分子反应动力学类论文文献

参考文献是论文写作中可参考或引证的主要文献资料,可以反映论文作者的科学态度和论文具有真实、广泛的科学依据。下面是我带来的关于化学论文参考文献的内容，欢迎阅读参考! 化学论文参考文献(一) [1] 王亮. 薄层等离子体与表面等离子体激元的实验研究[D]. 中国科学技术大学 2009 [2] 汪建. 射频电感耦合等离子体及模式转变的实验研究[D]. 中国科学技术大学 2014 [3] 马新欣. 基于COSMIC掩星数据的电离层分布特征及地震响应研究[D]. 中国地震局地球物理研究所 2014 [4] 王若鹏. 地震电离层前兆短期预报研究[D]. 武汉大学 2012 [5] 何昉. 地基大功率无线电波加热电离层对空间信息链路影响研究[D]. 武汉大学 2009 [6] 汪枫. 高频电波人工调制低纬电离层所激发的ELF波的研究[D]. 武汉大学 2011 [7] 邓忠新. 电离层TEC暴及其预报方法研究[D]. 武汉大学 2012 [8] 刘宇. 实验室研究化学物质主动释放形成的电离层空洞边界层的非线性演化[D]. 中国科学技术大学 2015 [9] 宋君. 返回式电离层探测技术应用研究[D]. 武汉大学 2011 [10] 冯宇波. 电离层等离子体分析仪的设计与研制[D]. 中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心) 2011 [11] 李正. 电离层暴及“行星际扰动-磁暴-电离层暴”的观测研究[D]. 中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心) 2011 [12] 赵莹. GNSS电离层掩星反演技术及应用研究[D]. 武汉大学 2011 [13] 牛田野. 特殊等离子体环境物理信息获取与处理的研究[D]. 中国科学技术大学 2008 [14] 黄勇，时家明，袁忠才. Numerical Simulation of Ionospheric Electron Concentration Depletion by Rocket Exhaust[J]. Plasma Science and Technology. 2011(04) 化学论文参考文献(二) [1] 徐凯. 硝基甲烷及其分解产物的从头算分子动力学研究[D]. 四川大学 2014 [2] 李倩，徐送宁，宁日波. 用发射光谱法测量电弧等离子体的激发温度[J]. 沈阳理工大学学报. 2011(01) [3] 李兵，张明安，狄加伟，魏建国，李媛. 电热化学炮内弹道参数敏感性研究[J]. 电气技术. 2010(S1) [4] 赵晓梅，余斌，张玉成，严文荣. ETPE发射药等离子体点火的燃烧特性[J]. 火炸药学报. 2009(05) [5] 张祎. 小口径固体电枢电磁轨道炮发射稳定性与初始装填过程影响规律的研究[D]. 南京理工大学 2012 [6] 弯港. 基于格子Boltzmann方法的流动控制机理数值研究[D]. 南京理工大学 2013 [7] 李海元. 固体发射药燃速的等离子体增强机理及多维多相流数值模拟研究[D]. 南京理工大学 2006 [8] 王争论. 中心电弧等离子体发生器及其在电热化学炮中的应用研究[D]. 南京理工大学 2006 [9] 林鹤. HMX共晶炸药的制备与理论研究[D]. 南京理工大学 2014 [10] 王娟. 2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇衍生物的合成及其应用研究[D]. 南京理工大学 2014 [11] 董岩. 多氨基多硝基苯并氧化呋咱及其金属配合物的合成与性能研究[D]. 南京理工大学 2014 [12] 刘进剑. 多氨基多硝基吡啶及吡嗪氮氧化物含能配合物的合成、性能及应用[D]. 南京理工大学 2014 [13] 赵国政. 氮杂环硝胺化合物的理论设计与母体合成[D]. 南京理工大学 2014 [14] 郭长平. 一步法微气孔球扁药成孔机理、燃烧性能及应用研究[D]. 南京理工大学 2013 [15] 金涌. 电热等离子体对固体火药的辐射点火及燃烧特性研究[D]. 南京理工大学 2014 化学论文参考文献(三) [1] 王晓东. 蛋白质复合体及蛋白质相互作用研究新策略[D]. 北京协和医学院 2012 [2] 罗孟成. H5N1亚型禽流感病毒DNA疫苗及分子佐剂研究[D]. 武汉大学 2010 [3] 吴志强. 应用RNA干扰技术抑制手足口病重要病原体的基因表达与复制研究[D]. 武汉大学 2010 [4] 刘丹. 乙型肝炎病毒Pol蛋白对NF-κB信号通路抑制作用的研究[D]. 武汉大学 2014 [5] 江淼. RNA结构在其诱导细胞先天免疫反应中的作用及其相关信号通路研究[D]. 武汉大学 2011 [6] 詹蕾. 呼吸道合胞病毒的纳米免疫分析新方法研究[D]. 西南大学 2014 [7] 易昌华. 麻疹病毒血凝素蛋白H诱导HeLa细胞凋亡及其分子作用机制研究[D]. 武汉大学 2014 [8] 杨景晖. H3N2亚型流感病毒Vero细胞冷适应株减毒特性及假病毒评价中和抗体的研究[D]. 北京协和医学院 2014 [9] 刘娟. 人呼吸道腺病毒55型的基因组学与病原学特征研究[D]. 中国人民解放军军事医学科学院 2014 [10] 喻正源. 全基因组测序与病毒捕获测序技术探讨EB病毒进化及整合规律的初步研究[D]. 中南大学 2013 [11] 陈晓庆. 天然产物抗单纯疱疹病毒感染活性评价及机理研究[D]. 南京大学 2014 [12] 李康. 抗流感病毒和EV71新靶标及新药物研究[D]. 北京工业大学 2014 [13] 王君. 白细胞介素-6受体介导A型流感病毒感染诱导白细胞介素-32及白细胞介素-6表达的研究[D]. 武汉大学 2013 [14] 申彦森. 基于内含子剪切的人工miRNA结构和靶向位点与基因沉默效率的关系研究[D]. 武汉大学 2009 [15] 金旭. 冠状病毒N7甲基转移酶甲基化核苷酸GTP的特性研究[D]. 武汉大学 2013 [16] 陶佳莉. SARS冠状病毒非结构蛋白nsp14的结构功能关系研究[D]. 武汉大学 2013 [17] 高国振. 宿主因子Cyclin T1和Sam68在Ⅰ型人免疫缺陷型病毒生活周期中的功能研究[D]. 武汉大学 2012 [18] 柳叶. 阻断HIV-1辅助受体CXCR4的新方法研究[D]. 武汉大学 2012 [19] 李围. Akt1蛋白质复合体的纯化鉴定及其相互作用蛋白质的功能研究[D]. 中国人民解放军军事医学科学院 2007 [20] 鞠湘武. H5N1型禽流感病毒损伤细胞溶酶体的机制研究和南极极端环境下科考队员的应激反应研究[D]. 北京协和医学院 2012 猜你喜欢： 1. 化学论文参考范文 2. 关于科学论文参考文献 3. 药学论文参考文献 4. 药学毕业论文参考文献 5. 毕业论文参考文献国家标准

抗体表达基因通过V H - D H J H 重排产生多样的抗体库，而该过程涉及到基因组内的远程相互作用。

本文的作者开发了一种双荧光活细胞成像手段，可以同时跟踪B淋巴细胞中V H 与 D H J H 片段的运动，并由此观察到：V H 与 D H J H 片段的在细胞核内的运动受限，只能在局部发生移动。起始距离较近的V H 与 D H J H 片段在细胞核内始终靠近，而初始距离较远的V H 与D H J H 在观察中也一直保持较远的距离。但同时作者也观察到在少部分细胞中这种限制被打破，V H 与D H J H 的距离发生巨大的改变，作者认为在这些细胞中可能发生了染色质构象的改变。

通过对实验数据进行模拟建模，作者提出：正常细胞核内的染色质处于溶胶环境中，而在Igh基因座附近染色质相互交联，导致环境发生从溶胶向凝胶的相变，凝胶环境限制了V H 与 D H J H 片段运动。

B细胞来源于骨髓中的 共同淋巴祖细胞（common lymphoid progenitor cell, CLP ，CLP分化产生 pro-B 细胞。 在pro-B细胞中，抗体重链基因座（Igh）发生 V H - D H - J H 重排。这一过程中，首先发生的是 D H 与 J H 连接形成 D H J H 重组，然后 V H 片段再与 D H J H 重组。 V H - D H J H 重组后，pro-B细胞分化为pre-B细胞。在pre-B细胞中，抗体的轻链基因发生重组。之后，pre-B细胞分化成具有抗体表达能力的immature-B细胞，离开骨髓，迁移前往外周淋巴细胞。

在V、D、J片段侧翼分布有重组信号序列，RAG1和RAG2两种核酸内切酶可以识别并结合到该位点，引发DNA双链断裂，为基因组重排提供结构基础。V H 区分为远端和近端两个簇，在基因组约占 Mb。C H 区下游有成簇的CTCF结合位点，V H 区的两侧也有CTCF结合位点，并且与C H 区下游的CTCF结合位点方向相对。结合在V H 区两侧的CTCF将V H 区与D H J H 区隔离，抑制过早发生V H 片段与D H J H 片段重排

在Igh 的基因座，V H - D H J H 区域的DNA上有大量的表观遗传修饰。这些修饰是发育阶段特异性的，参与V H - D H J H 重排。

E2A和HEB蛋白参与此过程。具体而言，Igh基因座内有E2A结合位点，E2A结合到Igh基因座后募集乙酰转移酶 P300，使结合位点所在区域内的染色质的组蛋白的H3 和H4尾部的赖氨酸残基发生乙酰化修饰，并进一步招募染色质重塑因子BRD4，促进染色质内部交联并发生相分离。在活化的成熟B细胞中，研究者和观察到E2A蛋白聚集成液滴形状。

之前的研究可以使用单荧光标记V H 片段或D H J H 片段，观察它们在基因组中的运动。而本文开发了一种双色荧光标记手段（Figure 1），可以同时对活细胞内的V H 片段和D H J H 片段的运动轨迹进行追踪，并测量两片段之间的距离。

通过与3D-FISH的结果进行比较，作者证明了新开发方法的有效性（Figure 2）。

根据双荧光成像结果， 作者计算了不同细胞内的V H 片段与D H J H 片段间的距离随时间变化的曲线 ，得到Figure 3a，图中每条曲线代表一个细胞。

首先，由于图中检测到的V H 片段与D H J H 片段间的距离变异幅度较大（距离从 μm不等），作者认为这表明在群体细胞中Igh基因座的染色质构型具有多样性。并且因为二者间的距离分布呈双峰状，所以作者提出Igh基因座应当至少存在2种优势染色质构型。按照每个细胞内的V H 与D H J H 片段在400s内的平均距离对曲线进行染色后可以看出，不同颜色的曲线明显分层。即V H 与D H J H 间的距离相对恒定，仅围绕某一平均值上下浮动。

总之，以上的结果表明， V H 与D H J H 片段的运动高度受限，可以在局部空间内移动，但是整体距离保持稳定 。

接下来，作者使用均方位移（mean-squared displacements，MSD）和速度自相关函数（velocity autocorrelation functions）两个指标进一步说明此问题 。均方位移计算了不同位点在长度为τ移的一段时间内的位移的平方的平均值。而速度自相关函数则计算了位点对在相隔为τ的一段时间前后的速度平均值的相关程度（平均速度计算自位点在长度为δ的时间内的位移）。

Figure 3b显示了每个细胞内 MSD随τ的变化曲线 ，对所有细胞进行平均得到Figure 3C。根据MSD ~ τ 曲线计算出scaling exponent α (MSD与时间τ的α次方程正比），无论是D H J H -D H J H （染色体间，绿色）还是V H -D H J H （染色体内，红色）的 α 都小于1，这表明二者的 扩散受到限制（subdiffusive） ，且V H -D H J H 受到的限制更强（α更小）。速度自相关函数随τ的变化曲线显示，V H 与D H J H 两个片段间的运动呈现负相关关系（Fig 3d），作者认为这可能是因为环境对其起到了push-back作用。

尽管在大多数细胞中，V H 与D H J H 的距离相对恒定，但是作者也指出在大约10%的细胞中，V H -D H J H 距离变异较大，MSD ~ τ 曲线的α系数急剧上升，即在这些细胞中，V H 与D H J H 片段运动受到的环境约束较小。作者认为在这些细胞中可能发生了染色质构象变化。

为了探究环境限制V H -D H J H 运动的机制，使用分子动力学模拟手段对染色质构象进行建模 ，来模拟使用3D-FISH实验手段绘制得到的V H -D H J H 的空间距离随二者在基因组上的线性距离变化的函数曲线。

首先，作者指出3D-FISH距离曲线中一个重要特点是有一个平台期。作者作者将染色质视为弹簧串珠结构，构建了4种不同的模型： （1）无结构限制模型 （2）单环构象 （3）双环构象 （4）多环或环境限制构象

模拟结果显示，只有多环构象可以再现出平台期这一特点（Figure 4a）。因此，作者提出， 染色质环可能是V H -D H J H 运动的主要限制来源 。

然而，尽管多环染色质构象可以模拟出3D-FISH距离曲线中的平台期，但是基于该模型模拟产生的V H -D H J H 距离随时间变化曲线的变异幅度过大，导致不同细胞的距离-时间曲线交织在一起（Figure 4c），与Figure 3a中观察到的曲线分层特征明显不符。因此，作者认为 除染色质环以外应当还存在另外一种限制，对V H 和D H J H 片段的局部运动进行约束 。

作者假设第二层约束来源于染色质交联作用 。

之前有研究提出了超级增强子介导染色质交联引起相分离的模型[1]。作者认为在V H -D H J H 重排过程中可能也存在类似的机制 。作者假设在染色质中存在5%的可供交联的位点，这些位点间按照设定的反应动力学特征动态地发生可逆的交联与解交联（Figure 4b, Supplementary Methods）。随着处于交联态时间的增长，距离~时间函数的波动范围逐渐减小。当交联完全不可逆时（τ = + ），距离~时间轨迹完全分层。

之后，作者进一步提出交联的染色质与未交联的染色质之间形成两相，前者形成凝胶相（固相），而后者处于溶胶相（液相）。作者想探究Igh基因座在相图中具体处于什么位置。为此，作者在模型中尝试不同的交联强度，从不可逆（强凝胶）到可逆（弱凝胶），到交联完全不能发生（溶胶）。基于不同的交联强度计算模拟产生的MSD ~ τ 曲线也不同，当τ=10s（红色曲线）时，模拟值与实验值最为接近（Fig. 5a）。因此，作者认为 Igh基因座所处环境应当属于一种弱凝胶状态，在相图中临近凝胶和溶胶的两相交界处 。

总之，以上结果共同表明，染色质环限制了Igh位点的全局构象，而交联作用则对位点的局部构象变化进行限制，二者共同导致了V H -D H J H 的运动表现为subdiffusive 。

双色荧光捕捉系统使得作者可以观测到V H 与D H J H 片段首次发生相遇的时间（first-passage times, FPT）（考虑到检测误差，当V H 与D H J H 的距离小于某一阈值后，即被认定为相遇）。 对于V H -D H J H 初始距离较远（＞ μm）的细胞亚群，在整个成像时间范围内几乎检测不到V H 与D H J H 相遇。而在V H -D H J H 初始距离较近（< μm）的细胞亚群中，超过40%的细胞中的V H 与D H J H 片段在几分钟内相遇（Fig. 5b）。基于模型的模拟预测结果与实验结果相一致（Fig 5c）。

接下来，作者还探究了FPT与V H -D H J H 空间位置的关系,模拟结果与实验数据也显示出了良好的一致性，二者共同显示，FTP与V H -D H J H 的平均距离呈正相关关系，斜率大约为2/α，这与之前报道的研究结果也具有良好的一致性（Fig. 5d）。

这些结果再次支持了Igh基因座所在的染色质环境可能属于弱凝胶。

本文开发了一种可以同时追踪V H 和D H J H 片段的运动轨迹的实验方法，并由此观察到了V H 和D H J H 片段的运动具有subdiffusive的特点。这种限制使得当V H 与D H J H 在空间中的起始距离较近时，可以更有效地搜寻到对方。同时与之相对的，当二者在空间中的起始距离较远时，环境限制可以进一步降低他们相遇的可能性。染色质环参与这样一过程。通过将D H 与J H 在空间中拉近，并将V H 与二者分隔，从而对D H 与J H 的重连其促进作用，同时阻止V H 与D H J H 过早地重排。

此外，本文提出，Igh基因所在的染色质位点处于弱交联状态，在相图中位于凝胶相内，但靠近凝胶与溶胶相的边界。因此，细胞可能可以通过对交联的强度进行调控，细微的变化就可以使局部染色质从溶胶相切换至凝胶相，形成相分离液滴，促进相同液滴内的染色质片段的相遇，并对对位于液滴内外或不同液滴的染色质片段的相遇起阻碍作用。而当交联减弱染色质状态从凝胶相向溶胶相变化时，液滴溶解，可以为下一次重新形成液滴做准备，从而实现Igh位点快速有序的组装（Fig. 6）。

尽管本文提出的模型可以很好的解释实验数据，但是不能排除其他机制参与的可能性。因此，想确切地证明交联对V H -D H J H 的运动的影响，还需要对 参与交联的分子 进行进一步探究。比如，参与交联的分子有怎样的性质？这些分子是如何聚集并被调控的？

已有的研究表明，pro-B细胞中存在复杂的染色质互作网络，并且该互作网络不依赖于CTCF，而是与E2A，，FOXO1以及PAX5有相关。这其中， E2A蛋白引起了作者的特别兴趣。该蛋白已被观察到在发育过程中可以聚集形成液滴，并且参与抗原受体基因座的组装调控。已有的遗传和生化证据显示，E2A将 P300 和 BRG1 募集到 E2A 结合位点。BRG1的功能尚不清楚，但是已知P300的可以乙酰化组蛋白 H3 和 H4 尾部的赖氨酸残基，并进而招募BRD4。此外，E2A自身包含有转录激活结构域，且这些结构域大多是无序的，可以像其他转录调节因子一样聚集形成液滴。

尽管在大多数细胞中，V H 和D H J H 的运动表现为强烈地subdiffusive，但也存在一小部分细胞，他们的α指数突然升高。作者认为这种升高是由染色质构象的瞬时变化引起的，这些变化包括形成染色质环、DNA复制结构域或者核变形。其中最有可能的是形成染色质环，染色质环的形成可以重排Igh基因座内的V H 区域，将不同的V H 片段递送至重组中心。

本文的研究证明了基因组结构如何影响抗原受体编码基因中V H -D H J H 的运动。具体而言，受限于染色质结构，只有在空间中相对临近的V H -D H J H 才有机会组装在一起。那么接下来还有一个问题： 这种机制如何建立多样化的受体库 。对此，作者提出了以下机制：首先，染色质环将 D H 与J H 围在一个互作域（loop domain）中，在这个结构域中，转录因子诱导交联，促进凝胶液滴形成。液滴内， D H 与J H 有更高的概率相遇，同时液滴阻止了 D H 或J H 先与V H 发生连接。D H -J H 重连接产物形成后，转录因子活性下降，表观遗传标记被擦除，液滴溶解。染色质形成一个新的将V H 与D H J H 同时包含在内的染色质环，E2A、EBF1 和 PAX5 等转录因子将指导 P300 乙酰化动V H 内的H3 和 H4 残基，促进凝胶液滴形成，使得与D H J H 靠近的 V H 与D H J H 连接，发生V H -D H J H 重排。在此模型下，不是整个的V H 区域尝试与D H J H 连接，而是只有位于附近的少数特定几个V H 片段有机会参与重排。

此外，作者还提出：重排过程中的等位基因排斥（allelic exclusion）现象也可以被相分离模型解释。转录调节因子可以通过建立或擦除组蛋白上的乙酰化修饰，调节液滴的快速组装与解体，从而保障重排可以快速发生，并在之后不需要的时候被抑制。

[1] Boija, A. et al. Transcription factors activate genes through phase-separation capacity of their activation domains. Cell 175, 1842–1855 (2018).

浅谈蛋白质折叠的有关问题 [关键字]生物 大分子 分子伴侣 蛋白质的折叠 识别 结合 生物大分子的结构与功能的研究是了解分子水平的先象的基础。没有对生物大分子的结构与功能的认识，就没有分子生物学。正如没有DNA双螺旋结构的发现，就没有遗传传达传递的中心法则，也就没有今天的分子生物学。结构分子以由第一分子进入对复和物乃至多亚基，多分子复和体结构研究。同时，过去难以研究的分子水平上的生命运动情况也随着研究的深入和技术手段的发展而逐渐由难点变为热点。蛋白质晶体学研究已从生物大分子静态（时间统计）的结构分析开始进入动态（时间分辨）的结构分析及动力学分析。第十三届国际生物物理大会的25个专题讨论会中有一半以上涉及蛋白质的结构与功能，而“结构与功能”又强调“动力学（Dynamics）”，即动态的结构或结构的运动与蛋白质分子功能的关系，以及对大分子相互作用的贡献。 蛋白质折叠问题被列为“21世纪的生物物理学”的重要课题，它是分子生物学中心法则尚未解决的一个重大生物学问题。从一级序列预测蛋白质分子的三级结构并进一步预测其功能，是极富挑战性的工作。研究蛋白质折叠，尤其是折叠早期过程，即新生肽段的折叠过程是全面的最终阐明中心法则的一个根本问题，在这一领域中，近年来的新发现对新生肽段能够自发进行折叠的传统概念做了根本的修正。这其中，X射线晶体衍射和各种波谱技术以及电子显微镜技术等发挥了极其重要的作用。第十三届国际生物物理大会上，Nobel奖获得者Ernst在报告中强调指出，NMR用于研究蛋白质的一个主要优点在于它能极为详细的研究蛋白质分子的动力学，即动态的结构或结构的运动与蛋白质分子功能的关系。目前的NMR技术已经能够在秒到皮秒的时间域上观察蛋白质结构的运动过程，其中包括主链和侧链的运动，以及在各种不同的温度和压力下蛋白质的折叠和去折叠过程。蛋白质大分子的结构分析也不仅仅只是解出某个具体的结构，而是更加关注结构的涨落和运动。例如，运输小分子的酶和蛋白质通常存在着两种构象，结合配体的和未结合配体的。一种构象内的结构涨落是构象转变所必需的前奏，因此需要把光谱学，波谱学和X射线结构分析结合起来研究结构涨落的平衡，构象改变和改变过程中形成的多种中间态，又如，为了了解蛋白质是如何折叠的，就必须知道折叠时几个基本过程的时间尺度和机制，包括二级结构（螺旋和折叠）的形成，卷曲，长程相互作用以及未折叠肽段的全面崩溃。多种技术用于研究次过程，如快速核磁共振，快速光谱技术（荧光，远紫外和近紫外圆二色）。 一、新生肽段折叠研究中的新观点 长期以来关于蛋白质折叠，形成了自组装（self-assembly）的主导学说，因此，在研究新生肽段的折叠时，就很自然的把在体外蛋白质折叠研究中得到的规律推广到体内，用变性蛋白的复性作为新生肽段折叠的模型，并认为细胞中新合成的多肽链，不需要别的分子的帮助，不需要额外能量的补充，就应该能够自发的折叠而形成它的功能状态。 1988年，邹承鲁明确指出，新生肽段的折叠在合成早期业已开始，而不是合成完后才开始进行，随着肽段的延伸同时折叠，又不断进行构象的调整，先形成的结构会作用于后合成的肽段的折叠，而后合成的结构又会影响前面已形成的结构的调整。因此，在肽段延伸过程中形成的结构往往不一定是最终功能蛋白中的结构。这样，三维结构的形成是一个同时进行着的，协调的动态过程。九十年代一类具有新的生物功能的蛋白，分子伴侣（Molecularchaperone）的发现，以及在更广泛意义上说的帮助蛋白质折叠的辅助蛋白(Accessoryprotein)的提出，说明细胞内新生肽段的折叠一般意义上说是需要帮助的，而不是自发进行的。 二、蛋白质分子的折叠和分子伴侣的作用 蛋白质分子的三维结构，除了共价的肽键和二硫键，还靠大量极其复杂的弱次级键共同作用。因此新生肽段在一边合成一边折叠过程中有可能暂时形成在最终成熟蛋白中不存在不该有的结构，他们常常是一些疏水表面，它们之间很可能发生本不应该有的错误的相互作用而形成的非功能的分子，甚至造成分子的聚集和沉淀。按照自组装学说，每一步折叠都是正确的，充分的，必要的。实际上折叠过程是一个正确途径和错误途径相互竞争的过程，为了提高蛋白质生物合成的效率的，应该有帮助正确途径的竞争机制，分子伴侣就是这样通过进化应运而生的。它们的功能是识别新生肽段折叠过程中暂时暴露的错误结构的，与之结合，生成复和物，从而防止这些表面之间过早的相互作用，阻止不正确的非功能的折叠途径，抑制不可逆聚合物产生，这样必然促进折叠向正确方向进行。（从哲学的观点说，似乎很容易驳斥自组装学说，它违背了矛盾的普遍性原理，试想，如果蛋白质的每一步折叠均是正确的，充分的，必要的，岂不是在无任何矛盾的前提下，完成了复杂的最稳定构象的形成，即完成了由量变到质变的伟大飞跃，从无活性的肽链变成有活性的功能蛋白，这显然是违背哲学基本原理的。换一个角度想，生物进化的过程本来就充满着不定向的变异，这些变异中有适应环境的，也有不适应环境的，“物竞天择”，自然的选择淘汰了那些不适应的，保留了那些适应的。蛋白质分子的折叠不也与此类似吗？我想，蛋白质的一级结构只是肽链折叠并形成功能蛋白的特定三维结构的内因，实际上，多肽链在形成活性蛋白的每一步，都有潜在的可能形成“不正确”的折叠，如果没有象分子伴侣或其它帮助蛋白等外部因素的作用，多肽链也永远不能折叠成为活性蛋百。） 三，分子伴侣的作用机制 分子伴侣的作用机制实际上就是它如何与靶蛋白识别，结合，又解离的机制。有的分子伴侣具高度专一性，如一些分子内分子伴侣，还有细菌Pseudomonascepacia的酯酶，有它自己的“私有分子伴侣”。它是由基因limA编码的，与酯酶的基因LipA只隔3个碱基，可能是进化过程中发生的基因分裂造成的。而一般的分子伴侣识别特异性不高，它是怎样识别需要它帮助的对象的呢？现在只能说分子伴侣识别非天然构象，而不去理会天然的构象。由于在天然分子中，疏水残基多半位于分子的内部而形成疏水核，去折叠后就可能暴露出来，或者在新生肽段的折叠过程中，会暂时形成在天然构象中本应该存在于分子内部的疏水表面，因此认为分子伴侣最有可能是与疏水表面相结合，如硫氰酸酶（Rhodanese）分子α-helix的疏水侧面。但是只有β-sheet结构的蛋白质才可为分子伴侣识别。 最近关于识别机制有较大的进展。Bip是内质网管腔内的分子伴侣，用一种affinitypanning的方法检查Bip与有随机序列的十二肽结合的特异性，结果发现，Hy-(W/X)-Hy-X-Hy-X-Hymotif与Bipj结合最强，Hy最多的是Trp、Leu、Phe，即较大的疏水残基。一般来说，2-4个疏水残基就足够进行结合。还有一种较普遍的说法是分子伴侣识别所谓熔球体结构（moltenglobule）。另一方面，分子伴侣本身与肽结合部位的结构分析最近也有些进展。譬如，PapD的晶体结构表明，多肽结合在它的β-sheet区。GroEL中，约40kD的153-531结构域是核苷酸的结合区。 分子伴侣作用的第二步是与靶蛋白形成复合物。非常盛行的一种模型认为分子伴侣常常以多聚`体形式而形成中心空洞的结构，用电子显微镜已经观察到由二圈层圆面包圈形组成的十四体GroEL分子和一个一层圆面包圈的七体GroES分子协同作用形成中空的非对称笼状结构（cagemodel），推测靶蛋白可以在与周围环境隔离的中间空腔内不受干扰的进一步折叠。但是不久前一个日本实验室发现GroEL的一个亚基，甚至其N端去除78个氨基酸残基的50kD片段，已经不能再组装成十四体结构，都有确定的分子伴侣功能。由此，我想:也许环状分子伴侣并非每个部位都是有效的结合部位，也就是说，该二层圆面包圈组成的十四体GroEL分子只有一个或若干个部位能够与疏水残基或所谓的熔球体结构结合，而其余部位起识别作用，就像一个探测器一样，整个十四体GroEL分子以圈层或笼状结构”包裹”在多肽链的主链上，以旋进方式再多肽链的链体上运动，一旦环状多聚体的某一识别部位发现疏水结构或所谓的熔球体结构等新生肽链折叠过程中暂时暴露的错误结构，经信号转导，多聚体的结合部位便与之结合，生成复合物，抑制不正确的折叠。以上完全是我个人的猜想，是基于上述两个试验现象的矛盾而试图作一番解释。至于为什么假设以旋进方式在多肽链上运动，我并没有相应的根据，只是觉得这应该是一个动态过程，因此作了一番狂妄的假想,另外，我觉得也许可以用X射线衍射来探测一下分子伴侣GroEL和GroES组成的笼状结构，看看它的a×b×c是否足以容纳多肽链的某一段，或者它的内部和外部的疏水性质和其他一些物化性质如何，也许可以找到支持或驳斥上述假设的证据。 以上谈的都是蛋白质的分子伴侣。不久前又出现了一个新名词“DNAchaperones”，DNA分子伴侣，这种分子伴侣是与DNA相结合并帮助DNA折叠的。在这种复合物中，DNA分子包围在蛋白质分子的表面，既是高度有序的，又是在一定程度上结构已有所改变的。DNA与蛋白的这种相互作用对DNA的转录，复制以及重组都十分重要;或如在核小体中，对DNA的包装是必须的。DNA在溶液中的结构有相当的刚性，必须克服一个能障才能转变成它的蛋白复合物中的结构，分子伴侣的作用就是帮助DNA分子进行折叠和扭曲，从而把DNA稳定在一个适合于和蛋白结构的特定构型中。这种结合是协同的，可逆的在形成复合物之后便解离下来。因此，不论是DNA分子伴侣还是蛋白分子伴侣，都与DNA和蛋白的相互作用有关，与基因调控有关，看来，分子伴侣确实与最终阐明中心法则当前主要问题有密切关系。 四、分子伴侣和酶的区别 与分子伴侣不同，以确定为帮助蛋白质折叠的酶目前只有两个，一个是蛋白质二硫键异构酶(proteindisulfideisomerase，PDI);另一个是肽基脯氨酸顺反异构酶(peptidylprolylcis-transisomerase，PPI)。以PDI为例，众所周知，蛋白质分子中的二硫键与新生肽段的折叠密切相关，对维系蛋白质分子的结构稳定性和功能发挥也有重要作用。PDI定位在内质网管腔内，含量丰富，催化蛋白质分子内巯基与二硫键之间的交换反应。同时，它是目前发现的最为突出的多功能蛋白，除了二硫键的异构酶的基本功能外，它还是脯氨酸-4-羟化酶的α亚基;又是微粒体内甘油三酯转移蛋白复合物的小亚基，还是一种糖基化位点结合蛋白(gkycisylationsitebindingprotein)等。其中，最引人注目的还是它有与多肽结合的能力，可以结合具有不同序列，长度和电荷分布的肽，特异性较低，主要是与肽的主链相作用，但对巯基尚有一些偏爱。按照分子伴侣的定义，一般认为PDI和分子伴侣是两类不同的帮助蛋白，但是我国上海生物物理研究所最近提出不同的看法，认为蛋白质二硫键异构酶也具有分子伴侣的功能。 蛋白质分子中天然二硫键的形成要求这些在肽链上往往处于不相邻位置的巯基，首先通过肽链一定程度的折叠，才能相互接近到可以正确形成二硫键的位置。肽链的自身折叠是一个慢过程，而蛋白质二硫键异构酶催化蛋白质天然二硫键的形成却是一个快过程。另一方面，蛋白质二硫键异构酶具有低特异性的与各种不同肽链相结合的能力，在内质网中以极高的浓度存在，又是是一个钙结合蛋白，是一个能被磷酸化的蛋白，这些都已经符合了分子伴侣的条件。因此他们推测蛋白质二硫键异构酶很可能首先通过它与伸展的，或部分折叠的肽段的结合，阻止错误的折叠途径，促进正确的中间物生成，帮助肽链折叠是相应的巯基配对，从而是正确的二硫键得以形成;然后催化巯基的氧化或二硫键的异构而形成天然二硫键。他们认为蛋白质二硫键异构酶的酶活性与它的分子伴侣功能不是相互排斥，而是密切相关，协调统一的。分子伴侣与帮助新生肽链折叠的酶之间，大概不应该，也不能够划一条绝对的分界线。我想:酶的最主要特性就是催化生化反应，分子伴侣的主要作用是与新生肽段的错误构象结合，从而阻止肽链不正确的非功能的折叠途径，促使其向正确的折叠方向反应，这难道不可以理解成间接的催化肽链的折叠吗?从表观上看，抑制不正确的折叠途径等于加快了正确反应的速度。所以，我本人也很赞成他们的观点。最近的试验已经为这一假说提供了很好的证据。PDI明显抑制变性的甘油醛-3-磷酸脱氢酶在复性股过程中的严重聚合，有效的提高它的复性效率，与典型的分子伴侣GroE系统对甘油醛3-磷酸脱氢酶复性的效应极其相似。 五、分子伴侣的结构 目前唯一解出晶体结构的分子伴侣是的PapD，帮助鞭毛蛋白折叠的分子伴侣。还有HSP70的N端结构域，即ATP结合域也以有晶体结构。用电子显微镜已经清楚的看到了GroEL的十四聚体和GroEL的七聚体的四级结构，象两个圆形中空的面包圈叠在一起，用NMR以及各种溶液构象变化是研究分子伴侣作用机制的有效手段。 六、分子伴侣研究的实际应用 分子伴侣的研究成果必然会大大加深我们对生命现象的认识，同时也一定会增加我们与自然斗争的能力和自身生存的能力。由于分子伴侣在生命活动的各个层次都具有重要作用，它的突变和损伤也必定会引起疾病，因此可以期望运用分子伴侣的知识来治疗所谓的”分子伴侣病”。另一方面，利用对分子伴侣的研究成果从根本上提高基因工程和蛋白工程的成功率，也必将对大幅度提高人类生活水平起重要作用。 [参考书目] 1.李宝健主编，面向21世纪生命科学发展前沿，广东科技出版社，1996年11月第一版：93-104页 2．郝柏林刘寄星主编，理论物理与生命科学，上海科学技术出版社，1997年12月第一版：29-58页 3．中国生物物理代表团，从第十三届国际生物物理大会看生物物理学研究的现状和趋势，生物物理学报，1999年第十五卷第四期：826-827页