蛋白质的连接模型及机理研究

杨力权，桑 鹏，李珍贵

(1.大理学院农学与生物科学学院，云南 大理 671003;2.云南大学云南省生物资源保护与利用重点实验室，云南 昆明 650091)

自然界中蛋白质发挥功能的过程其实就是蛋白质之间或蛋白质与其他生物分子连接和相互作用的过程。因此，阐明蛋白质－配体识别与连接的驱动力及机理对于理解其功能发挥起到非常重要的作用。

1 蛋白质连接的模型

目前，描述蛋白质连接机理的模型主要有以下三种:锁－钥匙模型 (lock－and－key)［1］，诱导契合模型 (induced－fit)［2］和构象选择模型 (conformational selection)［3］(如图1所示)。

图1 蛋白质－配体连接模型

此图引用并修改于参考文献［3］。

1.1 锁－钥匙模型和诱导契合模型

在锁－钥匙模型中，蛋白质连接部位 (比喻为锁)和配体 (比喻为钥匙)的结构必须是高度互补的，而且蛋白质和配体的结构是刚性的，以保证正确的匹配和连接 (如图1A所示)。在诱导契合模型中，配体的结合能够诱导蛋白质连接部位构象发生变化，使连接部位甚至于整个蛋白质的结构不同于连接前的结构 (如图1B所示)。诱导契合发生的前提是蛋白质的连接部位必须有足够的构象灵活性。

1.2 构象选择模型

构象选择模型是基于自由能图景理论［4］提出的，自由能图景理论已经被广泛用于描述蛋白质的折叠［5］，并且逐渐用于描述蛋白质的连接［6］。自由能图景理论描述了蛋白质折叠和连接过程中体系的能量变化与蛋白质构象的关系，三维空间下的自由能图景，纵坐标代表了体系的吉布斯自由能，横坐标代表了蛋白质构象的熵。……