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什么是蛋白质的结构域?

发布时间:2022-06-04 16:46:51      浏览:100

较大的蛋白质一般会折叠成两个或多个相对独立的球状区域。这些相对独立的球状结构和/或功能模块称为结构域。每一个结构域通常是独自折叠形成的,内部都有一个疏的核心,并含有一个或几个模体结构。疏水的核心是结构域稳定存在所必需的。

结构域在结构上是相对独立的,在功能上也是如此。许多蛋白质的结构域在特殊的条件下被分开以后,每一个结构域仍然保留各自原有的功能。例如,大肠杆菌DNA聚合酶I含有三个结构域,分别有DNA聚合酶、3′-外切核酸酶和5′-外切核酸酶的活性。使用胰蛋白酶可以将其中的一个结构域和另外两个结构域分开。利用这种方法游离出来的小结构域具有5′-外切核酸酶活性,另外两个结构域保留DNA聚合酶和3′-外切核酸酶活性。在许多参与激活基因转录的激活蛋白分子上,结构域所具有的相对独立性更是表现得淋漓尽致:这些激活蛋白一般有两个结构域,一个负责与DNA特异性结合,另一个负责激活基因的表达。当将DNA结合结构域与一种本来并不能结合DNA的蛋白质A融合,再将激活基因表达的结构域与另外一种并不能激活基因表达的蛋白质B融合以后,令人惊奇的是,如果AB之间能够发生特异性相互作用,那么,AB在相互结合以后,竟然能够作为一个整体,去激活报告基因的表达。有人正是根据这一点,发明了一种研究蛋白质与蛋白质相互作用的酵母双杂交技术。当然,并不是所有的蛋白质在结构域被人为分开以后,可以保证功能不受到影响。如果一种蛋白质的某项功能由它的两个结构域共同承当,显然,对于这样的蛋白质,其结构域的分离必然会影响到它的功能。还有一种情形,一个结构域的功能是调节另外一个结构域的活性,例如某些酶的催化中心在一个结构域上,调节酶活性的别构中心在另外一个结构域上,如果将这两个结构域分开的话,这些酶的活性将不再受原来的与别构中心结合的别构效应物的调节。 

根据占优势的二级结构元件的类型,结构域通常分为四大类:

(1)α结构域——完全由α螺旋组成;

(2)β结构域——只含有β折叠、β转角和不规则环结构;

(3)α/β结构域——由β股和起连接作用的α螺旋片段组成,其组成单元是βαβ模体;

(4)α+β结构域——由独立的α螺旋区和β折叠区组成。第四类与前三类会发生重叠,所以有时难以鉴定。构成这四类结构域的二级结构元件可能有不同的组织方式,而每一种组织就是一种结构模体。此外,还有一些结构域缺乏特定的二级结构元件,需要借助二硫键或金属离子来稳定。

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