蛋白质折叠的动力学

蛋白质折叠的动力学研究的是蛋白质折叠的速度问题，通过对肽链折叠的动力学研究，发现折叠是分阶段进行的，而且在整个过程中存在中间态。目前对蛋白质折叠动力学研究还很有限，有人提出肽链折叠成球状分子的一种有效途径是，为数不多的氨基酸残基通过分子中相互作用先形成一个核心，所谓构象核，然后以其为核心，逐渐进行随后的折叠过程。简单讲就是肽链在折叠时，往往都是局部距离较近的肽段先折叠，然后整条肽段折叠，折叠后期，已经形成的空间构象还不时地发生一些局部的调整。

根据目前已知的知识认为，折叠的过程，在不同的时间段可以发生不同的折叠行为。图7-1肽链折叠过程中不同时间标尺内发生的一些事件，螺旋和无规则卷曲之间的互变在纳秒到微秒之间就能完成，因此螺旋可以成为构象核。在随后的不到1微秒的时间内，肽链中的其他一些肽段也各自形成了他们相应的二级结构。然后，在几个微秒的时间内，作为整个蛋白质立体结构基本组成的构象单元——二级结构通过扩散彼此接触，进而导致整个肽链的塌陷（collapse）。至此，蛋白质立体结构的框架已经形成。之后是一段很长的结构调整时期，可以长达千余秒。整个调整时期是各种能量非常接近的中间态之间的互变，以期建立更为稳定、具有生物学活性的天然构象。在这样“漫长”的调整时期，研究较多的事件有链内的二巯键配对的交换和肽酰基-脯氨酰基间肽键的顺反异构化等。虽然由于蛋白质在结构上有较大差异，但不同结构蛋白质的折叠都需经过一些阶段：构象核的形成，构象核的生长和彼此黏结，二级结构分子框架的建立，中间态的调整，以及具有四级结构的蛋白质的亚基组装。

图7-1　肽链折叠过程中不同时间标尺内发生的一些事件

目前，经常用于蛋白质肽链折叠研究的模型蛋白质多是一些分子量不大的单结构域蛋白质，如牛胰蛋白酶抑制药、一些核糖核酸酶和溶菌酶等；使用较多的技术是圆二色性和核磁共振技术。