摘要 - 北京大学教务部

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1、北京大学校长基金论文集（2003年）利用丙稀酰胺研究小分子热休克蛋白的构象利用丙稀酰胺研究小分子热休克蛋白的构象化学学院2000级葛宁目录第一章绪论……………………………………………………………………………….1一、背景知识……………………………………………………………………………….1二、关于MjsHSP16.5……………………………………………………………………1第二章试验内容及方法………………………………………………………………..4一、MjHSP16.5的表达…………………………………………………………………….4

2、二、MjHSP16.5的分离与纯化…………………………………………………………….6三、MjHSP16.5浓度的测定……………………………………………………………….9四、丙稀酰胺对Trp的荧光淬灭…………………………………………………………..10第三章结果讨论………………………….…………………………………………….14致谢……………………………………………………………………………………………15参考文献……………………………………………………………………………………1616北京大学校长基金论文集（2003年）利用丙稀

3、酰胺研究小分子热休克蛋白的构象第一章绪论一、背景知识热休克蛋白HeatShockProteins(HSPs),是在从细菌到哺乳动物中广泛存在一类热应急蛋白质。当有机体暴露于高温的时候，就会由热激发合成此种蛋白，来保护有机体自身。许多热休克蛋白具有分子伴侣活性。按照蛋白的大小，热休克蛋白共分为五类，分别为HSP100，HSP90，HSP70，HSP60以及小分子热休克蛋白smallHeatShockProteins(sHSPs)(Kyeongetal.,1998)。小分子热休克蛋白分子量为12-34KD，它的分布极为广泛，从

4、细菌到人的基因组里都有小分子热休克蛋白的基因。与其他大分子的热休克蛋白不同的是，小分子热休克蛋白似乎对于细胞的功能并不是必不可少的。但是，sHSPs具有多种功能，包括赋予细胞以耐热性以抵抗高温，作为分子伴侣以防止蛋白聚集，对坑正常的细胞死亡，从而调节细胞的生存和死亡的平衡。能避免底物变性的sHSPs最少量与底物和热休克蛋白都有关(Rosalindetal.,1998)。许多小分子热休克蛋白基因一般并不表达，显著表达小分子热休克蛋白一般是细胞受到外部刺激的时候，比如高温刺激。现已发现，除了热刺激之外还有许多物理、化学刺激可以

5、激活小分子热休克蛋白的表达，例如紫外线、射线、机械损伤、酸、氧化剂等等。可见，小分子热休克蛋白是抵御外界不良刺激的重要物质。二、关于MjsHSP16.51．蛋白的结构来自Methanococcusjannaschii（一种甲烷球菌属古细菌）的热休克蛋白MjHSP16.5，相对分子量16500kD，共167个氨基酸残基，是第一个有晶体结构数据的小热休克蛋白。它的序列中存在一段长90个残基的α-晶状体结构域（残基46至135），此结构域与人的αA-晶状体蛋白有20.7%的相似性，与水稻的HSP16.9有31.4%的相似性(Ro

6、salindetal.,1998)。图1.MjHSP16.5的单体结构MjHSP16.5的结构已经解出。它是一个中空的球状的24聚体，分子量约16500kD。聚合体的外径约120Å，内径约65Å。球的内部是空的，并没有明显的电荷密度。16北京大学校长基金论文集（2003年）利用丙稀酰胺研究小分子热休克蛋白的构象它具有非常规则的结构，对称性包括12个二重轴，3个三重轴，3个四重轴，8个三重轴窗口，6个四重轴窗口，边长分别为30Å和17Å。聚合体中的每一个折叠单位是由组成两个β片的β结构、两个短的310-螺旋和一个短的β结构组

7、成的，其中一个β结构来自相邻的折叠单位。蛋白N-末端的32个氨基酸残基高度无序的。从第33个残基开始，是蛋白的α-晶状体结构域，在蛋白的C-末端还有一段长12个残基的短小结构(DanaA.Haleyetal.,2000)。每个蛋白的折叠单位大小为25Å×28Å×75Å，最长的方向与β折叠片的长轴平行。MjHSP16.5的24聚体中的每一个单位都与其他单位有很强的联系。对应于复合体中二重、三重、四重对称轴，一共存在三种折叠单位间的相互作用。最强的相互作用存在于二重轴周围：一个单位的β2-折叠和另一单位的β6-折叠通过形成氢键

8、已形成单位间的β16北京大学校长基金论文集（2003年）利用丙稀酰胺研究小分子热休克蛋白的构象折叠片，同时强烈的疏水相互作用和静电力也使该结构得到稳定。在四重轴周围，由于氢键、静电力和疏水相互作用，四个分子互相接触。而在三重轴周围，单位间的作用力最弱，只有离子间作用力是三个单位组成的三角形顶角处稳定(K