4.6 Disulfide bonds 为什么稳定蛋白
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disulfide bond 的稳定作用不只是多了一根 covalent bond,更重要是降低 unfolded state 的 conformational entropy。
规则:
- Cys 在序列上相距越远,但三维结构中越近,形成 disulfide 后对 unfolded chain 的限制越大。
- 长程 disulfide 更能降低 unfolded state 的自由度,因此稳定性提升更明显。
- extracellular proteins 常富含 disulfides,因为胞外环境更 oxidising、pH/盐/温度更变化。
disulfide bond 稳定蛋白的主要热力学原因是降低 unfolded state 的 entropy。未形成 S-S 时,展开链可以探索大量构象;形成一个 long-range disulfide 后,两个远距离序列位置被拴在一起,展开态可选构象大幅减少,因此 unfolded state 被相对 destabilized,folded state 看起来更稳定。
为什么胞外蛋白常有 disulfides?胞外环境更 oxidising、变化更大,蛋白需要长期稳定;胞内环境更 reducing,disulfide 不易稳定存在,而且细胞内很多蛋白依赖 dynamics 和 chaperones。
原文小点逐条解释
Section titled “原文小点逐条解释”- 原文小点: Cys 在序列上相距越远,但三维结构中越近,形成 disulfide 后对 unfolded chain 的限制越大。
- 讲解: 这个小点是在说明 disulfide stabilization;核心不是多一根键,而是限制 unfolded state conformational entropy。
- 原文小点: 长程 disulfide 更能降低 unfolded state 的自由度,因此稳定性提升更明显。
- 讲解: 这个小点是在说明 disulfide stabilization;核心不是多一根键,而是限制 unfolded state conformational entropy。
- 原文小点: extracellular proteins 常富含 disulfides,因为胞外环境更 oxidising、pH/盐/温度更变化。
- 讲解: 这个小点是在说明 disulfide stabilization;核心不是多一根键,而是限制 unfolded state conformational entropy。
做题和复习时怎么用
Section titled “做题和复习时怎么用”若题目问哪一个 disulfide 更稳定,优先选序列距离远但三维距离近的 Cys pair,因为它更大幅限制 unfolded chain entropy。
- 把 protein structure 当成静态不动的模型。
- 只说“形成更多键所以稳定”,不讨论 unfolded state entropy 或 dynamics。
