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蛋白质的结构域

结构域（domain）：更长多肽链一般形成不连续的、称为结构域的模块，它是具有折叠结构的多肽链的一部分，其稳定性不依赖于蛋白质的其余部分。结构域是蛋白质中相对独立的、具有稳定三维结构的区域，它通常由连续的氨基酸序列组成，具有自己的折叠模式和稳定性。结构域往往包含一个或多个模体，并且可以单独折叠，具备一定的功能。结构域可以作为蛋白质的构建块，使得蛋白质能够执行复杂的生物功能。一个蛋白质可能由一个或多个结构域组成，这些结构域可以是同类型的也可以是不同类型，相互之间通过铰链区域连接。

基序（序列）（motif，sequence）：具有特定性状的一小段氨基酸序列，通常适合与另一蛋白质的某一特异的结构域相互作用。模体是指蛋白质中具有特征性的局部三维结构单元，它是由两到多个二级结构元件（如α螺旋或β折叠）组成的特定空间排列。模体通常赋予蛋白质某些特定的性质或功能，比如结合能力或催化活性。模体的结构特征可以跨多种蛋白质家族，即使这些蛋白质在序列上没有显著的同源性。典型的模体例子包括锌指（Zinc finger）、希腊钥匙（Greek key）和罗斯曼折叠（Rossmann fold）等。

domain和motif的关系: 包含关系, 一个结构域可以包含一个或多个模体。模体是结构域内部的局部结构特征，而结构域则是一个更大的、功能和结构上相对独立的单位。功能与结构：模体更多地关注于局部结构和功能，而结构域则关注于更大的结构单元及其在蛋白质整体结构和功能中的作用。

DNA binding domain: 结合域指的是在蛋白质上的一种能够与 DNA 发生结合并相互作用的一种蛋白质亚基。

基序（结构）（motif，structural）：结构域的亚结构，存在于很多不同的蛋白质之中，通常具有某些典型的特性不同的氨基酸序列。

分子伴侣（chaperone）：是目前研究比较多的能够在细胞内辅助新生肽链正确折叠的蛋白质，是一类序列上没有相关性但有共同功能的保守蛋白质，能够识别并结合到不完全折叠或装配的蛋白质上以帮助这些多肽正确折叠，转运或防止它们聚集，其本身不参与终产物的形成。目前主要有两大类：热休克蛋白和伴侣素。

变构调节（allosteric regulation):通过结合在不同于底物的位点上的配基来调节其亲和性及酶促反应的速率。变构调节的机制通常包括四级结构的改变，这意味着亚单位之间的重定向或重定位。

糖基化（glycosylation）：在蛋白质的侧链上加上一个或多个糖（糖基）的链，有时是分支链。该糖基可以是 N-连接的(连接在天冬氨酸的侧链酰胺上），或者是 O-连接的（连接在丝氨酸或苏氨酸的羟基侧链上）。修饰通常发生在真核细胞的内质网上，是细胞表面蛋白和分泌蛋白的胞外结构域的普遍特性。

识别DNA序列的蛋白质

GCN4

只有 GCN4 和 DNA 的接触位点的序列正确时，GCN4 才会紧密结合 DNA，其α螺旋可以与 DNA 的大沟紧密结合，α螺旋的侧链需要和 DNA 表面互补，包括侧链的形状、极性、氢键供体、氢键受体的性质。α螺旋还含有精氨酸和赖氨酸残基，可以通过与磷酸基团形成盐桥把自己锚定在 DNA 骨架上，使其与大沟结合更加紧密。

$\lambda$噬菌体的阻遏物

DNA 结合结构域由 5 个α螺旋组成的压缩的束，与 DNA 结合时不会发生任何明显的结构变化。5 个α螺旋中的两个会形成一个结构性基序，称为螺旋-转角-螺旋，此基序同 DNA 双螺旋的结合方式允许第二个α螺旋嵌入到 DNA 的大沟中并把几个侧链呈递给暴露的碱基对的边缘。蛋白质与 DNA 的核糖-磷酸主链的相互接触使得识别螺旋的侧链可以找到正确的位置并以正确的方向结合，以保证二者的互补性。

锌指蛋白

许多真核生物中最丰富的 DNA 识别结构域是一种被称为锌指的小模块。这些结构域一般以串联的形式出现，彼此之间由短的接头片段连接起来，这些接头片段非常灵活，当蛋白质与 DNA 结合时，它们会变得有序。每个锌指约包含 30 个氨基酸残基，勉强形成一个疏水核心，中心的锌离子是必须的，用来把折叠的结构域固定到一起。当锌指与 DNA 结合时，短的α螺旋会嵌入到大沟中，串联排列的锌指逐次与碱基序列发生关联，这种关联存在很强的规律性。基于这种规律性及串联的锌指嵌入到 DNA 大沟的方式，可以设计使一些蛋白可以识别相对长的碱基对序列。

淋巴细胞增强因子-1(LEF-1)

考点补充

蛋白质修饰的作用位点和生物学意义

蛋白质修饰指的是在蛋白质合成出来后，细胞内的修饰机制对蛋白质上的一些氨基酸进行修饰，从而使得蛋白质生物学功能或者作用发生改变的现象

  • 1.磷酸化:
    • 作用位点：通常发生在丝氨酸（Ser）、苏氨酸（Thr）和酪氨酸（Tyr）的羟基上。
    • 生物学意义：磷酸化是信号转导中最常见的修饰形式，它可以激活或抑制酶的活性，调节蛋白质的定位，参与细胞周期控制、细胞凋亡、代谢途径的开关等。
  • 2.甲基化:
    • 作用位点：主要发生在赖氨酸（Lys）、精氨酸（Arg）、组氨酸（His）、半胱氨酸（Cys）和天冬酰胺（Asn）残基上。
    • 生物学意义：甲基化参与基因表达调控、蛋白质与DNA的相互作用、蛋白质稳定性、信号转导和细胞分化等过程。
    • 例子: 组蛋白甲基化可以使之与DNA结合更加紧密，从而影响基因的转录, 大多情况下是使基因沉默。
  • 3.乙酰化:
    • 作用位点：主要发生在赖氨酸（Lys）残基上。
    • 生物学意义：乙酰化影响蛋白质与DNA的亲和力，调节转录因子活性，参与基因表达调控，影响蛋白质的稳定性和定位。
  • 4.糖基化:
    • 作用位点：发生在天冬酰胺（Asn）的N-连接糖基化，丝氨酸（Ser）或苏氨酸（Thr）的O-连接糖基化。
    • 生物学意义：糖基化参与蛋白质的折叠、稳定性和运输，影响蛋白质-蛋白质相互作用，与细胞识别、免疫应答和细胞粘附有关。
    • 例子: 溶酶体表面的膜蛋白通常被高度糖基化以提高其稳定性, 防止被水解。
  • 5.泛素化:
    • 作用位点：主要发生在赖氨酸（Lys）残基上，有时也可以发生在丝氨酸（Ser）或苏氨酸（Thr）上。
    • 生物学意义：泛素化主要与蛋白质降解相关，标记需要被蛋白酶体降解的蛋白质。此外，单泛素化或多聚泛素链的不同链接方式也可以参与信号转导、蛋白质定位和调控。

名词补充

蛋白质磷酸化

G蛋白

受体

基因: 基因是产生一条多肽链或功能 RNA 所必需的全部核苷酸序列。研究基因之外的遗传机理称为表观遗传学。 基因的特性：基因是一个信息库，携带有合成生命关键分子-RNA 的信息；基因能够被复制；基因可以接受偶然的改变或突变，使生物体得以进化