-resistantprotein,PrP)，能抵抗蛋白酶K的消化作用，MW：（27-30)x103，故稱為PrP27-30。存在兩種PrP的異構(gòu)體，分子量均為（33-35)x103，分別稱為PrPc33-35,PrPsc33-35在正常動(dòng)物腦組織中:僅有PrPc33-35在感染動(dòng)物腦組織中:既有PrPc33-35，也有PrPsc33-35。3.分子機(jī)制：①朊病毒蛋白有兩種構(gòu)象：細(xì)胞型（正常型PrPc,PrionProteincellular）搔癢型（致病型PrPsc,scstandsforscrapie,thepriondiseaseofsheep）兩者的主要區(qū)別在于其空間構(gòu)象上的差異：PrPc二級(jí)結(jié)構(gòu)中主要以α-螺旋結(jié)構(gòu)為主，約占40%，僅存在少量β-片層結(jié)構(gòu)。溶解于非變性劑溶液，對(duì)蛋白酶K敏感。PrPSc含有50%的β-片層結(jié)構(gòu)，20%的α-螺旋。不溶于非變性劑溶液，當(dāng)用蛋白酶作限制性消化時(shí)，只是在氨基端的序列被部分切割，形成對(duì)蛋白酶具有抗性的PrPsc。人、哺乳動(dòng)物、禽類(lèi)、果蠅和線蟲(chóng)等無(wú)脊椎動(dòng)物、酵母基因組中都有PrP基因(PrnP)。PrP基因：?jiǎn)我换蛟谶M(jìn)化過(guò)程中表現(xiàn)出了高度的保守性。5‘端是非編碼外顯子，3‘端是編碼外顯子，中間被內(nèi)含子分隔開(kāi)。編碼序列僅限于一個(gè)外顯子，這樣就排除了轉(zhuǎn)錄水平因拼接不同而造成PrP存在兩種不同異構(gòu)體的可能。啟動(dòng)子區(qū)域沒(méi)有常規(guī)的“TATA”盒，而含有

“GCCCCGCCC"3個(gè)重復(fù)序列，與管家基因結(jié)構(gòu)相似4.阮病毒的復(fù)制究竟這種具有異常構(gòu)象的蛋白PrPSC在進(jìn)入機(jī)體后如何復(fù)制自身從而產(chǎn)生更多的PrPsc，現(xiàn)在主要有兩種學(xué)說(shuō)：

模板依賴形式（template-directedmodel）成核-聚合形式（nucleation-polymerizationformalism）具有復(fù)制能力轉(zhuǎn)變?yōu)樾律肿?/p>

5.阮病毒病--人和哺乳動(dòng)物的多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病朊病毒病特點(diǎn)：潛伏期特別長(zhǎng)-一般為數(shù)月乃至數(shù)十年的時(shí)間病程進(jìn)行緩慢朊病毒從一個(gè)物種傳遞到另一個(gè)物種往往伴隨潛伏期的延長(zhǎng)，這種現(xiàn)象稱為“物種屏障”。病理學(xué)特點(diǎn)：大腦皮質(zhì)的神經(jīng)元細(xì)胞退化、空泡變性、死亡消失，被星狀細(xì)胞取代，神經(jīng)膠質(zhì)增生，細(xì)胞外淀粉樣變性蛋白質(zhì)沉積，大腦皮質(zhì)變薄而白質(zhì)相對(duì)增加，造成海綿狀態(tài)，故稱為海綿腦病或白質(zhì)腦病。阮病毒病的共同特征：為致死性中樞神經(jīng)系統(tǒng)的慢性退化性疾患臨床可出現(xiàn)癡呆、共濟(jì)失調(diào)、震顫等癥狀。

人類(lèi)阮病毒病可分為傳染型、遺傳型和散發(fā)型3種形式傳染型-指朊病毒在人群中水平傳播而引起的一類(lèi)朊病毒性疾病遺傳型-它們是生殖細(xì)胞突變形成的。

散發(fā)型-可能與體細(xì)胞突變或朊病毒蛋白（prionprotein,PrP）的自發(fā)性構(gòu)象改變有關(guān)。朊病毒發(fā)現(xiàn)的意義：

從理論上講，“中心法則”認(rèn)為DNA復(fù)制是“自我復(fù)制”，即DNA～DNA，而朊病毒蛋白是PrP→PrP，是為“自他復(fù)制”。

這對(duì)遺傳學(xué)理論有一定的補(bǔ)充作用。但也有矛盾，即”DNA→蛋白質(zhì)”與“蛋白質(zhì)→蛋白質(zhì)”之間的矛盾。朊病毒致病機(jī)制朊病毒本身不能繁殖，它是通過(guò)脅迫正常蛋白畸變而進(jìn)行自我復(fù)制。其復(fù)制途徑大致如下：一個(gè)PrPsc分子擊中一個(gè)PrPc分子，PrPc在PrPsc的脅迫下結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，形成PrPsc二聚體；接著2個(gè)PrPsc分子再分別擊中2個(gè)PrPc產(chǎn)生4個(gè)PrPsc分子。如此循環(huán)，當(dāng)PrPsc累積到一定濃度后就會(huì)損壞神經(jīng)元

PrPc

部分α-螺旋在PrPsc

類(lèi)似區(qū)域?yàn)棣抡郫B結(jié)構(gòu)。解釋模型：催化模型；結(jié)晶模型三、蛋白質(zhì)生物合成的干擾

（參閱本科生化教材）

（一）分子病（moleculardiseases）

DNA分子異常導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成異常的遺傳病。鐮刀狀RBC貧血(錯(cuò)義突變所致)

（二）蛋白質(zhì)生物合成的阻斷劑

1.抗生素類(lèi)阻斷劑鏈霉素、卡那霉素、新霉素等四環(huán)素和土霉素；氯霉素；嘌呤霉素

2.作為蛋白質(zhì)合成阻斷劑的毒素細(xì)菌毒素與植物毒蛋白

3.阻斷蛋白質(zhì)合成的其它蛋白質(zhì)類(lèi)物質(zhì)干擾素第四節(jié)蛋白質(zhì)合成后加工一、蛋白質(zhì)分子一級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾

（一）二硫鍵的形成（二）氨基酸殘基的化學(xué)修飾磷酸化、乙?；?、甲基化、ADP-核糖化、羥化（三）蛋白質(zhì)前體中不必要肽段的切除信號(hào)肽酶裂解；分泌蛋白加工；蛋白質(zhì)“自我剪接”

（四）去除N-甲?；騈-蛋氨酸20世紀(jì)90年代初發(fā)現(xiàn)。蛋白質(zhì)剪接是在蛋白的自我催化作用下，從翻譯后的蛋白質(zhì)前體中切除蛋白質(zhì)內(nèi)含肽intein，同時(shí)兩側(cè)的蛋白質(zhì)外顯肽extein通過(guò)連接反應(yīng)形成一個(gè)新的具有生物活性的蛋