清华大学：《生物物理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第八章 膜蛋白的结构研究

8膜蛋白的结构研究

8.膜蛋白的结构研究

膜蛋白的结构研究 ●蛋白的膜拓扑学研究 ●蛋白质的晶体学研究:X-ay;EM 蛋白质的单颗粒研究:EM;AFM ●蛋白质结构的波谱技术:荧光;CD;NMR

膜蛋白的结构研究 蛋白的膜拓扑学研究 蛋白质的晶体学研究: X-ray; EM 蛋白质的单颗粒研究: EM; AFM 蛋白质结构的波谱技术:荧光; CD; NMR

膜蛋白的结构研究 ●蛋白的膜拓扑学研究 蛋白质的晶体学研究:3D;2D ●蛋白质的单颗粒研究:EM;AFM ●蛋白质结构的波谱技术

膜蛋白的结构研究 蛋白的膜拓扑学研究 蛋白质的晶体学研究: 3D; 2D 蛋白质的单颗粒研究: EM; AFM 蛋白质结构的波谱技术

蛋自的膜拓扑学 membrane protein topology) 蛋白质序列中的跨膜区段,即蛋白质 的哪些部位插入膜内 ●蛋白质在膜上的整体取向,一般即蛋 白质的哪一端位于细胞膜的外侧,哪 端位于细胞膜的内侧,以及各部分 之间的相对取向

蛋白的膜拓扑学(membrane protein topology) 蛋白质序列中的跨膜区段，即蛋白质 的哪些部位插入膜内 蛋白质在膜上的整体取向，一般即蛋 白质的哪一端位于细胞膜的外侧，哪 一端位于细胞膜的内侧，以及各部分 之间的相对取向

蛋白的膜拓扑学研究 ●膜蛋白拓扑取向的基本原理 ●蛋白膜拓扑学研究常用方法 ●影响蛋白拓扑取向的因素

蛋白的膜拓扑学研究 膜蛋白拓扑取向的基本原理 蛋白膜拓扑学研究常用方法 影响蛋白拓扑取向的因素

膜蛋白拓扑取向的基本原理 ●疏水性原则 视紫红质蛋白的嗜水性 分析图谱。图谱表明该昏 蛋白存在7个大片硫水 区域,由此得出视紫红 质7次跨膜的结论 100 200

膜蛋白拓扑取向的基本原理 疏水性原则 视紫红质蛋白的嗜水性 分析图谱。图谱表明该 蛋白存在7个大片疏水 区域，由此得出视紫红 质7次跨膜的结论

膜蛋白拓扑取向的基本原理 ●正电氨基酸朝内原则 对已知结构的细菌内膜蛋白统计发现,带 正电的氨基酸一般位于朝向胞质侧 ( cytoplasmic,即大部分带正电菏的残 基在转运过程中都不能被转运过膜 ●只有对长度较短的蛋白片断,正电残基朝 内原则才成立(一般不超过60氨基酸), 而且在这个范围内,正电氨基酸出现在膜 内侧的比例随着片断长度的增加而减少

膜蛋白拓扑取向的基本原理 正电氨基酸朝内原则 ⚫ 对已知结构的细菌内膜蛋白统计发现，带 正电的氨基酸一般位于朝向胞质侧 （cytoplasmic），即大部分带正电菏的残 基在转运过程中都不能被转运过膜。 ⚫ 只有对长度较短的蛋白片断，正电残基朝 内原则才成立（一般不超过60氨基酸）， 而且在这个范围内，正电氨基酸出现在膜 内侧的比例随着片断长度的增加而减少

正电氨基酸朝内原则 0.60 c四 0.10 0.05 0.00 0.00 1-2021-4041-6061-8081-100>100 1-2021-4041-6061-8081-100>100 根据35个细菌内膜蛋白的统计结果,胞质腔蛋0区与周 质腔蛋白区中正电荷氨基酸LJ和4)所占比例的比较 (4);及胞质腔蛋白0p长度与周质腔蛋白0p长度的分布 (B)。其中,黑色表示蛋白胞质区片断 cytoplasmic loop面白色表示蛋白周质腔 片断 periplasmic loop), 黄坐标为0长

根据35个细菌内膜蛋白的统计结果，胞质腔蛋白loop区与周 质腔蛋白loop区中正电荷氨基酸(Lys和Arg)所占比例的比较 (A)；以及胞质腔蛋白loop长度与周质腔蛋白loop长度的分布 (B)。其中，黑色表示蛋白胞质区片断(cytoplasmic loop)而白色表示蛋白周质腔 片断(periplasmic loop)，横坐标为loop长度。 正电氨基酸朝内原则

蛋白的膜拓扑学研究 ●膜蛋白拓扑取向的基本原理 ●蛋白膜拓扑学研究常用方法 ●影响蛋白拓扑取向的因素

蛋白的膜拓扑学研究 膜蛋白拓扑取向的基本原理 蛋白膜拓扑学研究常用方法 影响蛋白拓扑取向的因素

蛋白膜拓扑学研究常用方法 ●理论分析:蛋白质嗜水性分析 ●实验分析: 蛋白水解法 免疫方法 化学标识法 特殊部位定位法 ●融合蛋白法

蛋白膜拓扑学研究常用方法 理论分析：蛋白质嗜水性分析 实验分析： ⚫ 蛋白水解法 ⚫ 免疫方法 ⚫ 化学标识法 ⚫ 特殊部位定位法 ⚫ 融合蛋白法