皖西学院
化学化工文献信息检索
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班级：班
课题：二十面体病毒衣壳蛋白自组装结构的研究
1 指导老师
一、课题的背景和目的
病毒（virus)是由一个核酸分子（DNA或RNA）与蛋白质构成的非细胞形态的靠寄生生活的生命体。病毒无细胞结构。
病毒是颗粒很小、以纳米为测量单位、结构简单、寄生性严格，以复制进行繁殖的一类非细胞型微生物。病毒是比细菌还小、没有细胞结构、只能在细胞中增殖的微生物。由蛋白质和核酸组成。多数要用电子显微镜才能观察到。
衣壳（capsid）是病毒的蛋白质外壳，又称为壳体。衣壳是由病毒衣壳蛋白亚基所形成的寡聚体。衣壳的作用是用于包裹病毒的遗传物质（核酸）。包在病毒核酸外的蛋白质外壳。用电子显微镜可观察到它是由规则排列着的许多单元小粒子构成，这些小粒子是亚单位称为壳微粒
与病毒相比，壳微粒是单纯的蛋白质分子，有的是由本身数个结构单位聚集而成。作为衣壳的基本形态，有的是壳微粒呈螺旋状排列的圆柱状（烟草花叶病毒等），有的是壳微粒排列成等轴形状的正二十面体（腺病毒等）。
衣壳是包围在病毒核酸外的一层蛋白质，是由一定数量的壳粒组成。壳粒是衣壳的形态学亚单位。由于病毒核酸的螺旋构形不同，衣壳的壳粒数量及排列方式也不同。病毒衣壳的功能：
1、护病毒核酸，使之免遭环境中的核酸酶和其它理化因素破坏。
2、参与病毒的感染过程。因病毒引起感染首先需要特异地吸附于易感细胞表面，而无包膜病毒是依靠衣壳吸附于细胞表面的。
3、具有良好的抗原性，诱发机体的体液免疫与细胞免疫，这些免疫应答不仅有免疫防御作用，而且可引起免疫病理损害，与病毒的致病有关。
由此可知，病毒与人们的生活是有着紧密联系的。
二、初步检索策略的分析
1）通过百度了解一下病毒、病毒衣壳蛋白的基本性质
首先通过百度用检索词“病毒”来检索有病毒的网页。虽然检索结果很
多，但是有许多网页是与病毒相关的其他产品或软件的网页。通过阅读和课题相符的网页，可以看到病毒的一些基本信息、发现历史、来源和危害等一系列的信息。通过阅读这些网页，我了解到了病毒的基性质。
而在输入“病毒衣壳蛋白”该检索词后得到的却是关于衣壳的信息，后来改用“病毒衣壳”和“衣壳蛋白”为检索词，得到的大部分信息依旧是关于衣壳的信息。
2）中文检索词的分析
通过分析课题，首先可以确定第一个关键词为“病毒衣壳”，第二个关键词是“蛋白”而第三个关键词则是“自组装”。
三、初步的检索过程和结果
根据上面确定的检索策略进行中文文献的检索，然后通过阅读检索的中文文献，进一步调整检索的策略，从而确定最适宜的检索策略。
1、中国期刊网
检索年份：1915—2015
检索路径：高级检索
检索过程和结果：
2、万方数字化期刊
检索年份：1982—2015
检索路径：高级检索
检索过程和结果：
四、初步阅读文献，调整已有的检索策略
通过阅读相关的文献，对病毒衣壳、自组装的概念有了初步的了解，但是课题中的“二十面体”在检索中没有得到体现，使检索的范围过大，没有得到适合的检索信息。虽然如此，也让我从各个方面了解到了病毒衣壳和生命科学之间的种种联系，进一步的扩大了自己的知识面。例如，通过检索，我找到了本校常老师和钟老师以及刘同学对相应课题的研究文章，通过该文章，我了解到二十面体病毒衣壳结构蛋白具有不同的构象。在装配过程中，正在附着的蛋白亚基构象与位置在先前蛋白亚基构象的指令下发生相应的调整后装配到衣壳骨架上。局部相互作用指导下的装配反复进行，最终形成规整的二十面体病毒衣壳的立体结构。
此外，病毒是介于生命与非生命之间的一类无细胞结构的生物，绝大多数病毒的成熟颗粒是由核酸和蛋白质构成的传染因子。一个简单的病毒粒子，实质上只是一团遗传物质( R N A 或 D NA) 和它外围的一层蛋白质外壳，这层蛋白质就是衣壳，具有保护病毒核酸的作用，也是病毒核酸由一个宿主细胞转移到另一个宿主细胞的工具。结构比较复杂的病毒，则在衣壳外面还有一层( 几层) 富含脂质的外膜。许多病毒晶体的结构蛋白根据物理学及几何学原理装配成规律性的几何堆积——对称的二十面体衣壳。
了解了以上的内容，需对检索策略进行适当的调整。“病毒衣壳”这个词太宽泛，不够准确，使检索结果过于宽泛。通过阅读文献可发现，可以将检索词“病毒衣壳”更换为“二十面体病毒”，从而缩小检索范围，找到适宜、贴近的检索结果。
根据调整后的检索路线，对文献进行二次检索，尽量找到与课题相符的检索结果
1、中国期刊网
检索年份：1915—2015
检索途径：高级检索
检索过程和结果：
2、万方数字化期刊
检索年份：1982—2015
检索路径：高级检索
检索过程和结果：
五、文献综述
二十面体病毒衣壳蛋白自组装结构的研究
病毒是介于生命与非生命之间的一类无细胞结构的生物，几乎所有的球状病毒衣壳都采用二十面体对称，在分子生物学和物质科学里，简单单元自发地自组装成有序的结构扮演了重要角色，病毒的自组装就是一个很好的实例。一个简单的成熟病毒粒子, 实质上只是一团遗传物质( RNA 或DNA) 和它外围的一层蛋白质外壳构成, 这层蛋白质就是衣壳。球形病毒由于具有5: 3: 2 对称性质而被称为二十面体病毒[ 1] , 二十面体病毒衣壳蛋白是最佳的蛋白质分子结构分析模型, 对其研究已经成为当今蛋白质科学的热点领域之一[ 2]。研究表明, 对规整有序的、封闭的二十面体病毒衣壳结构的立体构筑是立体化学、几何学和结构分子生物学尚待解决的问题之一[ 3]。针对结构蛋白具有构象的特点, 根据蛋
白亚基间的局部相互作用, 设计了相应的构象连接与增长方式, 以此规律模拟解决二十面体病毒衣壳结构的构筑问题。
1 蛋白亚基局部相互作用
1. 1 三角形剖分数T
为表明各种不同的二十面体病毒的壳粒总数与蛋白亚基总数之间的关系，并借以描述各种球形病毒的衣壳结构，将二十面体的每个等边三角形面划分成较小的单位等边三角形，其数目称三角形剖分数T，病毒的结构类型可以用T 值表示。T = 3 芜菁黄花叶病毒共有180个蛋白亚基, 其中60个蛋白亚基形成12个五聚体壳粒分布在二十面体的顶点上, 另外120个蛋白亚基形成20个六聚体壳粒分布在二十面体的面与棱上。
1. 2 蛋白亚基局部构象相互作用原理
低温电子显微镜研究表明二十面体结构蛋白可能存在几种不同的构象[ 4, 5] , 如噬菌体P22 衣壳蛋白gp5 有7 种构象, 猴病毒SV40 的主要衣壳蛋白V P1 有 6 种构象等。衣壳装配过程中, 通过蛋白亚基- 蛋白亚基的局部弱相互作用导致蛋白亚基构象间的特异识别及聚合, 这种构象间的特异识别及聚合形成了病毒衣壳自组装的驱动力, 并进而形成一个闭合的二十面体衣壳骨架。若在蛋白亚基装配过程中有一次识别错误, 则形成衣壳不能闭合的螺旋状结构。在装配过程中, 首先以一个蛋白亚基为局部环境的中心, 此后陆续进入该局部中心的蛋白亚基则在先前蛋白亚基的构象指令、规定下, 运动到正在构建中的衣壳骨架上相应的位置, 进行装配、排列, 其自身构象在先前蛋白亚基的作用下, 也发生相应的调整。如此反复进行这种局部构象指导下的装配, 局部骨架不断增大, 最终形成高度有序的、规整的二十面体病毒衣壳的立体几何结构。
1. 3 局部相互作用的连接方式与增长方式
病毒衣壳局部相互作用的规则可以用几何图形形象地描述。如下图2所示。
图2
图2表示个构象与其它构象类型可以具有三个局部相互作用。图2( b) 、(c) 和( d) 分别是构象2、3和4 与周围最邻近亚基构象的连接方式, 它们壳粒间的构象连接可以选择不同的构象进行( 如1/ 3、4/ 2、3/ 4) 。图2中四种连接方式按其构象指令可以进行交叉匹配, 从而使连接增长。图 3 即为局部区域增长的情况, 当图3 的局部环境按同一规律不断增大, 最终将形成高度有序的、规整的二十面体病毒衣壳的立体几何构型。
图3
2 连接规则构筑二十面体病毒衣壳
白亚基决定的构象连接与增长规则, 对于不同三角剖分数T 的二十面体病毒衣壳, 都能够建立与之相匹配的局部相互作用, 并进而构筑成其衣壳骨架。
2. 1 T= 1 衣壳
T = 1 的二十面体病毒是最简单的球形病毒, 其等同的蛋白亚基只有一种构象, 亚基间的局部连接方式表示在图4( b) 中, 该连接表示了图4( a) 阴影中三个蛋白亚基间的局部相互作用, 20个这样的连接性聚合可以形成60个蛋白亚基的封闭衣壳[ 6]。
（a）（b）
图4
2. 2 T= 3 衣壳
T = 3 病毒衣壳的蛋白亚基在表面点阵上占据着三个不等价位置, 其中两个不等价位置上的蛋白亚基构象相同, 用图 5 中标记的 1 表示。第三个不等价位置上的蛋白亚基的作用类型用 2 标记。当蛋白亚基开始组装衣壳骨架时, 如果以含有 2 构象的蛋白亚基为装配起点, 经过蛋白亚基反复增长、并以图5( a) 的局部连接方式进行调整, 则T = 3 衣壳立体结构将最终形成。
（a）（b）
图5
2. 3 T= 4 衣壳
图2、3 即为局部相互作用的T = 4 病毒蛋白亚基的构象连接方式及增长规律。蛋白亚基局部相互作用的连接,使得壳粒间除了有4- 4- 4构象形成的三重对称的三聚体,还有1- 2- 3构象形成的准三重对称的三聚体(图3)。按照图2、3的亚基构象连接方式及增长规律模拟得到的T= 4的立体模型与实验结果基本一致[ 7]
2. 4 T= 7 衣壳
多瘤病毒( T= 7) 360个蛋白亚基VP1 共6个构象, 形成的全部是五聚体壳粒。6个构象之间的连接如图7所示六种方式, 其中 C 代表亚基的羧基末端, C 所在的边表示五聚体壳粒内蛋白亚基间的局部相互作用, 双边代表在壳粒与壳
粒之间可以通过VP1长的、柔性的羧基末端臂而形成双连接相互作用[ 8]。N代表了氨基末端, 所在的边表示壳粒间蛋亚基间的局部相互作用。按照图7 所示构象间遵循的连接方式, 使其增长, 得到图8 的部分衣壳骨架。图8 中实线分别将5个蛋白亚基连接起来, 全部为五聚体壳粒。虚线表示壳粒间的相互作用。这样的连接、增长方式不断进行, T= 7 衣壳立体结构将最终形成。模拟构筑的结果与实验研究基本一致[ 9]。
图7 T = 7 多瘤病毒的构象连接方式示意图
图8 多瘤病毒局部连接的增长示意图
3 结论
在构象差异的基础上, 利用蛋白质—蛋白质之间的局部相互作用, 建立了T = 1, 3, 4, 7 二十面体病毒衣壳结构蛋白之间的连接方式, 分别给出了符合实验事实的T= 4 与T= 7 的立体衣壳模型。在蛋白质相互作用基础上构筑二十面体病毒衣壳的结构模型, 可以计算蛋白质的作用能及相关作用参数, 为进一步
研究二十面体病毒衣壳装配的热力学和动力学课题提供立体结构与拓扑结构的模型支撑, 有关研究工作正在开展中。
参考文献：
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六、结束语
以前对于什么是文献检索，我的理解就是输入词语，然后得出答案，同样的对于检索策略更是一无所知，竟然会惊奇检索竟然还有检索策略，也根本不知道所谓数据库还有什么执行的逻辑顺序，检索词也只是简单的一两个，检索结果可想而知，而检索的准确度也值得怀疑，最重要的事漏检的现象特别严重。造成了自己在学习上、实验上都处于相当被动的状态。
在学习了《计算机信息检索》之后，我发现自己曾经是那么的无知，用个不恰当的比喻，学习《计算机信息检索》之前，我是一个幼稚的孩子，学完《计算机信息检索》之后，我是一个成熟的青年。文献检索课程一方面让我打开了眼界，了解那么多数据库的用法，如果这些东西让我自己摸索，说不定要花上十几年的时间，或许都不会有结果，而该课程的开设真是让我受益匪浅。同时文献检索课程也让我知道了文献检索策略的重要性，如果说文献检索可以比作通向成功彼岸的一只轮船，那么检索策略就是这只轮船的帆，是前进的动力和前进方向的保障。
我认为，开设文献检索这门课是必要的，它能够使我们掌握检索文献的本领，能够更好的为自己以后的实验、工作甚至方方面面的研究服务，使自己能更准确的检索自己课题的资料，从而避免漏检的情况出现，使实验、工作能够事半功倍。
最后，非常感谢老师对我们孜孜不倦的教导，虽然这门课开设的时间很短，只有仅仅一学期时间，但是就是这短短的一学期会使我们终身受益。无论是在今后的论文中，还是在以后的工作中，它都将是我们突破困难，取得成功的一把利剑。
七、化学专业的网站和论坛
蛋白质结构与功能的关系 蛋白质的结构包括一级结构、二级结构、三级结构、四级结构。 一级结构是蛋白质的一级结构指在蛋白质分子从N-端至C-端的氨基酸排列顺序。一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础，但不是决定蛋白质空间构象的唯一因素。 蛋白质的二级结构是指多肽链的主链骨架本身在空间上有规律的折叠和盘绕，它是由氨基酸残基非侧链基团之间的氢键决定的。常见的二级结构有α螺旋、三股螺旋、β折叠、β转角、β凸起和无规卷曲。α螺旋中肽链骨架围绕一个轴以螺旋的方式伸展，它可能是极性的、疏水的或两亲的。β折叠是肽链的一种相当伸展的结构，有平行和反平行两种。如果β股交替出现极性残基和非极性残基，那么就可以形成两亲的β折叠。β转角指伸展的肽链形成180°的U形回折结构而改变了肽链的方向。β凸起是由于β折叠股中额外插入一个氨基酸残基而形成的，它也能改变多肽链的走向。无规卷曲是在蛋白质分子中的一些极不规则的二级结构的总称。无规卷曲无固定走向，有时以环的形式存在，但不是任意变动的。从结构的稳定性上看，右手α螺旋＞β折叠＞ U型回折＞无规卷曲，但在功能上，酶与蛋白质的活性中心通常由无规卷曲充当，α右手螺旋和β折叠一般只起支持作用。 蛋白质的三级结构是指多肽链在二级结构的基础上，进一步盘绕、卷曲和折叠，形成主要通过氨基酸侧链以次级键以及二硫键维系的完整的三维结构。三级结构通常由模体和结构域组成。稳定三级结构的化学键包括氢键、疏水键、离子键、范德华力、金属配位键和二硫键。模体可用在一级结构上，特指具有特殊生化功能的序列模体，也可被用于功能模体或结构模体，相当于超二级结构。结构模体是结构域的组分，基本形式有αα、βαβ和βββ等。常见的模体包括：左手超螺旋、右手超螺旋、卷曲螺旋、螺旋束、α螺旋-环-α螺旋、Rossmann卷曲和希腊钥匙模体。结构域是在一个蛋白质分子内的相对独立的球状结构和/或功能模块，由若干个结构模体组成的相对独立的球形结构单位，它们通常是独自折叠形成的，与蛋白质的功能直接相关。一个结构域通常由一段连续的氨基酸序列组成。根据其占优势的二级结构元件的类型，结构域可分为五大类：α结构域、β结构域、α/β结构域、α+β 结构域、交联结构域。以上每一类结构域的二级结构元件可能有不同的组织方式，每一种组织就是一种结构模体。这些结构域都有疏水的核心，疏水核心是结构域稳定所必需的。 具有两条和两条以上多肽链的寡聚蛋白质或多聚蛋白质才会有四级结构。组成寡聚蛋白质或多聚蛋白质的每一个亚基都有自己的三级结构。蛋白质的四级结构内容包括亚基的种类、数目、空间排布以及亚基之间的相互作用。驱动四级结构形成或稳定四级结构的作用力包括
蛋白质结构与功能的关系 蛋白质的主要功能：已知有些蛋白质具有多种功能，也有些蛋白质功能至今尚未阐明。蛋白质在机体内几乎无处不发挥各种特有的功能。 1：构成细胞和生物体结构蛋白质是组成人体各种组织、器官、细胞的重要成分。人的肌肉，内脏、神经、血液、骨骼等，包括皮肤，毛发都含有丰富的蛋白质。蛋白质是细胞的重要结构组分，如膜蛋白质，细胞器的组成蛋白质，染色体蛋白质等。这些组织细胞每天都在不断的更新。因此，人体必须每天摄入一定量的蛋白质，作为构成和补充组织细胞的原料。 2：物质运输体内的各种物质主要通过血液进行运输。人体不断地从外界获取的营养物质和氧气运输到组织细胞，将代谢产生的废物排出体外。血红蛋白可以携带氧气到身体的各个部分，供组织细胞代谢使用。体内有许多营养素必须与某种特异的蛋白质结合，将其作为载体才能运转。例如血液中的载脂蛋白不仅运输脂质，还具有调节被运输脂质代谢的作用。清蛋白能与脂肪酸，ca2+.胆红素，磺酸等多种物质结合。此外，血浆中还有皮质激素传递蛋白，运铁蛋白，铜蓝蛋白等。 3：催化功能人体内每时每刻都进行着化学反应来实施新陈代谢。大量的酶类快速精准的催化化学反应，所有的生命活动都离不开酶和水的参与，没有酶就没有生命。这些各具特殊功能的酶，绝大多数是蛋白质。 4：信息交流存在于细胞膜上使细胞对外界刺激产生相应的效应的受体是蛋白质。信号转导通路中的衔接蛋白，含有各种能与其他蛋白质结合的结构域，能形成各种信号复合体。通过特异性的蛋白质—蛋白质相互作用形成蛋白质复合体来激活下游信号通路。 5：免疫功能保护机体抵抗相应病原体的感染的抗体、淋巴因子等免疫分子，都是蛋白质。6：氧化功能体内的蛋白质可以彻底氧化分解为水，二氧化碳，并释放能量。正常膳食情况下，机体首先利用糖提供能量。饥饿时，组织蛋白质分解增加，故氧化供能是蛋白质的生理功能。 7：维持机体的酸碱平衡机体内组织细胞必须处于合适的酸碱度范围内才能完成其正常的生理活动。机体的这种维持酸碱平衡的能力是通过肺，肾以及血液缓冲系统来实现的。蛋白质缓冲体系是血液缓冲系统的重要组成部分。因此，蛋白质在维持机体酸碱平衡方面起着十分重要的作用。 8：维持正常的血浆渗透压血浆胶体渗透压主要由蛋白质分子构成，其中，血浆清蛋白分子量较小，数目较多，决定血浆胶体渗透压的大小。血浆渗透压能使血浆和组织之间的物质交换保持平衡。如果血浆蛋白质特别是清蛋白的含量降低，血液内的水分便会过多地渗入周围组织，造成临床上的营养不良性水肿。
第一章蛋白质的结构与功能 [测试题] 一、名词解释：1．氨基酸 2．肽 3．肽键 4．肽键平面 5．蛋白质一级结构 6．α-螺旋 7．模序 8．次级键 9．结构域 10．亚基 11．协同效应 12．蛋白质等电点 13．蛋白质的变性 14．蛋白质的沉淀 15．电泳 16．透析 17．层析 18．沉降系数 19．双缩脲反应 20．谷胱甘肽 二、填空题 21．在各种蛋白质分子中，含量比较相近的元素是____，测得某蛋白质样品含氮量为15.2克，该样品白质含量应为____克。 22．组成蛋白质的基本单位是____，它们的结构均为____，它们之间靠____键彼此连接而形成的物质称为____。 23．由于氨基酸既含有碱性的氨基和酸性的羧基，可以在酸性溶液中带____电荷，在碱性溶液中带____电荷，因此，氨基酸是____电解质。当所带的正、负电荷相等时，氨基酸成为____离子，此时溶液的pH值称为该氨基酸的____。 24．决定蛋白质的空间构象和生物学功能的是蛋白质的____级结构，该结构是指多肽链中____的排列顺序。25．蛋白质的二级结构是蛋白质分子中某一段肽链的____构象，多肽链的折叠盘绕是以____为基础的，常见的二级结构形式包括____，____，____和____。 26．维持蛋白质二级结构的化学键是____，它们是在肽键平面上的____和____之间形成。 27．稳定蛋白质三级结构的次级键包括____，____，____和____等。 28．构成蛋白质的氨基酸有____种，除____外都有旋光性。其中碱性氨基酸有____，____，____。酸性氨基酸有____，____。 29．电泳法分离蛋白质主要根据在某一pH值条件下，蛋白质所带的净电荷____而达到分离的目的，还和蛋白质的____及____有一定关系。 30．蛋白质在pI时以____离子的形式存在，在pH>pI的溶液中，大部分以____离子形式存在，在pH 生物化学（本科）第二章蛋白质的结构与功能 随堂练习与参考答案 第一节蛋白质的分子组成第二节蛋白质的结构第三节蛋白质的结构与理化性质之间的关系第四节蛋白质的结构与功能的关系第五节蛋白质的分类第六节血浆蛋白质 1. (单选题)测得某一蛋白质溶液N元素的含量为4 g/L，则该溶液中蛋白质含量约为 A．16 g/L B．20 g/L C．25 g/L D．30 g/L E．40 g/L 参考答案：C 2. (单选题)组成蛋白质的氨基酸基本上属于 A．L-β-氨基酸 B．D-β-氨基酸 C．L-α-氨基酸 D．D-α-氨基酸 E．L、D-α-氨基酸 参考答案：C 3. (单选题)属于碱性氨基酸的是 A．精氨酸 B．赖氨酸 C．组氨酸 D．A+B E．A+B+C 参考答案：E 4. (单选题)下列有关肽的叙述，错误的是 A．肽是两个以上氨基酸借肽键连接而成的化合物 B．组成肽的氨基酸分子都不完整 C．多肽与蛋白质分子之间无明确的分界线 D．氨基酸一旦生成肽，完全失去其原有的理化性质 E．根据N末端数目，可得知蛋白质的亚基数 参考答案：E 5. (单选题)维系蛋白质二级结构稳定的化学键是 A．盐键 B．二硫键 C．肽键 D．疏水键 E．氢键 参考答案：E 6. (单选题)蛋白质α-螺旋的特点有 A．多为左手螺旋 B．螺旋方向与长轴垂直 C．氨基酸侧链伸向螺旋外侧 D．肽键平面充分伸展 E．靠盐键维系稳定性 参考答案：C 7. (单选题)有关蛋白质三级结构的描述，错误的是 A．具有三级结构的多肽链都有生物学活性 B．亲水基团多位于三级结构的表面 C．三级结构的稳定性由次级键维系 D．三级结构是单体蛋白质或亚基的空间结构 E．三级结构是各个单键旋转自由度受到各种限制的结果参考答案：A 8. (单选题)关于蛋白质亚基的描述，正确的是 A．一条多肽链卷曲成螺旋结构 B．两条以上多肽链卷曲成二级结构 C．两条以上多肽链与辅基结合成蛋白质 D．每个亚基都有各自的三级结构 E．以上都不正确 参考答案：D 9. (单选题)蛋白质的空间构象主要取决于 A．肽链氨基酸的序列 B．α-螺旋和β-折叠 C．肽链中的氨基酸侧链 D．肽链中的肽键 E．肽链中的二硫键位置 蛋白质结构与功能的关系 （The relationship between protein structure and function） 摘要蛋白质特定的功能都是由其特定的构象所决定的，各种蛋白质特定的构象又与其一级结构密切相关。天然蛋白质的构象一旦发生变化，必然会影响到它的生物活性。由于蛋白质的构象的变化引起蛋白质功能变化，可能导致蛋白质构象紊乱症，当然也能引起生物体对环境的适应性增强！现而今关于蛋白质功能研究还有待发展，一门新兴学科正在发展，血清蛋白组学，生物信息学等！本文仅就蛋白质结构与其功能关系进行粗略阐述。 关键词：蛋白质结构；折叠/功能关系；蛋白质构象紊乱症；分子伴侣 Keywords：protein structure；fold／function relationship；protein conformational disorder；molecular chaperons 虽然蛋白质结构与生物功能的关系比序列与功能的关系更加紧密，但结构与功能的这种关联亦若隐若现，并不能排除折叠差别悬殊的蛋白质执行相似的功能，折叠相似的蛋白质执行差别悬殊功能的现象的存在。无奈，该领域仍不得不将100多年前Fisher提出的“锁一钥匙”模型(“lock—key”model)和50多年前Koshand提出的诱导契合模型(induce fitmodel)作为蛋白质实现功能的理论基础。这2个略显粗糙的模型只是认为蛋白质执行功能的部位局限在结构中的一个或几个小区域内，此类区域通常是蛋白质表面上的凹洞或裂隙。这种凹洞或裂隙被称为“活性部位(active site)”或“别构部位（fallosteric site）”，凹陷部位与配体分子在空间形状和静电上互补。此外，在酶的活性部位中还存在着几个作为催化基团(catalyticgroup)的氨基酸残基。对蛋白质未来的研究应从实验基本数据的归纳和统计入手，从原始的水平上发现蛋白质的潜藏机制【1】。 蛋白质结构与功能关系的研究主要是以力求刻画蛋白质的3D结构的几何学为基础的。蛋白质结构既非规则的几何形，又非完全的无规线团(randomcoil)，而是有序(α一螺旋和β一折叠)与无序(线团或环域loop)的混合体。理解蛋白质3D结构的技巧是将结构简化，只保留某种几何特征或拓扑模式，并将其数字化。探求数字中所蕴含的规律，且根据这一规律将蛋白质进行分类，再将分类的结构与蛋白质的功能进行比较，以检验蛋白质抽象结构的合理性。如果一种对蛋白质结构的简化、比较和分类能与蛋自质的功能有较好地对应关系，那么这就是一种对蛋白质结构的有价值的理解。蛋白质结构中，多种弱力(氢键、范德华力、静电相互作用、疏水相互作用、堆积力等)和可逆的二硫键使多肽链折叠成特定的构象。从某种意义上说，共价键维系了蛋白质的一级结构；主链上的氢键维系了蛋白质的二级结构；而氨基酸侧链的相互作用和二硫桥维系着蛋白质的三级结构。亚基(subunit)内部的侧链相互作用是构象稳定的基础，蛋白质链之间的侧链的相互作用是亚基组装(四级结构)的基础，而蛋白质中侧链与配体基团问的相互作用是蛋白质行使功能的基础。 牛胰核糖核酸酶(RNase)变性和复性的实验是蛋白质结构与功能关系的很好例证。蛋白质空间结构遭到破坏；，可导致蛋白质的理比性质和生物学性质的变化，这就是蛋白质变性。变性的蛋白质，只要其一级结构仍然完好，可在一定条件下恢复其空间结构，随之理化性质和生物学性质也可重现，这被称为复性。RNase是由124个氨基酸残基组成的一条肽链，分子中8个半胱氨酸的巯基构成4对二硫键，进而形成具有一定空间构象的活性蛋白质。天然RNase遇尿素和β巯基乙醇时发生变性，其分子中的氢键和4个二硫键解开，严密的空间结构遭破坏，丧失了生物学活性，但一级结构完整无损。若去除尿素和β巯基乙醇，RNase又可恢复其原有构象和生物学活性。RNase分子中的8个巯基若随机排列成二硫键可有105种方式。有活性的RNase只是其中的一种，复性时之所以选择了自 苹果蠹蛾颗粒体病毒(CpGV)新株的毒力测定 摘要在甘肃省张掖市试验场李家园，通过收集，研磨感染苹果蠹蛾颗粒体病毒Cydia pomonella granulovirus（CpGV）的幼虫尸体得到苹果蠹蛾颗粒体病毒悬浊液，提纯悬浊液得到CpGV原液。将原液稀释至四个浓度梯度：1?105PIB/ul、0.5?105PIB/ul、0.25?105PIB/ul、1.0?104PIB/ul。用沾过不同浓度的苹果块喂食苹果蠹蛾幼虫，经五天左右幼虫大量死亡。校正死亡率最低是13.11%，最高的是78.23%。在与病毒的浓度对数和校正死亡率回归方程为Y=2.63x-11.95的该LD50为3.43?104 PIB/ul。 关键词苹果蠹蛾颗粒体病毒毒力测定新毒株 苹果蠹蛾Cydia pomonella（L.）是一种蛀果类害虫, 属鳞翅目Lepidoptera 卷蛾科Tortricidae，主要危害苹果、沙果、梨、桃、杏、石榴、核桃等果树[1]，使果品质量下降。是一种重要的检疫性害虫，原产于欧洲东南部，在全世界除韩国、日本外的苹果产区均有分布。在欧洲，未防治的苹果园，苹果蠹蛾危害率达到95%以上，成为当地危害苹果最重要的害虫。在中国主要分布于新疆、甘肃省张掖市以西等地[2?5]。 苹果蠹蛾颗粒体病毒Cydia pomonella granulovirus（CpGV）40年前发现于墨西哥[6]，初期在加拿大与美国有所发展。直到2001年只有美国使用CpGV防治苹果蠹蛾，2003年以后才在美国大量生产[7?9]。目前，各国均致力于CpGV的应用研究。但在我国尚无有关苹果蠹蛾颗粒体病毒新株的报道，本研究通过收集被感染幼虫尸体，研磨、分离、提纯、镜检等过程，确认发现CpGV新毒株。并通过室内实验测定其毒力。 1 材料与方法 1.1 病毒的收集、分离与提纯 在甘肃省张掖市试验场苹果园发现被感染致死的苹果蠹蛾幼虫，经收集、研磨和镜检，发现一种致死因子是颗粒体病毒。经扩毒，收集、研磨、提纯得到苹果蠹蛾颗粒体病毒原液。 1.2试虫来源 实验用虫采集于新疆喀什市疏勒县一荒废的苹果园内，在第一代幼虫三龄高发期采摘大量有虫果，剥出幼虫后进行饲养。选取三龄幼虫放到1.5ml离心管内， 高考生物必备知识点：蛋白质结构与功能的关系小编给各位考生整理了高考生物必备知识点：蛋白质结构与功能的关系技巧，希望对大家有所帮助。更多的资讯请持续关注。 高考复习正在进行中，高考生物想在原有的基础上提分，这就要求考生要掌握一定的知识量，能随机应变，灵活运用已掌握的知识。以下是小编对《高考生物必备知识点：蛋白质结构与功能的关系技巧》进行的总结，供考生参考。 常见考法：在平常测试中，蛋白质知识占有较大比例，可以以选择题或简答题的形式出现。通常考查氨基酸结构的判断、氨基酸脱水缩合过程中的计算问题、蛋白质的结构和功能等相关问题，出题形式灵活，难度较大。在高考中，从近几年生物试题看，有关蛋白质的结构与功能一直是高考命题的热点，题目多以选择题形式考查。除上海高考题外，其他地区试题较少涉及蛋白质的有关计算。结合蛋白质的合成、蛋白质结构多样性及具体蛋白质类物质的功能是近几年各地试题命题的新动向。 高考生物必备知识点：蛋白质结构与功能的关系 蛋白质一级结构又称化学结构(primary structure)，是指氨基酸在肽键中的排列顺序和二硫键的位置，肽链中氨基酸间以肽键为连接键。蛋白质的一级结构是最基本的结构，它决定了蛋白质的二级结构和三级结构，其三维结构所需的全 部信息都贮存于氨基酸的顺序之中。 二级结构(secondary structure)是指多肽链中彼此靠近的氨基酸残基之间由于氢键星湖作用而形成的空间结构。 三级结构(tertiary structure)是指多肽链在二级结构的基础上，进一步折叠，盘曲而形成特定的球状分子结构。 四级结构(quaternary structure)是由两条或者两条以上具有三级结构的多肽链聚合而成的具有特定三维结构的蛋白质构想。 不同的蛋白质，由于结构不同而具有不同的生物学功能。蛋白质的生物学功能是蛋白质分子的天然构象所具有的性质，功能与结构密切相关。 高考生物必备知识点：蛋白质相关概念 1、氨基酸：氨基酸的结构是这节的一个难点，因为这个牵涉到有机化合物结构式的书写，而这些内容在化学方面还没有介绍，因此这里要注意听老师认真讲解。氨基酸的种类很多，但构成生物体蛋白质的氨基酸只有20种，这20种都有个共同的特定，就是都至少有一个氨基和一个羧基，并且氨基和羧基都连在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团(R基)。说明一点，大家只需要记住氨基酸的结构通式，会判断就可以，具体氨基酸的结构式不需要掌握。 2、氨基酸的脱水缩合：这个也是一个难点。脱水缩合是氨 ??????? ???????? ?N E W S 4图1 活细胞内活病毒标记示意图武汉大学化学与分子科学学院何治柯教授课题组与中国科学院武汉病毒研究所王汉中研究员课题组合作,在德国‘应用化学“和美国‘分析化学“发表了多篇研究论文三他们率先提出了一种多色荧光标记活细胞内活病毒颗粒的新方法,相关成果发表在Angew.Chem.Int.Ed.,2012,51,670~674(见图1)三活病毒颗粒的荧光标记对于实现病毒侵染宿主细胞过程的实时跟踪,深入理解病毒致病机制以及病毒性疾病的早期诊疗都具有十分重要的意义三病毒感染宿主细胞是一个极其复杂的动态过程,采用常用的基因工程手段难以标记病毒核酸及示踪病毒与细胞膜融合后病毒核酸的定向移动,该关键信息的丢失极大地限制了研究者对病毒致病机理的正确认识三因此,对病毒颗粒的多色荧光标记,特别是对病毒核酸的标记一直是相关领域的热点问题三所提出的方法利用基因工程手段标记蛋白及通过病毒扩增过程中金属钌配合物与核酸的相互作用标记重组病毒核酸,不仅实现了病毒包膜和病毒核酸的同时荧光标记,而且不影响标记病毒的感染能力,具有标记效率高二荧光信号稳定二普适性强等优点;监测到母代病毒感染宿主的可视化过程,需几十个小时,而监测子代病毒感染仅需几分钟(如图1所示)三该研究成果对于活病毒标记及可视化研究具有重要的推动作用三具体步骤如下:1.借助病毒展示系统,将绿色荧光蛋白(EGFP )与杆状病毒囊膜蛋白GP64融合表达,构建出GP64上带有绿色荧光蛋白的重组杆状病毒三2.金属配合物[Ru (phen )2(dppz )]2+溶液加入到培养基中培养宿主细胞SF9;将重组病毒加入到培养的宿主细胞中进行病毒感染与增殖三3.收集二纯化双色标记的子代病毒颗粒,得到的子代病毒通过透射电镜(TEM ),电感耦合等离子体质谱(ICP -MS )和激光扫描共聚焦显微镜(laser confocal scanning micro - 图2 亚钌配合物及量子点双色荧光标记检测EV71示意图scope ,LSCM )表征其结构,测量单颗病毒金属配合物[Ru (phen )2(dppz )]2+含量及展示其单颗病毒的双荧光信号三4.将纯化双色标记的子代病毒颗粒用于宿主细胞SF9的侵染示踪研究三此外,基于亚钌配合物及量子点双色荧光检测人体肠道病毒EV71(手足口病)的研究成果发表在Anal.Chem.,2011,83,7316(见图2),基于石墨烯猝灭量子点荧光同时检测人体肠道病毒EV71和柯萨奇B3病毒CVB3的成果已在Anal.Chem.,https://www.doczj.com/doc/cc8244703.html,/10.1021/ac203172x 在线发表(见图3) 三图3 石墨烯猝灭量子点荧光同时检测EV71和CVB3示意图(上)及可视化检测结果(下)第40卷 2012年6月 分析化学(FENXI HUAXUE ) NEWS Chinese Journal of Analytical Chemistry 第6期973 1.9 蛋白质结构与功能的关系： P252，第六章 从厌氧生物转化为好氧生物是生物进化中的一大进步。脊椎动物中血红蛋白在血液中起到载氧和输氧的作用，肌红蛋白在肌肉中起贮氧和氧在肌肉中分配的作用。 一一一肌红蛋白（Mb）的结构与功能 一1一三维结构：由一条多肽链和一个血红素辅基构成，相对分子量1670 0，含153个氨基酸残基。分子中多肽链由8段α- 螺旋组成，分子结构致密结实，带亲水基团侧链的氨基酸分布在分子外表面，疏水氨基酸侧链几乎全埋在分子内部，见P253 图6-1。 一2一辅基血红素：由二价铁和原卟啉Ⅸ组成，原卟啉Ⅸ由4个吡咯环组成，见P254 图6-2。 铁原子只有亚铁态的蛋白质才能结合氧。蛋白质提供疏水洞穴，固定血红素基，保护血红素铁免遭氧化，为氧提供一个结合部位。结合氧只发 生暂时电子重排。 一一一血红蛋白(Hb)的结构与功能 一1一血红蛋白由4个多肽链（亚基）组成，如α2β2（成人血红蛋白HbA），每个亚基都有一个血红素基和一个氧结合部位，α-链有141个残基，β- 链有146个残基，且α链、β链和Mb的三级结构都非常相似（P259 图6- 9）。实际上对于人的这三种多肽链分析发现只有27个的残基是共有的，这表明蛋白质高级结构的保守性。只要功能相同（都与氧结合），高级结构就相似，有时甚至是唯一的。 血红蛋白与肌红蛋白结构上最大不同在于血红蛋白有四级结构，是四聚体，，而肌红蛋白只有三级结构。因此血红蛋白运载氧能力增强，还能 运载H+和CO2，在氧分压变化不大范围内完成载氧和卸氧工作。且Hb为变构蛋白，可受环境中其他分子，如H+，CO2和2，3- 二磷酸甘油酸（BPG）的调节。 一2一氧结合引起血红蛋白构象变化，氧合血红蛋白和去氧血红蛋白在四级结构上有显著不同，发生构象变化。 氧与血红蛋白结合是协同进行的，具有正协同性同促效应，即一个氧分子与Hb结合，使同一Hb分子中其余空的氧结合部位对氧亲和力增加， 再结合第二、三、四个氧分子则比较容易。 一3一Hb和Mb氧合曲线如P262 图6-14所示。 P(O2)：氧分压，表示氧的浓度（氧浓度与氧分压成正比）。 Y：氧饱和百分数，为被占氧合部位与氧合部位总数之比。 当Y=0，所有氧合部位空着；Y=1，所有氧合部位被氧占据；Y=0.5，半载，此时所需氧分压大小为对氧亲和力指标。 Mb氧合曲线为双曲线；Hb氧合曲线为S型曲线。 S曲线分析： ① 肺区氧分压较高，P（O2）约为100torr（空气中氧分压760×21%=160torr） ，Y=0.97，近于1，载氧。 ②组织肌肉中需氧，P（O2）约为20torr，Y=0.25，卸氧。 ③ΔY：氧饱和百分数变化；ΔP（O2）：氧分压变化。 第三章病毒试题一．选择题 30569.多数病毒粒子的大小为 A.10nm, B.100nm左右 C.300nm D.10-300nm 答:(B) 30570.病毒的大小以()为单位量度。 A. m B.nm C.mm 答:(B) 30571.E.coli T4噬菌体的典型外形是： A.球形 B.蝌蚪形 C.杆状 D.丝状 答:(B) 30572.类病毒是一类仅含有侵染性的病毒。 A.蛋白质 B.RNA C.DNA D.DNA和RNA。 答:(B) 30573.病毒壳体的组成成份是： A.核酸 B.蛋白质 C.多糖 D.脂类 答:(B) 30574.病毒囊膜的组成成分是： A.脂类 B.多糖 C.蛋白质 答:(A) 30575.病毒含有的核酸通常是： A.DNA和RNA B.DNA或RNA C.DNA D.RNA 答:(B) 30576.最先发现病毒的是： A.巴斯德 B.柯赫 C.伊万诺夫斯基 D.吕文虎克 答：（C) 30577.在-70℃时病毒的保存时间为： A.以小时计 B.以天计 C.以月计 D.以年计 答:(C) 30578.昆虫病毒主要靠()感染 A.接触 B.口器 C.伤口 答:(B) 30579.CPV是 A.颗粒体病毒 B.质多角体病毒 C.核多角体病毒 答:(B) 30580.NPV是 A.核多角体病毒 B.质多角体病毒 C.颗粒体病毒 答:(A) 30581.GV是： A.无包涵体病毒 B.颗粒体病毒 C.核多角体病毒 答:(B) 30582.核多角体病毒是： A.dsDNA杆状病毒 B.ssDNA杆状病毒 C.dsRNA病毒 D.ssRNA病毒 答:(A) 30583.质多角体病毒是: A.dsDNA球形病毒 B.ssDNA球形病毒 C.dsRNA球形病毒 D.ssRNA杆状病毒 答:(C) 30584.颗粒体病毒是: 高中生物蛋白质结构与功能的关系 常见考法：在平常测试中，蛋白质知识占有较大比例，可以以选择题或简答题的形式出现。通常考查氨基酸结构的判断、氨基酸脱水缩合过程中的计算问题、蛋白质的结构和功能等相关问题，出题形式灵活，难度较大。在高考中，从近几年生物试题看，有关蛋白质的结构与功能一直是高考命题的热点，题目多以选择题形式考查。除上海高考题外，其他地区试题较少涉及蛋白质的有关计算。结合蛋白质的合成、蛋白质结构多样性及具体蛋白质类物质的功能是近几年各地试题命题的新动向。 1蛋白质相关概念 1.氨基酸：氨基酸的结构是这节的一个难点，因为这个牵涉到有机化合物结构式的书写，而这些内容在化学方面还没有介绍，因此这里要注意听老师认真讲解。氨基酸的种类很多，但构成生物体蛋白质的氨基酸只有20种，这20种都有个共同的特定，就是都至少有一个氨基和一个羧基，并且氨基和羧基都连在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团(R基)。说明一点，大家只需要记住氨基酸的结构通式，会判断就可以，具体氨基酸的结构式不需要掌握。小编为大家整理整理了高中语数外、政史地、物化生九科知识点，各科知识点都包含了知识专题、学习方法、解题技巧等内容。更多2016年高考各科复习知识点请查看>>，高考知识点频道有你想要的珍贵复习资料。欢迎访问，高考生的专属网站。 2.氨基酸的脱水缩合：这个也是一个难点。脱水缩合是氨基酸相互结合的方式，并且脱水缩合只发生在共同结构的氨基和羧基之间，R基上的氨基和羧基不参与脱水缩合。三肽和三肽以上又叫多肽，也叫肽链，有时还考查到环状肽。肽链不呈直线，也不在同一平面上，因此使得蛋白质具有十分复杂的空间结构。 3.蛋白质的结构和功能：蛋白质的结构可以分为化学结构和空间 ＤＯＩ：１０．３７６０／ｃｍａ．ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－９１５８．２０１４．１０．００６ 作者单位：１００７００北京军区总医院检验科（刘杰）；解放军总医院微生物科（杨继勇）通信作者：刘杰，电子信箱：ｆｈａａｌｊ＠１６３．ｃｏｍ?专家论坛? 病毒样颗粒疫苗的研究进展及其在 传染病防控中的应用前景 刘杰 杨继勇 【摘要】 病毒样颗粒（ＶＬＰｓ）是由一种或多种病毒结构蛋白组装成的颗粒，具有与病毒颗粒相 似的外部结构和抗原性，但不含病毒基因。可采用酵母、哺乳动物细胞、植物细胞、昆虫细胞和细菌系 统表达ＶＬＰｓ抗原。ＶＬＰｓ作为疫苗，可有效诱导机体产生免疫反应。可以作为其他佐剂、多肽疫苗的 整合平台设计嵌合体疫苗。本文就病毒样颗粒国内外研究进展及其在传染病防控中的应用前景进行 综述。（中华检验医学杂志，２０１４，３７：７３９－７４２） 【关键词】 病毒样颗粒； 疫苗； 免疫学检测 Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｖｉｒｕｓ－ｌｉｋｅｐａｒｔｉｃｌｅｓａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆｉｎｆｅｃｔｉｏｕｓ ｄｉｓｅａｓｅｓ ＬｉｕＪｉｅ*，ＹａｎｇＪｉｙｏｎｇ．*ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，ｔｈｅＭｉｌｉｔａｒｙＧｅｎｅｒａｌＨｏｓｐｉｔａｌｏｆＢｅｉｊｉｎｇ Ｐｅｏｐｌｅ′ｓＬｉｂｅｒａｔｉｏｎＡｒｍｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００７００，Ｃｈｉｎａ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ：ＬｉｕＪｉｅ，Ｅｍａｉｌ：ｆｈａａｌｊ＠１６３．ｃｏｍ 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】 Ｖｉｒｕｓ－ｌｉｋｅｐａｒｔｉｃｌｅｓ（ＶＬＰｓ）ａｒｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｆｏｒｍｅｄｂｙｏｎｅｏｒｓｅｖｅｒａｌｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐｒｏｔｅｉｎｓ ｆｒｏｍｖｉｒｕｓｅｓｗｉｔｈｓｉｍｉｌａｒｏｕｔｓｉｄｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄａｎｔｉｇｅｎｉｃｉｔｙｏｆｔｈｅｎａｔｉｖｅｖｉｒｕｓｅｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｎｏｖｉｒｕｓ ｇｅｎｏｍｅ．ＶＬＰｓａｎｔｉｇｅｎｃａｎｂｅｐｒｏｄｕｃｅｄｉｎｙｅａｓｔｓ，ｍａｍｍａｌｉａｎｃｅｌｌｓ，ｐｌａｎｔｃｅｌｌｓ，ｉｎｓｅｃｔｃｅｌｌｓａｎｄ ｂａｃｔｅｒｉａ．ＶＬＰｓｖａｃｃｉｎｅｃａｎｉｎｄｕｃｅｉｍｍｕｎｅｒｅｓｐｏｎｓｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｏｔｈｅｒａｄｊｕｖａｎｔｏｒｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅｃａｎｂｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｉｎｔｏＶＬＰｓｔｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔｃｈｉｍｅｒｉｃｖａｃｃｉｎｅｓ．Ｔｈｉｓｒｅｖｉｅｗｆｏｃｕｓｅｓｏｎｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｖｉｒｕｓ－ｌｉｋｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆｉｎｆｅｃｔｉｏｕｓｄｉｓｅａｓｅｓ．（ＣｈｉｎＪＬａｂＭｅｄ，２０１４，３７： ７３９－７４２） 【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】 Ｖｉｒｕｓ－ｌｉｋｅｐａｒｔｉｃｌｅｓ； Ｖａｃｃｉｎｅ； Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙａｓｓａｙ 病毒样颗粒（ｖｉｒｕｓ－ｌｉｋｅｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ＶＬＰｓ）是不含病毒核酸的空壳结构，形态和结构与天然病毒粒子相似，免疫原性较好，但不能自主复制，没有感染性，因而安全性好。目前国内外学者针对３０多种感染人和动物的不同病毒已经研制出相应的ＶＬＰｓ，其中一部分ＶＬＰｓ已成为预防病毒病的潜在候选疫苗。 一、病毒样颗粒 在１９７８年，发现多瘤病毒的主要荚膜蛋白在无病毒核酸的情况下可自组装成ＶＬＰｓ［１］。１９８４年，自然杂志报道了ＨＢＶ表面抗原ＶＬＰｓ疫苗的试验结果［２］。在铝佐剂中，采用酵母表达的重组ＨＢｓＡｇ刺激小鼠、猴和猩猩产生高滴度ＨＢＶ特异性抗体。免疫的猩猩可完全抵御静脉给予的人血清来源的ＨＢＶ的攻击。１９８６年，该ＶＬＰｓ疫苗被批准用于预防人ＨＢＶ感染［３］。 研究表明，ＶＬＰｓ是含有某种病毒的一个或多个结构蛋白的空心颗粒。其制备原理是在体外高效表达的一种（或几种）结构蛋白，在合适的ＶＬＰｓ装配和释放的条件下，成功装配释放出在形态上类似于天然病毒的空心颗粒，没有病毒的核酸（ＤＮＡ／ＲＮＡ），不能自主复制，其在形态上与真正病毒粒子相同或相似，可通过和病毒感染一样的途径呈递给免疫细胞，有效地诱导机体的免疫系统产生免疫保护反应。病毒的衣壳蛋白一般具有天然的自我装配能力。根据病毒包膜的有无，ＶＬＰｓ分为无胞膜ＶＬＰｓ和有胞膜ＶＬＰｓ两种类型。乳头瘤病毒等可形成无包膜ＶＬＰｓ，ＨＢＶ等可形成有包膜ＶＬＰｓ。 二、ＶＬＰｓ与疫苗 第二章病毒的形态与结构 第一节病毒的形态与大小 1.1病毒的大小 病毒的大小一般用nm表示，各种病毒的大小差别很大，最大的病毒约为300nm（痘病毒）; 最小的病毒约为9-10nm（菜豆畸矮病病毒）。 1?一个完整成熟的病毒颗粒称为病毒体（virion ）,是病毒在细胞外的典型结构形式，并有 感染性。 2?病毒体大小的测量单位为纳米或毫微米。 3?多数人和动物病毒呈球形或近似球形，少数为杆状、丝状、弹状、砖块状。 4.测量病毒大小的方法：①电子显微镜技术（最可靠） ②超速离心沉淀法 ③分级超过滤术 ④X线晶体衍射分析法 1.2病毒的形态特征 病毒的个体形态特征可被归纳为球状、砖形、杆状或丝状、弹状、蝌蚪状等。 病毒的群体形态：病毒感染宿主细胞后，可形成由大量病毒粒子和蛋白质构成的病毒群体： 包涵体、噬菌斑、空斑、病斑和枯斑。 病毒粒子对称体制有哪几种？ 1、螺旋对称 2、二十面体对称 3、复合对称 4、复杂对称 第二节病毒的结构、化学组成和功能 病毒体（virion）: —个成熟有感染性的病毒颗粒称“病毒体”，又称病毒粒、病毒颗粒、病毒 粒子。 2.1病毒的结构 基本结构：核心和衣壳，二者构成核衣壳。 核心（Viral core）:内充满DNA或RNA —种核酸，构成病毒的基因组，为病毒的感染、复制、遗传、变异等提供了信息。 由于裸露的核酸决定了病毒的感染性，故称感染性核酸。 衣壳（Viral capsid）:实质上是蛋白质，由壳粒聚合而成，包绕在核酸外面的蛋白质外衣。 衣壳的生物学作用：①维持病毒体的形态、保护核酸免受核酸酶及其他理化因素的破坏；；②与相应受体结合，介导病毒进入宿主细胞；③具有抗原性，可诱发机体产生特异性免疫。； ④作为病毒鉴定和分类依据；⑤决定病毒感染细胞的种类； 病毒的核酸与衣壳组成核衣壳，最简单的病毒就是裸露的核衣壳，如脊髓灰质炎病毒等。 特殊结构（envelope ）: 包膜（棘突）：是位于某些病毒核衣壳外的结构。实质是病毒成熟过程中以出芽方式穿过核 举例说明蛋白质的结构于其功能之间的关系。 1、蛋白质一级结构决定高级结构，高级结构决定生物功能。 2、在不同种属之间，有些 aa 发生变化，不影响他的生物功能，例如，胰岛素的种属差异十分明显，但不同种属间分离得到的胰岛素具有相同的将血糖作用，不同种属间胰分离得到的胰岛素具有相同的将血糖作用，不同种属间胰岛素的一级结构稍有不同，但功能相同，主要是不同种属间具有20个不变aa残基构成的保守区决定的。此外，还包括细胞色素c，肌红蛋白，血红蛋白等一级结构稍有不同，功能相似。 3、在不同种属之间，由于基因突变，有些 aa 发生微观变化就引起功能的明显变化。例如，人的镰刀状红细胞贫血病和地中海贫血病。人的血红蛋白 b 链中第 6 位 glu 被 val 代替，由一个 aa 的变化，导致红细胞呈镰刀状， 降低运氧能力一起细胞形态和功能的变化。力起细胞形态和功能的变化 4、总之，蛋白质一级结构中各 aa 贡献不同，不变残基在蛋白质高级结构和功能上起重要作用，可变残基发生改变，不引起功能变化。不变残基在功能上起作用，可变残基在蛋白质进化上起重要作用。 5、蛋白质高级结构与功能的高度统一，结构决定功能。如血红蛋白的变构效应。血红蛋白由 4 个亚基组成， 2 个 a 亚基 ,2 个 b 亚基，分子中的 a 亚基对氧的亲和力比 b 亚基大，能首先与第一个氧结合，导致 a 亚基构象发生变化，进而引起相邻的b 亚基的构象也发生变化进而引起相邻的 b 亚基的构象也发生变化，增强 b 亚基对氧的亲和力。由于导致整个血红蛋白分子构象发生改变，与氧的结合能力大大加强，在肺部充分利用氧，使氧分压不致过高，在血液流经组织内时，当第一个氧放出后，其余三个氧很快放出，供组织利用氧。 蛋白质结构与功能的关系 专业：植物学 摘要：蛋白质特定的功能都是由其特定的构象所决定的，各种蛋白质特定的构象又与其一级结构密切相关。天然蛋白质的构象一旦发生变化，必然会影响到它的生物活性。由于蛋白质的构象的变化引起蛋白质功能变化，可能导致蛋白质构象紊乱症，当然也能引起生物体对环境的适应性增强。而分子模拟技术为蛋白质的研究提供了一种崭新的手段。在理论上解决了结构预测和功能分析以及蛋白质工程实施方面所面临的难题。它在蛋白质的结构预测和模建工作中占有举足轻重的地位，实现了生物技术与计算机技术的完美结合。 关键词：蛋白质的结构、功能；折叠/功能关系；蛋白质构象紊乱症；分子模拟技术；同源建模 RNase是由124个氨基酸残基组成的单肽链，分子中 8 个Cys的-SH构成4对二硫键，形成具有一定空间构象的蛋白质分子。在蛋白质变性剂和一些还原剂存在下，酶分子中的二硫键全部被还原，酶的空间结构破坏，肽链完全伸展，酶的催化活性完全丧失。当用透析的方法除去变性剂和巯基乙醇后，发现酶大部分活性恢复，所有的二硫键准确无误地恢复原来状态。若用其他的方法改变分子中二硫键的配对方式，酶完全丧失活性。这个实验表明，蛋白质的一级结构决定它的空间结构，而特定的空间结构是蛋白质具有生物活性的保证。前体与活性蛋白质一级结构的关系，由108个氨基酸残基构成的前胰岛素原，在合成的时候完全没有活性，当切去N-端的24个氨基酸信号肽，形成84个氨基酸的胰岛素原，胰岛素原也没活性，在包装分泌时，A、B链之间的33个氨基酸残基被切除，才形成具有活性的胰岛素。 功能不同的蛋白质总是有着不同的序列；种属来源不同而功能相同的蛋白质的一级结构，可能有某些差异，但与功能相关的结构也总是相同。若一级结构变化，蛋白质的功能可能发生很大的变化。蛋白质特定的功能都是由其特定的构象所决定的，各种蛋白质特定的构象又与其一级结构密切相关。天然蛋白质的构象一旦发生变化，必然会影响到它的生物活性。由于蛋白质的构象的变化引起蛋白质功能变化，可能导致蛋白质构象紊乱症，当然也能引起生物体对环境的适应性增强。 虽然蛋白质结构与生物功能的关系比序列与功能的关系更加紧密，但结构与功能的这种关联亦若隐若现，并不能排除折叠差别悬殊的蛋白质执行相似的功能，折叠相似的蛋白质执行差别悬殊功能的现象的存在。无奈，该领域仍不得不将100多年前Fisher提出的“锁一钥 蛋白质结构与功能的关 系 文件编码（TTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-0089） 蛋白质结构与功能的关系 专业：植物学 摘要：蛋白质特定的功能都是由其特定的构象所决定的，各种蛋白质特定的构象又与其一级结构密切相关。天然蛋白质的构象一旦发生变化，必然会影响到它的生物活性。由于蛋白质的构象的变化引起蛋白质功能变化，可能导致蛋白质构象紊乱症，当然也能引起生物体对环境的适应性增强。而分子模拟技术为蛋白质的研究提供了一种崭新的手段。在理论上解决了结构预测和功能分析以及蛋白质工程实施方面所面临的难题。它在蛋白质的结构预测和模建工作中占有举足轻重的地位，实现了生物技术与计算机技术的完美结合。 关键词：蛋白质的结构、功能；折叠/功能关系；蛋白质构象紊乱症；分子模拟技术；同源建模 RNase是由124个氨基酸残基组成的单肽链，分子中 8 个Cys 的-SH构成4对二硫键，形成具有一定空间构象的蛋白质分子。在蛋白质变性剂和一些还原剂存在下，酶分子中的二硫键全部被还原，酶的空间结构破坏，肽链完全伸展，酶的催化活性完全丧失。当用透析的方法除去变性剂和巯基乙醇后，发现酶大部分活性恢复，所有的二硫键准确无误地恢复原来状态。若用其他的方法改变分子中二硫键的配对方式，酶完全丧失活性。这个实验表明，蛋白质的一级结构决定它的空间结构，而特定的空间结构是蛋白质具有生物活性的保证。 前体与活性蛋白质一级结构的关系，由108个氨基酸残基构成的前胰岛素原，在合成的时候完全没有活性，当切去N-端的24个氨基酸信号肽，形成84个氨基酸的胰岛素原，胰岛素原也没活性，在包装分泌时，A、B链之间的33个氨基酸残基被切除，才形成具有活性的胰岛素。 功能不同的蛋白质总是有着不同的序列；种属来源不同而功能相同的蛋白质的一级结构，可能有某些差异，但与功能相关的结构也总是相同。若一级结构变化，蛋白质的功能可能发生很大的变化。蛋白质特定的功能都是由其特定的构象所决定的，各种蛋白质特定的构象又与其一级结构密切相关。天然蛋白质的构象一旦发生变化，必然会影响到它的生物活性。由于蛋白质的构象的变化引起蛋白质功能变化，可能导致蛋白质构象紊乱症，当然也能引起生物体对环境的适应性增强。 虽然蛋白质结构与生物功能的关系比序列与功能的关系更加紧密，但结构与功能的这种关联亦若隐若现，并不能排除折叠差别悬殊的蛋白质执行相似的功能，折叠相似的蛋白质执行差别悬殊功能的现象的存在。无奈，该领域仍不得不将100多年前Fisher提出的“锁一钥匙”模型和50多年前Koshand提出的诱导契合模型(induce fitmodel)作为蛋白质实现功能的理论基础。这2个略显粗糙的模型 蛋白质结构与功能的关系 摘要：蛋白质特定的功能都是由其特定的构象所决定的，各种蛋白质特定的构象又与其一级结构密切相关。天然蛋白质的构象一旦发生变化，必然会影响到它的生物活性。由于蛋白质的构象的变化引起蛋白质功能变化，可能导致蛋白质构象紊乱症，当然也能引起生物体对环境的适应性增强！现而今关于蛋白质功能研究还有待发展，一门新兴学科正在发展，血清蛋白组学，生物信息学等！本文仅就蛋白质结构与其功能关系进行粗略阐述。 关键词：蛋白质分子一级结构、空间结构、折叠/功能关系、蛋白质构象紊乱症；分子伴侣 正文： 1、蛋白质分子一级结构和功能的关系 蛋白质分子中关键活性部位氨基酸残基的改变，会影响其生理功能，甚至造成分子病(molecular disease)。例如镰状细胞贫血，就是由于血红蛋白分子中两个β亚基第6位正常的谷氨酸变异成了缬氨酸，从酸性氨基酸换成了中性支链氨基酸，降低了血红蛋白在红细胞中的溶解度，使它在红细胞中随血流至氧分压低的外周毛细血管时，容易凝聚并沉淀析出，从而造成红细胞破裂溶血和运氧功能的低下。 另一方面，在蛋白质结构和功能关系中，一些非关键部位氨基酸残基的改变或缺失，则不会影响蛋白质的生物活性。例如人、猪、牛、羊等哺乳动物胰岛素分子A链中8、9、10位和B链30位的氨基酸残基各不相同，有种族差异，但这并不影响它们都具有降低生物体血糖 浓度的共同生理功能。 蛋白质一级结构与功能间的关系十分复杂。不同生物中具有相似生理功能的蛋白质或同一种生物体内具有相似功能的蛋白质，其一级结构往往相似，但也有时可相差很大。如催化DNA复制的DNA聚合酶，细菌的和小鼠的就相差很大，具有明显的种族差异，可见生命现象十分复杂多样。 2、蛋白质分子空间结构和功能的关系 蛋白质分子空间结构和其性质及生理功能的关系也十分密切。不同的蛋白质，正因为具有不同的空间结构，因此具有不同的理化性质和生理功能。如指甲和毛发中的角蛋白，分子中含有大量的α-螺旋二级结构，因此性质稳定坚韧又富有弹性，这是和角蛋白的保护功能分不开的;而胶原蛋白的三股π螺旋平行再几股拧成缆绳样胶原微纤维结构，使其性质稳定而具有强大的抗张力作用 又如细胞质膜上一些蛋白质是离子通道，就是因为在其多肽链中的一些α-螺旋或β-折叠二级结构中，一侧多由亲水性氨基酸组成，而另一侧却多由疏水性氨基酸组成，因此是具有“两亲性”(amphipathic)的特点，几段α-螺旋或β-折叠的亲水侧之间就构成了离子通道，而其疏水侧，即通过疏水键将离子通道蛋白质固定在细胞质膜上。载脂蛋白也具有两亲性，既能与血浆中脂类结合，又使之溶解在血液中进行脂类的运输。 3、折叠/功能关系 体内各种蛋白质都有特殊的生理功能，这与空间构象有着密切的生物化学第二章蛋白质的结构与功能随堂练习与参考答案
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