有关蛋白质的四级结构:我的理解

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有关蛋白质的四级结构:我的理解

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好好学习,天天向上! 更新于2025-8-1 05:20:30

在questioner的一篇帖子中,明确提出了在蛋白质的亚基之间不能由二硫键连接,并且举出了胰岛素作为例子。然而,我认为同是二硫键,却不能一概而论。对于一些蛋白质来说,在进化过程中,产生了不同的亚基用以满足不同功能,此时它们以次级键作用相互连接。然而在选择压力下,某些亚基间的氨基酸突变为半胱氨酸而以共价键交联,这种例子也有许多。证据就是,对于一些酶,使用还原剂破坏二硫键,仍然部分地保存着催化活性。

这种情况下,每个亚基的功能并不依赖于二硫键,那么仅凭二硫键就否定它们是亚基,是否过为武断?

对于胰岛素的例子,是二硫键功能上的另一种体现,这两条肽链由一条肽链切割而成。这里面的二硫键原本是作为三级结构的一部分,两个肽链联系紧密,自然不是两个亚基。

所以,不能仅仅通过二硫键,就否定亚基的地位。

@Chicken

其实这种选择压力更有可能是来自于环境温度身高所以需要提高蛋白质的热稳定性

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Chicken
1月前
       我认为,定义既然是人为的,就一定是不完善而有特例的,由于生物学研究对象的异质性,这种矛盾更加突出。
       蛋白质为什么要进化出亚基?是为了功能分化带来的反应高效性、合成便利性和组织动态性。因此,亚基的定义基于相对独立的功能似乎更为贴切。
       因此,我也赞成你的观点,即将有无二硫键与三四级构绝对地打上相关标签是无意义的。
       如果让我基于所谓四级结构无二硫键的理论来想的话,你也提到,部分二硫键是氢键的突变被选择压力保留。但为什么有这种选择压力呢?会不会是两个亚基间的互相依赖性在演化中又次生性升高,导致亚基间再次需要一个稳定的连接?如此,既然功能仍然较为统一,那么这个理论勉强说的通。
       但是,如果二硫键本身是一种中性或近中性突变,则完全有可能基于遗传漂变被保留。作为存在历史极短的物种,人类显然无法明确洞察二硫键的成因。
       总结一下,我们观察到的现象本就是选择和随机的共同结果,有时一个结构是否有理论上的功能、是否在有蛋白中承担这种功能,而在另一些蛋白中只是漂变的随机固定,现在的眼界与技术似乎都难以确定。这种情况下,任何想要基于人为统一的定义再下二级统一定义(如基于三四级结构下有无二硫键的定义),某些时候行得通,某些时候只会引入更多误解。jj-bixin

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好好学习,天天向上!
1月前

正确的@Chicken

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Questioner
1月前

哇,我当时确实没有想到从演化的角度来考虑这个事情。某个蛋白质的亚基如果此前就严格是严格意义上的亚基,那么它的二硫键近亲称为亚基似乎也合情合理

但是得说一下,亚基之间不能以共价键相连并非我首创,而是书上已有,而我做过直接相关的题目,我只是列出这种观点(在我发现实际使用的混乱后,显然不会对严格定义抱有什么希望了)。我以胰岛素为例子,是因为王镜岩上讨论了:一般不认为胰岛素的肽链是亚基,但有些学者持不同观点。进一步说明了该名词的混乱

你可以看到,我的帖子里做了不少名词考究,所为证明的只有一件事:有些人希望给生物学严谨的定义,而结果只有两种,要码这个定义不恰当(如所谓“生物学种”,乃至“单系群并系群多系群”);要码这个定义无足轻重导致根本没人在意。(如蛋白质和多肽的区分)

尤其再加上科研一二线环境和教学环境的脱离,一二线人员知晓定义变化的概率极低,就算知晓了也未必会认可。我们最后还是会偏向使用概念虚无缥缈,在一层一层传播后概念可能早已被曲解的名词。传播到我这层之后,我发觉我既不了解该名词被发明的理由,又看不懂该名词自相矛盾的现行定义(从这可以看出教材的制定者也没有充分了解该名词),只能向上考究,再佐以合理的逻辑推断,揣摩名词被发明的意图,才能勉强形成自己的理解

悲哀的是,我们在应付考题时,既要考虑书上有的严格定义,又要考虑实际环境中联赛出题人日常使用的泛化名词,这就是我把它列入“争议问题”之原因

3条评论
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好好学习,天天向上!
1月前

捉!!

有关胰岛素的问题,我想到了一种新的思路:比较分别纯化后的两条肽链和原蛋白质的结构。作为一个相对独立的亚基,彼此分离应当不会过多影响其结构特征与溶解性。反之,如果互相成二硫键的多肽链彼此紧密依存,不能称为亚基,那么分开的两个组分应该与原蛋白质相差巨大。这或许可以量化亚基的概念。

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Questioner 回复 好好学习,天天向上!
1月前

鉴于亚基这个词不同于“单系群”“复系群”一样是偏理论的而是偏实践的,我猜测大概率是从结构上看是很明显的一坨,和其它坨很明显有分界,可能就会被叫做亚基了

等我们接触到实践可能就会知道了

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好好学习,天天向上! 回复 Questioner
1月前

那这样就又会和某些结构域混淆了

嗯,这些科研术语太混乱,理解本质就好