浅谈生物活性分子的结构特点

浅谈生物活性分子的结构特点王宇陈浩黄彬周南??什么是生物活性分子什么是生物活性分子™™核酸核酸™™蛋白质蛋白质多肽多肽™™酶酶单氨基酸单氨基酸激素激素™™NOCONOCO™™H2SH2S„„生物活性分子的共同特点生物活性分子的共同特点::„„高度选择性高度选择性„„自组织性自组织性„„可调性可调性„„高效性高效性••生物活性分子的结构基础生物活性分子的结构基础::••1.1.不对称因素不对称因素••2.2.弱相互作用弱相互作用••3.3.金属离子活性中心金属离子活性中心•1、立体结构•提到反应停，没有人会陌生。反应停产品为外消旋体。其中R型为有效成分，而S型却为致畸剂。•手性针对小分子而言，是由原子团空间相对位置不同引起的•类似的，有活性的生物大分子往往保持着特定的立体结构•蛋白质特定的空间构象是由氢键、离子键、偶极与偶极间的相互作用、疏水作用等作用力维持的，疏水作用是主要的作用力。有些蛋白质还涉及到二硫键。•蛋白质的折叠是有序的、由疏水作用力推动的的协同过程。伴侣分子在蛋白质的折叠中起着辅助性的作用。蛋白质多肽链在生理条件下折叠成特定的构象是热力学上的一种有利的过程。磷酸丙糖异构酶和丙酮酸激酶的三级结构•蛋白质分子经过折叠，多肽链上有些相距甚远的基团变得近在咫尺，从而相互影响。整个分子具有了特定的空间结构，只能与特定的底物发生反应。„„生物体本身就是一个不对称生物体本身就是一个不对称环境，很多生化反应的高度选择环境，很多生化反应的高度选择性正是基于对不对称分子结构的性正是基于对不对称分子结构的特异性识别。反应停的惨剧揭示特异性识别。反应停的惨剧揭示了：生物体是十分精密的，同时了：生物体是十分精密的，同时也是十分脆弱的！也是十分脆弱的！•2、弱相互作用•弱相互作用就是强度不及共价键的一类作用力总称，包括配位基团、亲水疏水基团、带电/可离子化基团、氢键供体/受体之间的作用力.{。每种离子通道只可以特异性选择某种半径合适的离子通过,其它离子则因为能量原因不能通过.†离子进出离子通道的过程是一个离子与水分子配位——与蛋白质配位——与水分子配位的过程。与离子通道半径相适合的离子，其分别与水分子和蛋白质配合所产生的焓变相近，能顺利从水合状态转变到与蛋白质配合状态从而进入离子通道。钾离子通道{肌红蛋白在生物体内起着储存氧和促进氧在细胞中扩散的作用。™肌红蛋白是由含153个氨基酸残基的多肽链与一个血红素组成,血红素位于多肽链的一个沟缝中,其周围被氨基酸残基的疏水性侧链所包围。•简单以水为配体的Fe(Ⅱ)很容易被氧化，但在血红蛋白中，Fe(Ⅱ)可以与氧直接结合而不发生氧化.„„虽然弱相互作用力强度远不及共虽然弱相互作用力强度远不及共价键，但也正因为如此它能迅速价键，但也正因为如此它能迅速生成又迅速断裂生成又迅速断裂,,多个弱相互作用多个弱相互作用力力协同作用协同作用，能量效应大大加，能量效应大大加强，便能进而主导反应进程。强，便能进而主导反应进程。„„弱相互作用是生物活性分子特异弱相互作用是生物活性分子特异性识别、高效率反应的结构基石。性识别、高效率反应的结构基石。{3、金属离子活性中心{{酶是一种具有高催化活性的生物催化剂，若酶的活性中心包含有金属离子，即可称为金属酶.{超氧化物歧化酶（SOD）的主要功能是清除超氧阴离子自由基O2·,这是因为处在酶的活性中心位置的金属离子起着重要生物功能.‹d区的过渡金属元素‹路易斯酸作用‹利用配位作用使金属蛋白具有分子载体的作用‹利用配位作用使金属蛋白具有活化底物作用‹利用价电子的可变性而在氧化还原酶中起到电子介体作用„p区元素p区元素由于具有孤电子对,也参与着与金属离子的配位作用,以及参与对维持大分子构象起着重要作用的氢键的形成。金属离子活性中心的催化作用是大多数生化反应不可缺少的一环，亦是生物活性分子高选择性、高效性的结构基础。4、结束语生命存在本身就是一个奇迹。包罗万象的生物活性分子在生物体中井井有条地进行各种复杂反应。在感叹生命神奇的时候，不妨从结构基础角度仔细看看她。