1。1 膜蛋白
1。1。1 生物膜与膜蛋白
生物膜是一个封闭的膜或者分离膜,在生物体内作为选择性渗透屏障[[[] Membrane proteins。[J]。 Current Opinion in Structural Biology。]]。生物膜,以细胞膜的形式,通常是由作为化学物质和离子的通信和运输通道的嵌入蛋白、整合蛋白和外周蛋白以及磷脂双分子层组成。在膜中的许多脂质提供了一种液体基底,用于蛋白质的旋转和横向扩散的生理功能。蛋白质是适于一个环形的脂质壳存在下的高膜流动性环境中脂质双层,是由紧紧结合在嵌入膜蛋白的表面的脂质分子组成的。细胞膜不应与由细胞膜如粘膜层和基底膜形成的隔离组织混淆。
膜蛋白是相互作用的蛋白质,或者是生物膜的一部分,具有两亲性。它们包括永久锚定到膜和周围的膜蛋白,这只是暂时连接到脂质双层或组成蛋白的完整的膜蛋白。整合的膜蛋白作为跨膜蛋白,可以通过跨膜和整合的单调的蛋白进行跨膜运输,且蛋白仅附着在膜的一侧[[[] Brockman H。 Lipid monolayers: why use half a membrane to characterize protein-membrane interactions?[J]。 Current opinion in structural biology, 1999, 9(4): 438-443。]]。膜蛋白是一种常见的蛋白质,与可溶性的球状蛋白、纤维蛋白和无序的蛋白质一起,他们是至少50%的所有现代药物的目标。
1。1。2 膜蛋白的研究意义
据估计,在大多数的基因组中,有30%的基因编码膜蛋白。膜蛋白对生物体的生存起着至关重要的作用:
(1)充当细胞的内部和外部环境之间的膜受体蛋白的中继信号的传递者,可以进行能量转换。
(2)运输蛋白分子和离子等穿过膜。因此它们可以根据转运分类数据库进行分类。论文网
(3)膜可以有许多活动,如氧化还原酶、转移酶和水解酶。
(4)细胞粘附分子允许细胞识别彼此,并进行交互。例如,参与免疫反应的蛋白质。
(5)通过与细骨架中的非膜结合大分子以及胞外基质的相互作用来调节细胞的形态结构。
1。1。3 膜蛋白的研究现状
1。2 ABC转运蛋白
腺苷结合盒转运蛋白(ABC转运蛋白)作为运输系统超家族的成员, 在从原核生物到人类所有现存的代表类群中,是最大的,也可能是最古老的一个家族。ABC转运蛋白通常由多个亚基组成,跨膜蛋白中其中的一个或两个和与膜相关ATP酶中的一个或两个[[[] 王华丙。张振义。包锐。陈宇星。WANG Hua-Bing。ZHANG Zhen-Yi。BAO Rui。CHEN Yu-Xing ABC转运蛋白的结构与转运机制[期刊论文]-生命的化学 2007(3)。]][[[] 王勇。韩天权。张圣道。WANG Yong。HAN Tian-quan。ZHANG Sheng-dao ABC转运体与脂质代谢关系的研究进展[期刊]。]]。ATP酶亚基利用三磷酸腺苷(ATP)结合的能量和水解的能量来激励各种基底的移动,使它们穿过细胞膜,实现跨膜运输,既能摄入基底又能运出基底。大多数但并非所有的摄入系统也有一个胞外受体,一个溶质结合蛋白。一些同源ATP酶非转运相关的功能是能实现RNA和DNA修复等的翻译。ABC转运蛋白被认为是基于序列和它们ABC邻域的组织的超家族,即使整合膜蛋白可能多次独立进化,从而构成不同的蛋白质家族。ABC运出蛋白的整合膜蛋白似乎是独立进化至少三次而来的。ABC1运出蛋白他们出口商进化的基因内三倍2 TMS前体给6经颅磁刺激蛋白质。ABC2出口商进化的基因内重复3 TMS前体和ABC3运出蛋白从4 TMS前体重复基因外给两个4经颅磁刺激蛋白质,所需的运输功能,或基因内给8或10经颅磁刺激蛋白质。10经颅磁刺激蛋白质之间似乎有两个额外的经颅磁刺激两个4经颅磁刺激重复单位。类似的,有可能是ABC吸收系统的整合膜蛋白独立进化至少3次,根据他们的高分辨率三维结构。ABC吸收搬运工拿起各种各样的营养物质,生物合成的前体,微量金属和维生素,而出口商运输脂类、固醇,药物,和各种各样的初级和次级代谢产物。有些出口商在人类参与抗肿瘤、囊肿性纤维化和一系列其他继承人类疾病。高水平表达的基因编码这些转运蛋白在原核和真核生物(包括人类)的发展导致抗多种药物如抗生素和抗癌药物。