氨基酸残基的计算
【研究发现
#动辄大打出手或与基因突变有关#】
#研究称有攻击行为的人体内可能发生了基因突变#人群中,有人温文尔雅,有人暴虐无常。最新研究发现,那些有攻击行为的人,体内可能发生了基因突变。记者16日从南京大学获悉,该校医学院石云教授团队联合中外学者研究发现,编码大脑内谷氨酸受体GluA3的GRIA3基因突变,会引起人类攻击行为。该成果近日发表于国际精神病学领域旗舰学术期刊《分子精神病学》。
论文的共同通讯作者、南京大学医学院教授石云介绍,在过去的研究中,研究人员发现,将X染色体上编码谷氨酸受体GluA3的GRIA3基因从雄性小鼠体内敲除,小鼠会表现出强烈的攻击行为。所以,人类的同源基因GRIA3被学界普遍认为是人类攻击行为的易感基因之一。然而迄今为止没有直接证据表明GRIA3基因和人类的攻击行为相关。
“此次研究,我们在4个有突发攻击行为的欧洲患者中,发现他们携带有GRIA3基因的罕见变体,其中3个患者的GRIA3基因突变,导致GluA3谷氨酸受体发生G630R的氨基酸残基变化,另一个患者的基因突变导致了E787G的变化。功能检测表明,这两种突变都造成GluA3功能的丧失,相当于信号接收器坏了。”石云解释,也就是说,谷氨酸结合到突变的GluA3受体上,不能有效传递神经信号,因此初步判断人类GluA3的功能损坏会导致攻击行为,这和基因敲除小鼠的行为一致。
除了基因突变的病人,在普通人群中是否存在影响GluA3表达水平的遗传因素,诱发了攻击行为?
该论文的第一作者彭世笑说,研究人员在GRIA3基因的192个高频单核苷酸多态性位点中,发现rs3216834位点为连续的鸟苷酸重复序列,在人群中约78%的人带有9个鸟苷酸(9G),少数人带有7G、8G、10G和11G。实验表明,10G或11G的长的鸟苷酸重复序列会严重抑制GluA3受体的表达水平。
随后,研究者在294位男性暴力犯罪服刑人员中发现9人携带rs3216834-10G,另有1人携带11G,占总体的3.4%。而在没有犯罪记录的937位社区男性中,仅有2人携带10G(0.2%),并且没有发现11G的携带者。
“这说明rs3216834-10G、11G的携带者在暴力犯罪服刑人员中远高于正常对照人群,而10G和11G严重抑制GluA3的表达,增加了攻击行为的发生风险。”石云介绍。
为了进一步分析GluA3受体损坏或表达降低诱发攻击行为的神经机制,研究人员分析了GRIA3基因敲除小鼠,发现小鼠的内侧前额叶皮层的神经活动减低。而将前额叶皮层的GluA3补偿回去,可以显著缓解敲除小鼠的攻击行为。
“这意味着前额叶皮层异常的神经活动是攻击行为的关键神经环路机制。”石云认为,这项研究揭示了人类攻击行为新的遗传因素,这对于缓解攻击行为的药物研发,或可提供参考。(科技日报;艾塔)
蛋白质的二级结构最基本的两种类型是什么
多肽链有规律的盘绕、折叠而形成的空间结构(即多肽链主链骨架中局部的规则构象 )叫蛋白质二级结构。包括?-螺旋、β-折叠、β-转角、无规则卷曲。维持二级结构的化学键为氢键。
1. α-螺旋
Pauling和Corey根据氨基酸和小肽的X-射线晶体衍射图谱,于1951提出了α-螺旋结构。不久,Perutz利用X-射线衍射技术证实了在α-角蛋白(α-keratin)中存在α-螺旋。
α-螺旋具有下列特征:
多肽链主链骨架围绕同一中心轴呈螺旋式上升,形成螺旋结构。每圈包含3.6个氨基酸残基,螺距为0.54nm,因此,每个氨基酸残基围绕螺旋中心轴旋转100o,上升0.15nm。
相邻螺旋之间靠链内氢键连接(即一个氨基酸残基(n)的N-H的H与前第四个(n+4)残基的C=O之间形成的氢键(N-H…O=C)。氢键的方向与α-螺旋轴的方向几乎平行。
氢键封闭的环共包含13个原子,故典型的α-螺旋又称3.613螺旋。每个肽键均参与氢键形成。因此,尽管氢键的键能不大,但大量氢键的累加效应使α-螺旋成为最稳定的二级结构。
蛋白质中的α-螺旋是右手螺旋。
氨基酸的所有侧链指向α-螺旋的外侧,以减少空间位阻效应,但α-螺旋的稳定性仍受R侧链大小、形状等的影响。
A.酸性氨基酸(特别是Glu)或 碱性氨基酸(Lys、Arg)集中的区域,(pH=7)由于同性电荷相斥,不利于?-螺旋的形成;
B.较大氨基酸(Phe, Ile, Try)集中的区域, 由于空间位阻会影响其稳定性;
C.脯氨酸和甘氨酸 是?-螺旋破坏者, 在?-螺旋中很少发现有这两个氨基酸的存在。
Ala易存在于α-螺旋中
2. β-折叠
β-折叠(β-pleated sheet或称β-sheet)是Pauling和Corey提出的另一种二级结构,也是蛋白质中最常见的一种主链构象,是指蛋白质分子中两条平行或反平行的主链中伸展的、周期性折叠的构象,很像α-螺旋适当伸展形成的锯齿状肽链结构 。
β-折叠分为:平行和反平行β-折叠。
氨基酸的R侧链交替出现在片层的上下。
β-折叠存在于β-角蛋白中,如羽毛、蚕丝和蜘蛛网等。
蚕的丝心蛋白(fibroin) 包含-Gly-Ser-Ala-Gly-Ala-的重复序列。 Gly氢原子位于β-折叠的一面;Ala的甲基、Ser的羟基位于另一面,形成紧密的堆积结构。
近年来的研究表明,某些情况下α-螺旋与β-折叠可发生结构间的转换,导致疾病发生。如疯牛病的病因可能与这种转换有直接的关系。
3 β-转角
在多肽链的主链骨架中,经常出现180°的转弯,此处结构称为β-转角。因为这种结构常连接两条反平行β-折叠而得名。
β-转角由4个氨基酸残基组成,第一个残基的羰基氧原子与第4个残基的亚胺基的氢原子形成氢键。β-转角中常存在Gly和Pro。
β-转角一般分为Ⅰ型和Ⅱ型两种形式。
4 无规卷曲
球蛋白分子中除了上述有规则的二级结构外,主链上还常常存在大量没有规律的卷曲, 称无规卷曲(random coil)。
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医学生集合了

生物化学与分子生物学:蛋白质主要由碳、氢、氧、氮、硫组成,有些蛋白质还含有少量磷或金属元素铁、铜、锌、锰、钴、钼,个别还含有碘。各种蛋白质的含氮量很接近,平均为16%。
氨基酸根据其侧链的结构和理化性质可分为五类:非极性脂肪族氨基酸、极性中性氨基酸、芳香族氨基酸、酸性氨基酸、碱性氨基酸。非极性脂肪族氨基酸:甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、甲硫氨酸;极性中性氨基酸:丝氨酸、半胱氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸;含芳香环的氨基酸:苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸;酸性氨基酸:天门冬氨酸、谷氨酸、;碱性氨基酸;精氨酸、赖氨酸、组氨酸。
在某一PH的溶液中,氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等,成为兼性离子,呈电中性,此时溶液的PH称为该氨基酸的等电点。
含共轭双键的氨基酸具有紫外线吸收性质。
茚三酮反应是指茚三酮水合物在弱酸性溶液中与氨基酸共加热时,氨基酸被氧化脱氨、脱羧,而茚三酮水合物被还原,其还原物可与氨基酸加热分解产生的氨结合,再与另一份子茚三酮缩合成为蓝紫色化合物,此化合物最大吸收峰在570nm波长处。由于此吸收峰值的大小与氨基酸释放出来的氨量成正比,因此可作为氨基酸定量分析方法。
由2-20个氨基酸相连成的肽成为寡肽,而更多的氨基酸相连成的肽称为多肽。多肽链有两端,其游离a-氨基的一端称为氨基末端或N-端,游离a-羧基的一端称为羧基末端或C-端。肽链中的氨基酸分子因脱水缩合而基团不全,成为氨基酸残基。
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