论蛋白质在生命体研究中的作用

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生命科学中的蛋白质及其重要功能研究

生命科学中的蛋白质及其重要功能研究

生命科学中的蛋白质及其重要功能研究蛋白质是生命体中最为重要的基础分子之一,不仅构成细胞的主体结构,还是细胞代谢功能的主要催化酶、传递信息的信使分子以及免疫系统中的主要成分,其在生命体系中发挥着至关重要的作用。

因此,生命科学中对蛋白质的研究至为重要。

本文将从蛋白质的构成、结构和功能等方面进行探讨。

一、蛋白质的构成和结构蛋白质是由氨基酸分子经过肽键反应而形成的长链状分子,每条蛋白质链上通常由数百到数千个氨基酸分子组成。

这些氨基酸分子按照一定的序列排列,形成了特定的蛋白质结构。

蛋白质的结构可以分为四个级别:一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。

一级结构是指蛋白质的氨基酸序列,即由多个氨基酸分子组成的线性序列;二级结构是指单个蛋白质链中的某些氨基酸分子之间的氢键键合,形成的形态结构,如α-螺旋和β-折叠等;三级结构是指多个蛋白质链之间的相互作用所形成的空间立体结构;四级结构是指多个蛋白质链之间的相互作用所形成的复合物结构。

蛋白质的结构决定其功能,一级结构的不同导致了氨基酸序列的不同,二级结构的不同决定了蛋白质形状的不同,三级结构的不同决定了蛋白质的功能,四级结构的不同决定了不同蛋白质的功能组合协同作用,从而实现了复杂的生命体系的各种功能。

二、蛋白质的功能蛋白质在生物体内具有多种重要的生物学功能。

其中最为重要的是催化作用,即酶活动。

绝大部分生化反应都需要通过酶来加速,催化化学反应从而达到生物体代谢调控的目的。

另外,大多数激素、抗体、核酸和细胞信使都是由蛋白质构成。

蛋白质还具有结构支持作用,构成了细胞的结构支架,并支持细胞的形态、大小和活动。

此外,蛋白质还具有运输介导作用,可以通过提供细胞外物质的运输通道使物质通过细胞膜进行转运。

此外,蛋白质还参与了免疫系统的抵抗病毒和细菌入侵,并调节生长发育和细胞生存等多种生物学功能。

三、蛋白质的重要性和研究现状蛋白质的重要性无可置疑,蛋白质不仅是组成生命体的基本单位,同时也是生命体中各种功能的重要催化剂和调节体。

蛋白质表达的基本概念及其对生命科学研究的意义

蛋白质表达的基本概念及其对生命科学研究的意义

蛋白质表达的基本概念及其对生命科学研究的意义蛋白质是生物体内不可或缺的重要分子,它们承载着大量的生命信息,包括基因表达、代谢调控、信号转导等多种生命活动。

蛋白质表达是蛋白质合成的过程,对于生命科学研究具有重要的意义。

本文将简要介绍蛋白质表达的基本概念,并探讨其对生命科学研究的意义。

一、蛋白质表达的基本概念蛋白质表达是蛋白质合成的过程,分为三个主要阶段:转录、翻译和后转录修饰。

在转录阶段,DNA双链解旋后,RNA聚合酶依据基因模板合成mRNA。

在翻译阶段,mRNA通过核糖体指导下,由tRNA 带动氨基酸进行串联形成多肽链,最终形成蛋白质分子。

在后转录修饰阶段,蛋白质通过质子激活、褶叠、修饰等过程形成最终的功能性蛋白质。

二、蛋白质表达对生命科学研究的意义1. 基因功能的研究蛋白质是基因的产物,通过研究蛋白质的表达调控机制以及其参与的生物学过程,可以深入认识基因在生物体内的功能。

比如,研究特定基因的转录、翻译机制以及蛋白质的后修饰可以揭示这些基因对于特定生理过程的调控作用,进一步解释许多生理学、生化学和遗传学等领域内的基本现象。

2. 蛋白质药物的开发蛋白质是生命体内细胞内外的许多生物活性分子,对于疾病的治疗有着重要的作用。

目前,很多疾病已经发现与某些蛋白质异常表达或功能异常有关,研究这些蛋白质的表达、结构和功能机制就能为开发蛋白质药物提供重要依据。

3. 基因工程和基因治疗基因工程和基因治疗的核心也是蛋白质表达,通过转基因、转染、基因编辑等手段,可以精确控制特定目标基因的表达和调节,从而生产更多、更稳定、更有用的工程蛋白质,提高生命科学研究的效率和成果。

三、结语总之,蛋白质表达是生命体物质代谢中至关重要、不可或缺的环节之一,它是研究基因功能、药物开发、基因工程和基因治疗等众多生命科学领域中的关键研究方向。

希望本文能够对蛋白质表达的基本概念和其对生命科学研究的意义有所启发。

生命科学中的蛋白质结构和功能解析技术

生命科学中的蛋白质结构和功能解析技术

生命科学中的蛋白质结构和功能解析技术蛋白质是生命体中起着重要功能的一类生物大分子,对于揭示其结构和功能具有重要的科学意义。

蛋白质结构是指蛋白质中氨基酸的排列方式和相互作用的空间结构,而蛋白质的功能则是指其化学和生物学上的作用。

蛋白质结构解析技术的发展蛋白质结构解析技术一直是生命科学领域的一个重要研究方向。

早在20世纪初,生物学家就开始使用X射线衍射技术研究蛋白质的结构。

后来,随着核磁共振技术的发展,科学家们又可以通过磁共振成像技术来研究蛋白质结构。

2003年,人类基因组计划的完成使得对蛋白质结构解析技术的需求大大增加。

随后,科学家们发展了一种被称为“暴力”技术的蛋白质结构解析方法。

该技术基于氢-氘交换(H/D exchange)原理,可以利用化学反应和质谱分析技术鉴定蛋白质的结构。

蛋白质结构解析技术的应用蛋白质结构解析技术在生命科学中有广泛的应用。

其中最为重要的应用包括如下:1. 药物研究药物的研究和开发需要对蛋白质的结构有深入的了解。

利用蛋白质结构解析技术,科学家们可以了解药物和蛋白质的相互作用,从而得以完善和改善药物疗效。

2. 分子生物学研究分子生物学研究需要对蛋白质和其他生物大分子的结构和功能有深入的了解。

利用蛋白质结构解析技术,科学家们不仅可以了解蛋白质的结构,还可以研究蛋白质参与的生物反应。

3. 生命起源研究生命起源问题一直是科学界的谜团之一。

研究人员利用蛋白质结构解析技术,研究了几种可能对生命起源有贡献的蛋白质的结构,这些研究有助于探索生命起源的奥秘。

蛋白质功能解析技术的发展蛋白质功能解析技术主要有以下几种:1. 质谱技术质谱技术是一种利用质量对电荷比进行分析的技术。

通过该技术,研究人员可以对蛋白质样品的氨基酸序列和翻译后修饰进行纯化和检测。

2. 原位杂交技术原位杂交技术是一种利用核酸探针和基因序列的同源性进行研究的技术。

通过该技术,研究人员可以了解蛋白质参与的生物反应和某些基因突变的效应。

蛋白质在生物体内的作用机制

蛋白质在生物体内的作用机制

蛋白质在生物体内的作用机制蛋白质是生命体中至关重要的分子之一,它们对于生物体的许多生命过程至关重要。

蛋白质具有多种复杂的作用机制,使它们能够在生物体内扮演重要的角色。

首先,蛋白质的主要作用是构成生物体内许多结构。

例如,肌肉组织由肌动蛋白和肌球蛋白构成,这些蛋白质在肌肉的缩放和舒张过程中发挥关键作用。

另外,细胞的骨架也由蛋白质组成,这些蛋白质能够支撑和维持细胞的形态和结构。

另一方面,蛋白质还在生物体内发挥酶的作用。

酶是加速化学反应的催化剂,它们能够促进化学反应发生,并控制反应路径。

大多数酶都是蛋白质,它们针对特定反应催化剂,酶和反应物之间的交互作用是基于酶的催化中心结构和反应物的结构匹配。

这些化学反应包括代谢反应、DNA复制和细胞分裂等生命过程的关键反应。

蛋白质还能在许多信号传递过程中发挥作用。

例如,激素是能够刺激特定生理反应的分子信号分子,它们能够与细胞表面的受体蛋白质结合。

受体蛋白质与激素之间的相互作用会引发复杂的细胞信号传导过程,这些过程对于细胞的发育、分化和生存至关重要。

此外,许多免疫反应都是基于蛋白质的相互作用而展开的。

免疫系统能够识别体内外入侵的病原体,并生成特定的抗体来与这些病原体结合。

抗体是一种蛋白质,它们有极高的特异性,能够跟特定病原体的表面分子结合起来并中和它们的活性。

另外一个非常重要的作用是,蛋白质还能作为能量来源。

当人体缺乏碳水化合物或脂肪时,蛋白质就能够被分解并转化成能量来维持生命机能。

这种转化由身体的酶催化引起,且会产生尿素作为副产物。

最后,蛋白质还能在遗传物质的合成中起关键作用。

蛋白质可以促进基因转录并修饰不同的基因表达。

此外,它们还能够修饰DNA分子结构,增强或抑制基因表达。

这些调节作用复杂且多种多样,可以通过模拟研究和实验进行研究。

总体而言,蛋白质在生物体内的作用机制十分复杂,涵盖了生命过程的多个方面,包括结构、酶催化、细胞信号传递、免疫反应、代谢、遗传表达等各个方面。

蛋白质的功能和结构研究

蛋白质的功能和结构研究

蛋白质的功能和结构研究蛋白质是生命的基本组成部分之一,在生物学领域中起着重要的作用。

由于它的广泛应用和大量的应用价值,蛋白质在生物学、医学等领域中一直被大量研究。

本文主要探讨蛋白质的功能和结构及其研究的相关内容。

一、预备知识在开始探讨蛋白质的功能和结构及其研究的相关内容之前,我们需要先了解一些与蛋白质相关的基础知识。

1. 蛋白质的基本结构和组成蛋白质是一种由氨基酸构成的高分子有机化合物,是生命体中许多关键结构和功能的基础组成部分。

其中,氨基酸是蛋白质所构成的基本单元,它们通过肽键进行缩合形成多肽链,然后多肽链进一步折叠成蛋白质分子。

2. 蛋白质的分子量蛋白质的分子量通常较大,常见的蛋白质分子量在10,000至1,000,000之间。

其中,分子量较小的蛋白质称为小型蛋白质,而大型蛋白质则包括了许多复合蛋白质和膜蛋白质。

3. 蛋白质的结构分类蛋白质可以根据其结构分为四类:原生质,二级结构,三级结构和四级结构。

原生态是蛋白质最初折叠的状态,二级结构是多肽链中相邻氨基酸的折叠方式,三级结构是碳水化合物折叠成一个与其他区域相对分离的单独域,四级结构是几个多链组装在一起形成一个多链复合物。

二、蛋白质的功能蛋白质在生命体中扮演着几乎所有生物过程的关键角色。

它们是组成肌肉、调节细胞的信号传递、催化生化反应、免疫应答、运输激素、维护结构等过程中的关键部分。

以下是蛋白质在生物学中扮演的一些关键角色。

1. 催化酶许多化学反应需要催化剂才能发生,而蛋白质酶就是生物体中最常见的催化酶类型。

酶是生命过程中许多重要的生物反应中所需的催化剂,如营养成分消化、免疫反应、信号转导、DNA复制和细胞呼吸等。

2. 组成细胞的结构蛋白质是细胞中许多重要分子的基本组成部分,如细胞质中的细胞骨架蛋白质、细胞核中的染色质蛋白质和核酸转录蛋白质。

细胞的功能和命运都与蛋白质有关,如细胞繁殖、信号传递和氧化还原反应等。

3. 维护组织的形态许多结构性蛋白质都在生命过程中起到关键作用。

它在生物体中的作用是什么

它在生物体中的作用是什么

它在生物体中的作用是什么蛋白质在生物体中起着极其重要的作用,它们参与了许多关键的生物学过程,维持了生命的结构和功能。

以下是蛋白质在生物体中的主要作用:
1. 结构支持:一些蛋白质在细胞、组织和器官中提供结构支持。

例如,胶原蛋白是结缔组织中的主要蛋白质,赋予组织强度和弹性。

2. 酶催化:酶是生物体内的催化剂,能够加速化学反应的进行,促使细胞代谢。

酶催化的反应涉及食物消化、能量生产和各种代谢途径。

3. 运输:血液中的血红蛋白负责运输氧气到身体各部分,还有其他运输蛋白负责携带营养物质、荷尔蒙和其他分子。

4. 免疫防御:免疫球蛋白(抗体)是一类参与免疫系统的蛋白质,能够识别并抵御入侵的病原体,提供免疫保护。

5. 信号传导:蛋白质在细胞内外传递信号,调节细胞的生理和生化活动。

激素、受体和信号分子等都是蛋白质。

6. 运动:肌肉收缩需要肌动蛋白和微管蛋白等蛋白质的参与,它们支持细胞和组织的运动。

7. 储能:一些蛋白质可以作为能量储备,例如在种子中的储能蛋白。

8. 结构调节:细胞骨架中的蛋白质,如微管和中间丝蛋白,支持细胞形状,并调节细胞内部结构。

9. 细胞黏附:表面蛋白质可以调节细胞间的黏附,参与组织形成和维持。

总体而言,蛋白质是生物体内最为多功能的分子之一,它们直接或间接地参与了生物体内几乎所有的生命过程。

蛋白质的种类和功能的多样性是维持生命的关键因素之一。

蛋白质在生物学和医学中的功能分析

蛋白质在生物学和医学中的功能分析

蛋白质在生物学和医学中的功能分析蛋白质是构成生命体的基本物质之一,在细胞生命活动、遗传信息的传递、分子信号传递等方面都扮演着重要角色。

近年来,随着生命科学的发展和技术手段的不断提升,越来越多的蛋白质被发现,其功能也被进一步探明。

本文将就蛋白质在生物学和医学中的重要功能进行分析。

1.构成生物体的基本物质蛋白质是构成生物体的基本物质之一,表现为形态各异的有机聚合物。

在细胞中,蛋白质扮演着结构、催化酶反应、免疫防御等多种重要功能。

细胞结构方面,细胞骨架是由微管蛋白、中间纤维蛋白和微丝蛋白三种蛋白质组成的。

其中微管蛋白是一种长蛋白质,具有较高的结构性,形成细胞的骨架;中间纤维蛋白则是一种较短的蛋白质,主要作用是将不同细胞和细胞组织连接起来;而微丝蛋白则是形态、功能、调节等方面最复杂的一种蛋白质,能够参与组织生长、运动等生物过程。

催化酶反应方面,蛋白质是生物催化剂的重要组成部分,是细胞重要的催化酶。

如酶催化了代谢过程中的化学反应,导致能量转移,从而影响细胞生长、发育和生产。

不同的酶催化各种不同的反应,可以分解、合成、转化、氧化等。

免疫防御方面,蛋白质具有重要的免疫防御功能。

抗体是一种典型的蛋白质分子,通过特异性识别和结合抗原,从而产生免疫应答。

随着免疫学的深入研究,越来越多的免疫蛋白质被发现,如细胞因子、白细胞介素等,这些蛋白质的发现和应用了解到了很多重要的医学发现。

2.生物体遗传信息的传递DNA是构成一般生命体的指导接头,蛋白质是所有生物体中重要的功能基元。

以涉及蛋白质合成、蛋白质种类和数量调控、细胞分化、组织形态与属性形成转化的遗传信息传递过程为例说明蛋白质对生命的影响和作用。

蛋白质合成是 DNA 的信息从 mRNA 转移到蛋白质分子的过程,主要包括转录和翻译两部分。

转录是指将DNA中的信息转化成mRNA上的信息的过程,是基因表达调控过程中非常重要的环节之一。

而翻译是指mRNA中的信息被翻译成蛋白质的过程,这是一种极其复杂的过程,需要多种蛋白质协同作用,如初始子识别、转移位置、光滑门定位和结束子识别等。

生命科学中的蛋白质与酶功能研究

生命科学中的蛋白质与酶功能研究

生命科学中的蛋白质与酶功能研究蛋白质和酶在生命科学中扮演着重要的角色,它们参与了生物体内的各种生化过程,包括信号传导、代谢调控、细胞的结构与功能等。

为了更好地理解和研究蛋白质与酶的功能,科学家们采用了多种方法和技术,进一步揭示了它们在生命科学领域的重要性。

一、蛋白质的功能和结构研究蛋白质是生命体中最基本的分子,它们由一条或多条多肽链组成,通过氨基酸之间的连接形成。

不同的氨基酸序列决定了蛋白质的功能和结构。

科学家们利用X射线晶体学和核磁共振等技术,解析了许多蛋白质的三维结构,从而揭示了蛋白质的折叠方式和功能区域的分布情况。

同时,通过蛋白质组学技术,科学家们还能够对蛋白质进行大规模筛选和鉴定,从而研究蛋白质的功能和相互作用关系。

二、酶的功能和机制研究酶是一类具有催化作用的蛋白质,它们能够加速生物体内化学反应的进行。

酶能够通过调整底物的构象、提供催化位点和参与底物结合等方式,实现对反应速率的调控。

科学家们通过研究酶的催化机制,可以深入了解酶的功能以及如何调控和优化酶的活性。

在酶的研究中,常用的技术包括酶动力学实验、基因工程技术和X射线晶体学等,这些技术的运用为酶的功能研究提供了重要的手段。

三、蛋白质与酶在药物研发中的应用蛋白质与酶在药物研发中起着重要的作用。

科学家们通过研究蛋白质和酶的功能以及与药物的相互作用,可以筛选出具有治疗效果的新药或药物靶点。

蛋白质药物是当前医药领域的研究热点之一,它们利用蛋白质的特异性结合和高效性催化等特点,实现了对具体疾病的精准治疗。

酶的研究也为药物研发提供了重要的参考,通过研究酶的功能和机制,可以发现新的靶点并设计出更有效的药物。

总结:生命科学中的蛋白质与酶功能研究对于我们深入了解生物体内的生化过程和开发新药具有重要意义。

通过探索蛋白质与酶的功能、结构和相互作用,科学家们为进一步探索生命科学领域提供了关键的工具和信息。

未来,我们可以期待在蛋白质与酶的研究中取得更多的突破,为人类的健康和发展做出更大的贡献。

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论蛋白质在生命体研究中的作用
摘要:蛋白质是生物体中广泛存在的一类生物大分子,具有特定立体结构的和生物活性以及诸多功能,根据这些功能我们可以将其应用于蛋白质的分子设计、蛋白质功能的改造、疾病的基因治疗以及新型耐抗药性药物的开发与设计甚至是发现生物进化的规律等先进科研领域上。

因此,蛋白质在生命体研究中具有极其重要的作用。

蛋白质是生物体中广泛存在的一类生物大分子,是由核酸编码的氨基酸之间通过氨基和羧基形成的肽键连接而成的肽链,经翻译后加工而生成的产物。

具有特定立体结构的和生物活性。

蛋白质在体内是构成多种重要生理活性物质的成分,参与调节生理功能。

如核蛋白构成细胞核并影响细胞功能;酶蛋白具有促进物质消化、吸收和利用的作用;免疫蛋白具有维持机体免疫功能的作用。

下面具体介绍蛋白质的一些功能:
①催化:蛋白质的一个最重要的生理功能是作为生物体新陈代谢的
催化剂——酶,酶是蛋白质中最大的一类,生物体内的各种化学反应几乎都是在相应的酶的参与下进行的。

酶的催化效率远大于合成的催化剂。

②调节:许多蛋白质能调节其他蛋白质执行其生理功能的能力,这
些蛋白质称为调节蛋白,最著名的例子是胰腺兰氏小岛的β细胞分泌的胰岛素,它是调节动物体内血糖代谢的一种激素。

另一类调节蛋白参与基因表达的调控,它们激活或是抑制遗传信息转录为RNA。

③转运:第三类是转运蛋白,其功能是从一地到另一地转运特定的
物质。

一类转运蛋白如血红蛋白,血清清蛋白,是通过血流转运物质的,另一类转运蛋白是膜转运蛋白,它们能通过渗透性屏障(细胞膜)转运代谢物和养分(葡萄糖、氨基酸等),如葡糖转运蛋白。

④贮存:另一类蛋白质是氨基酸的聚合物,又因氮素通常是生长的
限制性养分,所以生物体必要时就利用蛋白质作为提供充足氮素的一种方式,蛋白质除为生物体发育提供C、H、O、N、S元素外,
像铁蛋白还能贮存Fe,用于含铁的蛋白质如血红蛋白的合成。

⑤运动:某些蛋白质赋予细胞以运动的能力,肌肉收缩和细胞游动
是细胞具有这种能力的代表。

作为运动基础的收缩和游动蛋白具有共同的性质:它们都是丝状分子或丝状聚集体。

另一类参与运动的蛋白质称发动机蛋白质,如动力蛋白和驱动蛋白,它们可驱使小泡、颗粒和细胞器沿微管轨道移动。

⑥结构成分:蛋白质另一重要功能是建造和维持生物体的结构。


类蛋白质称为结构蛋白,它们给细胞和组织提供强度和保护。

这类蛋白质多数是不溶性纤维状蛋白质,如胶原蛋白。

胶原蛋白还和蛋白聚糖等构成动物的胞外基质,后者是细胞的保护性屏障。

⑦支架作用:新近发现某些蛋白质在细胞应答激素和生长因子的复
杂途径中起作用,这类蛋白质称支架蛋白或接头蛋白,支架蛋白都有一个组件组织,蛋白质结构的特定部分(组件)通过蛋白——蛋白相互作用能识别并结合其他蛋白中的某些结构元件。

⑧防御和进攻:与一些结构蛋白的被动性防护不同,一类确切的称
为保护或开发蛋白的蛋白质在细胞防御、保护、开发方面的作用是主动的。

保护蛋白中最突出的是脊椎动物体内的免疫球蛋白或称抗体。

抗体是在外来的蛋白质或其他高分子化合物即所谓抗原的影响下由淋巴细胞产生,并能与相应的抗原结合而排除外来物质对生物体的干扰。

另一类保护蛋白是血液凝固蛋白,如凝血酶原和血纤蛋白原等。

此外起防卫和开发作用的一些蛋白,包括蛇毒和蜂毒的溶血蛋白和神经毒蛋白以及植物毒蛋白和细菌毒素。

⑨异常蛋白:某些蛋白质具有上述以外的功能,如应乐果甜蛋白有
着极高的甜度,昆虫翅膀的铰合部存在一种具有特殊弹性的蛋白质,称节肢弹性蛋白,某些海洋生物如贝类分泌一类胶质蛋白,能将贝壳牢固的黏在岩石或其他硬表面上。

正因为蛋白质有如此之多的功能,因此对生命生理、心理等各个方面都能产生不可忽视的影响,了解蛋白质结构和蛋白质的结构与功能的关系,有助于发现蛋白质是如何发挥其生物学功能的,这对生命体的研究具有极其重要的意义。

现依据我自身理解,仅列出其中的两个方面如下:
一、通过对蛋白质结构、功能关系的深入了解,将其应用在蛋白质的分子设计、蛋白质功能的改造、疾病的基因治疗以及新型耐抗药性药物的开发与设计等方面。

蛋白质除了可以自身合成外,还有一些必需要从机体外摄取,且对于摄取量有一定的限定范围,过多或过少都不好。

《中国居民膳食营养素参考摄入量》中推荐每人每天蛋白质的摄入量是65~90克。

2000年,中国营养学会调查显示,中国人均每天蛋白质的摄入量远低于推荐摄入量。

对于生长阶段的儿童而言,蛋白质的缺乏常见症状是代谢率下降,对疾病抵抗力减退,免疫力下降易患病,长期缺乏蛋白质会造成器官的损害,常见的是儿童的生长发育迟缓、体质量下降、
淡漠、易激怒、贫血以及干瘦病或水肿,并因此易感染其他疾病。

可是对蛋白质的摄入过多,不仅会造成浪费,而且对人体健康也是有危害的,因为蛋白质在体内的分解产物聚积会影响正常的肝肾功能和免疫力低下,其中动物性蛋白质摄入过多还会诱发心脏病。

此外,食用过多的蛋白质还会增加患癌症的风险。

如果我们能将这些人类所需的蛋白质通过人工合成制成药剂定量食用,就可以有效解决因食物匮乏等外因导致的身体疾病。

目前我们已经发现有很多疾病与蛋白结构异常变化相关,譬如阿兹海默症、老年痴呆症、亨廷顿舞蹈病、疯牛病等。

亨廷顿氏舞蹈症是一种家族显性遗传型疾病。

患者由于基因突变或者第四对染色体内DNA(脱氧核糖核酸)基质之 CAG三核甘酸重复序列过度扩张,造成脑部神经细胞持续退化,机体细胞错误地制造一种名为“亨廷顿蛋白质”的有害物质。

这些异常蛋白质积聚成块,损坏部分脑细胞,特别是那些与肌肉控制有关的细胞,导致患者神经系统逐渐退化,神经冲动弥散,动作失调,出现不可控制的颤搐,并能发展成痴呆,甚至死亡。

而重症肌无力是一种影响神经肌肉接头传递的自身免疫性疾病,其确切的发病机理目前仍不明确,但是有关该病的研究还是很多的,且大量的研究发现,重症肌无力患者神经肌肉接头处突触后膜上的乙酰胆碱受体(AchR)数目减少,受体部位存在抗AchR抗体,且突触后膜上有IgG和C3复合物的沉积,并且证明,血清中的抗AchR 抗体的增高和突触后膜上的沉积所引起的有效的AchR数目的减少,是本病发生的主要原因,而胸腺是AchR抗体产生的主要场所,因此,本病的发生一般与胸腺有密切的关系,所以,调节人体AchR,使之数目增多,化解突触后膜上的沉积,抑制抗AchR抗体的产生是治愈本病的关键。

要想调节人体AchR,从蛋白质的分子设计、蛋白质功能的改造上着手肯定能有很大的突破从而治愈这类绝症。

二、通过研究同源蛋白质的序列同源性发现生物进化的规律。

在不同生物体中行使相同或相似功能的蛋白质称为同源蛋白质,同源蛋白质的氨基酸序列具有明显的相似性,具有明显序列同源的蛋白质也称同源蛋白质,同源蛋白质的氨基酸序列中有许多位置的氨基酸残基对所以已研究过的物种来说都是相同的,因此称为不变残基,其他位置的氨基酸残基对于不同物种有相当大的变化,因而称为可变残基。

细胞色素c是一种含血红素的电子转运蛋白,它存在于所有真核生物的线粒体中。

它的序列的研究提供了同源性的最好例证。

40多种物种的细胞色素c的分析揭示,多肽链中28个位置上的氨基酸残基对所有已分析过的样品都是相同的。

看来这些不变残基对这种蛋白质的生理学功能是至关重要的,因此这些位置不允许被其他氨基酸取代,可变残基可能是一些填充或间隔的区域,氨基酸残基的变幻不影响蛋白质的功能。

可变残基提供了另一类信息。

细胞色素c和其他同源蛋白质的序列资料分析得出了一个重要的结论:来自任意两个物种的同源蛋白质,其序列间的氨基酸差异数目与这些物种间的系统发
生差异是成比例的,也即在进化位置上相差越远,其氨基酸序列之间的差别越大。

由此,我们用细胞色素c的氨基酸序列资料核对各个物种之间的分类学关系以及绘制系统【发生】树或称进化树,系统树是用计算机分析细胞色素c序列并找出连接分支的最小突变残基数的方法构建起来的。

用其他计算机方法可推论出系统树分支点处的潜在祖先序列。

事实证明,这种系统树与根据经典分类学建立起来的系统树非常一致,过去进化树长被认为是可接受的,但如今终于在实践中得到证实。

根据系统树不仅可以研究从单细胞生物到多细胞生物的生物进化过程,而且可以粗略估计现存的各类物种的分歧时间,因此对物种起源和进化是有极大帮助的。

然而,由于各种各样的原因导致蛋白质的研究进展缓慢且难以达到精确,例如到目前为止,解析蛋白质结构最为有效和可靠的方法,仍是来自于物理学的X射线晶体衍射和核磁共振的方法。

然而, X 射线晶体衍射解析蛋白质结构的前提是被解析的对象必须要能形成晶体,而要获得一个蛋白质的晶体并非易事,往往需要较长的时间或者有些蛋白质本身就很难形成晶体;核磁共振方法的优点是能在溶液环境中测定蛋白质的结构,但目前只能测定序列小于100个氨基酸残基的蛋白质的结构,而很多蛋白质是由100个以上的氨基酸残基组成,此其一,另外,蛋白质的功能是在特定的时空范围内进行的,脱离了这样的时空,就无功能可言。

而目前的许多研究结果,都是体外实验获得的,而这些体外实验的结果是否与体内的真实情况完全吻合,还有待进一步研究验证,此其二,同时蛋白质序列的保守性在很大程度上是受其功能的约束,随着功能的变化,其序列的保守性也会发生明显的改变,此其三。

正因为蛋白质的序列、结构、功能之间没有明确的一一对应关系,使得人类对它的认知还相当浅薄,也就是说还有更多的作用未被能发掘和利用。

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