《Protein Actions Principles and Modeling》-《蛋白质作用原理和建模》中文分享（12）
《Protein Actions Principles and Modeling》-《蛋白质作用原理和建模》
本人能力有限，如果错误欢迎批评指正。
第三章：Proteins Have Stable Equilibrium Conformations
（蛋白质具有稳定的平衡构想）
接下来，让我们研究温度是如何影响蛋白质稳定性。
图3.15 蛋白质折叠自由能和温度之间的关系。(a)酵母铁细胞色素c的变性曲线。在本实验中，变性也是由添加氢胆碱胍辅助的，因此可以观察到左侧的下曲率。这说明了冷变性，低于冷变性的温度，蛋白质就会变性。B)三种不同蛋白质的展开自由能，表明它们在高温下展开。
图3.2和图3.15说明蛋白稳定性与温度并非呈线性关系。很多将氨基酸从亲水环境转移到亲油环境的实验证明氨基酸相互自由能(在转移模型中其表示为g)与温度有关。当两个非极性分子在水中解离时，每个氨基酸的热容ΔCp会产生较大的正向变化且与温度无关。捕获模型的化合物转移数据的实验数据需要三个参数：ΔCp；当转移焓为零时的温度Th；当转移熵为零时的温度TS。其模型公式可以描述为：
现在，通过将方程3.18替换为方程3.15，并使用g=g0+g(T)，我们的折叠模型给出了
方程3.19是Gfold(T)和温度的曲线函数。通过这个曲线我们可以获得两个ΔGfold =0(变性中点)的温度。其中一个变性中点是在高温下产生的。就像之前的晶格模型一样，在这个点的上边构象熵对自由能其主要作用从而使链展开。蛋白质原则上也可以在低温下变性。冷变性是水中疏水相互作用的一个特点。蛋白质在低温下会展开是因为HH键随着温度的降低而变弱（虽然这个现象常常会被水的冰点覆盖）。
图 3.16 蛋白质的热力学性质与链长有着线性关系。(A)展开焓ΔH为373.5k(B)展开熵ΔS为385k（C）展开的以来温度的热容ΔCp。该实验是在59个蛋白质上完成的。
该转移模型预测蛋白质折叠的熵，焓，热容量和自由能与蛋白质的链长N有着线性关系，而与图3.16中所示的实验结果一致。具有更强分子内吸引的蛋白质具有更高的变性温度。蛋白质的变性温度Tm反映了其焓和熵的平衡。Tm是折叠自由能为零的温度：
再看回g<0(在没有变性剂的时候是氨基酸残基-残基之间的相互作用更倾向的)，我们可以发现更大的相互作用会导致更高的Tm。举个例子，如果你用值z=7.54代替平均（理想）蛋白质以及其熔点温度为Tm=353k，那么我们可以算出来g(Tm)=−1.43 kcal mol−1。
折叠是由反对折叠的大链熵和赞成折叠的大残差接触自由能之间的微小差异驱动的。在Tm，净折叠自由能为零，Gm=0。在其他温度（如室内温度或生理温度）下，蛋白质的稳定性较小：ΔGfold 常常为5–20 kcal mol−1。种小稳定性在生物学上可能很重要，因为如果蛋白质过于稳定，它们可能无法对环境的变化作出反应，或者可能无法承受对氨基酸的功能和再循环至关重要的构象变化。
-在酸/碱溶液环境中蛋白质往往容易展开
蛋白质在酸性或碱性溶液中可以变性。这是因为这样的解决方案导致蛋白质有净电荷。蛋白质在酸性溶液中变得更正电荷。蛋白质在碱性溶液中变得更负电荷。其结果是，如果一种蛋白质在其上有净电荷（无论是正电荷还是负电荷），那么在两个具有电荷的氨基酸就会有净电荷排斥。因为蛋白质的展开可以有效地缓解高密度电荷的状态，所以电荷排斥会导致蛋白质的展开。
蛋白质上的电荷往往来自于酸性溶液或者碱性溶液。例如，酸性侧链的质子化可以表示为以下平衡状态：
其中A代表酸性基团，如aspartic或谷氨酸侧链，H+是离解质子，HA是质子化的不带电形式。如果酸性侧链周围溶液的pH高于4.1左右，则这些酸性侧链将具有负电荷，因为它们将质子释放到周围溶液中。或者，如果溶液的pH值低于约10，则氨基酸的碱性基团将具有正电荷，因为它们从溶液中获取质子。如果pH值低于6，组氨酸也可以有净荷（表3.2）。因此，如果溶液的pH值足够高或低，给定的蛋白质可以有一个净电荷，因为它所具有的这些类型的侧链的任何数量都有净电荷。如果蛋白质有足够的高净电荷，这些电荷将相互排斥，导致链的扩张，使蛋白质变性。这就是酸或碱使蛋白质变性的原因。
表3.2蛋白质中可电离基团的典型pKa值。这些是这些群体在水中所具有的内在价值。它们可以根据它们在蛋白质中的周围环境而改变。组氨酸是实验范围内唯一具有pKa的氨基酸。因此，在蛋白质结构的某些位置，它以带电形式存在，而在另一些位置，它是不带电的。
图3.17蛋白质熔化温度取决于pH值。当蛋白质被放入低pH（酸）或高pH（碱）的溶液中时，它们的变性温度降低。这是因为蛋白质具有净电荷，也是因为电荷排斥，会导致蛋白质的展开。红点和红线代表肌红蛋白的酸碱不稳定。绿点和线代表溶菌酶，蓝点和线代表核糖核酸酶A。本图上的线是结合方程3.19中的疏水自由能和链熵与方程3.A.10中的静电计算出来的。
以下就是电荷对蛋白质折叠的重要影响。首先，图3.17显示了蛋白质的熔化（变性）温度，即反映蛋白质的折叠稳定性会在酸性溶液或者碱性溶液中降低。其次，如果蛋白质有净电荷（即蛋白质不在其等电点），在溶液中加入盐通常会稳定折叠状态。（添加盐增加电荷屏蔽或k在方程式3.A.10中）盐分子聚集在蛋白质周围，屏蔽电荷，从而削弱蛋白质上固定电荷中的静电排斥。具有大量净电荷和低疏水含量的蛋白质通常具有漆序结构（图3.18）
图 3.18 天然未折叠的蛋白质（红色）往往没有什么结构，因为它们比折叠的蛋白质（蓝色）更带电荷，疏水性更小。
------------------------------------------
欢迎点赞收藏转发！
下次见！
《Protein Actions Principles and Modeling》-《蛋白质作用原理和建模》中文分享（12）相关推荐
- 《Protein Actions Principles and Modeling》-《蛋白质作用原理和建模》中文分享（7）
<Protein Actions Principles and Modeling>-<蛋白质作用原理和建模> 本人能力有限,如果错误欢迎批评指正. 第三章:Proteins ...
- 《Protein Actions Principles and Modeling》-《蛋白质作用原理和建模》中文分享（1）
这个分栏主要是为了介绍<Protein Actions Principles and Modeling>-<蛋白质作用原理和建模>,有助于开始学习蛋白质的朋友了解一些基本生物知 ...
- 《Protein Actions Principles and Modeling》-《蛋白质作用原理和建模》中文分享（6）
<Protein Actions Principles and Modeling>-<蛋白质作用原理和建模> 本人能力有限,如果错误欢迎批评指正. 第二章:Proteins ...
- Protein Actions Principles and Modeling》-《蛋白质作用原理和建模》中文分享（3）
这个分栏主要是为了介绍<Protein Actions Principles and Modeling>-<蛋白质作用原理和建模>,有助于开始学习蛋白质的朋友了解一些基本生物知 ...
- 《Protein Actions Principles and Modeling》-《蛋白质作用原理和建模》中文分享（2）
这个分栏主要是为了介绍<Protein Actions Principles and Modeling>-<蛋白质作用原理和建模>,有助于开始学习蛋白质的朋友了解一些基本生物知 ...
- 28《Protein Actions Principles and Modeling》-《蛋白质作用原理和建模》中文分享
<Protein Actions Principles and Modeling>-<蛋白质作用原理和建模> 本人能力有限,如果错误欢迎批评指正. 第七章:Proteins E ...
- 19《Protein Actions Principles and Modeling》-《蛋白质作用原理和建模》中文分享
<Protein Actions Principles and Modeling>-<蛋白质作用原理和建模> 本人能力有限,如果错误欢迎批评指正. 第四章:Protein Bi ...
- Uncertainty Modeling and Optimization-不确定性建模与优化-理论篇（高速更新中）
Uncertainty Modeling and Optimization-不确定性建模与优化 目录 Uncertainty Modeling and Optimization-不确定性建模与优化 0 ...
- VRML（Virtual Reality Modeling Language）虚拟现实建模语言
文章来源:http://www.douban.com/group/topic/1121838/ 1．VRML发展的简史 VRML最初出现在1994年的瑞士日内瓦的W3会议上,Tim Berners-L ...
最新文章
- appium+python自动化项目实战(二)：项目工程结构
- LeetCode 454. 四数相加 II（哈希）
- JEECG V3.0 版本（jbpm5 工作流自定义+WEB UI快速开发库+代码生成器） spring mvc +hibernate
- 记一次nginx反向代理做转发遇到的坑
- 读《JavaScript语言精粹（修订版）》心得
- 通俗有趣讲解Atomic原子类的实现原理
- 不继承Controller，就不能用fetch()函数
- Synergy——使用一套键鼠控制两台电脑(Ubuntu 和 Windows)
- TeeChart.NET 4.2021.11.2 Crack
- wireshark 解决 npcap 错误
- 2022年10月最新CPU天梯图 CPU天梯图高清完整版
- 逆水寒2021最新服务器,逆水寒公布2021部分更新计划，写满了离经叛道
- maven 插件 aven-assembly--plugin的使用
- 设置Jenkins语言为中文或英文
- tpc服务器做系统,tpc-c对应服务器配置
- 1952-2018年中国各省份人均GDP
- ACM模板 | 学习笔记 树相关
- 国务院办公厅关于2013年部分节假日安排的通知(转载)
- Python入门综合试题：猜大小
- nokia n1 android 6,到手的NOKIA 诺基亚 N1平板 — 王者归来？呵呵