蛋白质的稳定性和稳定化.pptVIP

添加剂不仅可以提高酶的热稳定性，还可提高酶的抗蛋白水解，抗化学试剂，抗PH变化，抗变性剂，抗稀释作用例如：甘油，糖和聚乙二醇是多羟基化合物，能形成很多氢键，并助于形成“溶剂层”，增加表面张力和溶液黏度，这类添加剂通过对蛋白质的有效脱水，降低蛋白质水解作用而起稳定酶的作用第30页，共54页。蛋白质非共价相连蛋白质间相互作用时，由于从蛋白质表面相互作用区域排除水，因而降低自由能，增加蛋白质的稳定酶形成的多聚体或聚合体的活力和稳定性也常比其单体高第31页，共54页。三、化学修饰化学修饰即修饰作用可达到稳定酶的作用，得到可溶性稳定化酶。1.可溶性大分子修饰酶：聚乙二醇（PEG）、右旋糖苷、肝素等多糖以及白蛋白，多聚氨基酸2.小分子修饰酶第32页，共54页。原因：修饰有时会获得不同于天然蛋白质构象的更稳定的构象；修饰关键功能基团也会达到稳定化；由化学修饰引入到蛋白质的新的功能基团有可能形成附加氢键或盐键；用非极性试剂修饰可加强蛋白质中疏水相互作用；蛋白质表面基团的亲水性；交联酶晶体第33页，共54页。酶的失活和再活化对于可逆性酶，可以采取相应措施实现其再活化例如：用过量的碘离子使脲酶重新天然化，该酶失活是由于重金属阳离子使巯基中毒引起，再活化的机理是碘离子与结合的金属离子形成碘结合物对于不可逆变性酶，可用下述方法进行再活化：用变性剂使固定化酶伸展成无规则盘绕状态第34页，共54页。必威体育精装版进展可将变性的蛋白质分子孤立在反胶束内，蛋白质在反相胶束内可重新折叠成天然状态，而且没有与其他变性分子接触和聚合，此胶束由表面活性剂稳定的水滴构成，并悬浮于异丁烷中。第35页，共54页。第四节各种酶稳定化方法的比较比较各种不同的酶稳定化方法是困难的，因此制定的了一下一般的标准：①稳定性至少要增加1~3个数量级②应对各种酶失活因素(物理，化学及生物学因素)③稳定化不应减少酶活力或改变酶的专一性④稳定化方法适合各类蛋白质⑤稳定化方法应在体内，体外都适用⑥从经济角度看，方法应具有方法的潜力第36页，共54页。蛋白质工程定义以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过化学、物理和分子生物学的手段进行基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质。第五节蛋白质工程第37页，共54页。蛋白质工程的基本目标：是按预期的结构和功能，通过分子设计和DNA重组技术，对现有蛋白质加以定向改造、设计、构建并最终生产出性能比天然蛋白质更加优良、更加符合人类社会需要的新型蛋白质。优点：提供了有目的改变酶性能的可能性，不仅改变酶的结构，也可以改变其催化活力及专一性和稳定性。第38页，共54页。第1页，共54页。

2蛋白质-蛋白质和蛋白质-脂的作用

由于蛋白质分子表面上既有疏水簇，也有极性和带电基团。从热力学上看，疏水簇与水的接触对蛋白质稳定性是不利的。所以当蛋白质形成复合物时，脂分子或蛋白质分子稳定到疏水簇上，因而防止疏水簇与溶剂的接触，屏蔽了蛋白质表面的疏水区域。第2页，共54页。

3.盐桥和氢键

盐桥：当一个氨基酸的氨基和与它空间相邻的另一个氨基酸的羧基互相靠近时，形成盐桥。-COO.......H3N-蛋白质中盐桥的数目较少，但对蛋白质的稳定性作用很显著。第3页，共54页。氢键：是通过氢原子参与成键的特殊形式的化学键。当一个电负性较强的原子与氢键合后，继续与另一个电负性较强的原子键合：氢键能维持二级结构(如α-螺旋，β-片层，β-转角等）。但是氢键对蛋白质稳定性的重要性不应估计过高。

第4页，共54页。

4.二硫键

二硫键：即S－S键，是2个巯基被氧化而形成的-S-S-形式的硫原子间的共价键。链内二硫键和链间二硫键：第5页，共54页。由于交联即蛋白质中形成二硫键，伸展蛋白质的熵急剧降低，从而增加蛋白质的稳定性。与此类似，用双功能试剂实现分子内交联，也能使蛋白质构象稳定化。第6页，共54页。日常生活中的烫发和发型保持，主要原理是操纵毛发角蛋白二硫键的还原和再氧化，即二硫键的断开和重新键合。第7页，共54页。

5.对