分子内分子伴侣──Pro肽在蛋白质折叠中的作用

在体内，许多蛋白质，如很多胞外蛋白酶、某些多肽激素等都以含前导肽的前体形式合成。前导肽在蛋白质折叠中具有分子伴侣的功能。为了与一般意义上的分子伴侣相区别，人们将对蛋白质折叠有帮助的前导肽称为分子内分子伴侣。分子内分子伴侣帮助蛋白质在折叠过程中克服高的能量障碍，某些蛋白质的分子内分子伴侣甚至促进其在氧化性折叠中二硫键的正确配对。

分子内分子伴侣机制的研究进展

在原核生物、真核生物及病毒中,一些蛋白质的折叠不符合Anfinsen原则,即依靠自身的氨基酸序列是不够的,还需一段被称为分子内分子伴侣(IMC)的肽段来协助折叠.根据机制不同,IMC可分为两类:第一类IMC引导成熟肽折叠为具有空间结构的蛋白质;第二类IMC协助成熟肽的多聚化而使其获得生物学功能.IMC能提供比分子伴侣更契合的结构,更有效地引导成熟肽折叠,是一种更优的折叠策略.研究IMC分子机制,不仅能够确定IMC上哪些残基的协同作用引导成熟肽折叠,而且可通过改变或修饰其侧链来改造成熟肽,拓展传统的蛋白质工程.

前导序列工程

在传统的蛋白质工程中,为了改变酶的特性,常采用诱变等方法在蛋白酶结构域中引入突变。在前导序列调节蛋白折叠机制的基础上,文章介绍了一种新的蛋白质工程技术——"前导序列工程"。前导序列工程是指当前导序列发生突变时,同一种多肽链可以折叠成具有不同高级结构、稳定性或特异性改变的构型。前导序列工程不仅是研究蛋白质折叠机理的重要工具,更是创造新型蛋白酶的一种十分有前途的新技术。文章以枯草杆菌蛋白酶为例,介绍了前导序列工程的意义与应用。例如,枯草杆菌蛋白酶在突变前导序列作用下可以得到底物特异性改变的酶,并且可以提高自动处理效率。一个枯草杆菌蛋白酶同族的前导序列可以作为变性枯草杆菌蛋白酶折叠的分子内伴侣帮助其折叠。