全新设计蛋白质的折叠机制.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)OctoberActaP．一C．Sin．2012，28(1O)，2381—23892381[Review]doi：10．3866／PKU．WHXB201209144www．whxb．pku．edu．cn全新设计蛋白质的折叠机制张竹青(中国科学院大学生命科学学院，北京100049)摘要：蛋白质全新设计和折叠研究是从两个不同的方向来理解蛋白质序列一结构一功能关系这一结构生物学重要问题．蛋白质全新设计取得的成功实例一定程度上检验了人们对蛋白质结构和相互作用理解的

2、准确性，但它们中多数所表现的不同于天然蛋白质的折叠动力学特征也表明，要达到最终的功能化实现目标还面临着不少的挑战．本文综述了蛋白质全新设计的发展过程及现状，蛋白质折叠研究在实验、理论及模拟方面的研究进展，以及全新设计蛋白质的折叠机制的研究现状．阐述了深入了解全新设计蛋白质与天然蛋白质折叠机制的不同．可以为进一步有效地合理化设计蛋白质提供有益的参考．关键词：蛋白质全新设计：蛋白质折叠：目标结构：折叠动力学特征中图分类号：O641FoldingMechanismofDenovoDesignedProtein

3、sZHANGZhu-Qing(CollegeoilScience,UniversityoiChineseAcademyofSciences，Beijing100049,R．China)Abstract：ProteindenovodesignandproteinfoIdingaretwodifferentmeansto；nvestigate“sequence—structure—function”relationshipofproteins．whichiSoneofthemostimpo~antfocus

4、esinstructuralbiology．ThesuccessfuIachievementsinproteindenovodesignindicatetheunderstandinaaccuracyoftheknowledgeinproteinstructureandinteraction．whilemostofthosedesignedproteinsshowdifferentfoIdingkineticfeaturesfr0mnatureoccurringproteins．whichimplies

5、thattherearestillmanychallengestotheaimofgettingthemtoplayexpectedbiologicaIfunction．Inthisreview．thestatusofresearchanddevelopmentforproteindenovodesign，aswellasthestudyprogressofproteinfoldinginexperimental，theoreticalandsimulationaspects．havebeenintro

6、duced．Fu~her,theinvestigationsoffoIdingmechanismofdenovodesignedproteinshavebeenreviewed，andthenewcluehasbeenproposedthatsystematicallyinvestigationoftheessenceofdifferentfoIdingmechanismbetweenthetwotypesofproteinwouldhelptoprovideusefuJinsightformoreef

7、ficientproteinrotationaldesign．KeyWords：Proteindenovodesign；Proteinfolding；Targetstructure；Kineticfeaturesoffolding1引言列，是形成其三维结构的基础．这种从蛋白质序列蛋白质不仅是组成生物体的重要物质之一，而到结构，再到功能的研究一直是结构生物学家们的且是生命过程的重要体现者．蛋白质各种功能的实关注热点．现与其三维结构的关系密不可分，而组成蛋白质的早在1961年，Anfinsen等通过去除变性

8、剂和还氨基酸按不同的排列顺序构成了蛋白质的一级序原剂可以使牛胰RNaseA恢复天然结构的可逆变性Received：August24，20l2；Revised：Septemberl4，20I2：PublishedonWeb：Septemberl4，20l2．Correspondingauthor．Email：zhuqingzhang@gucas．ac．cn；Tel：+86．10．88256392．Theprojectwassupportedb