[经典文献速读] 核糖核酸酶的变性和自复性

Side-chain Interactions Governing the Pairing of Half-cystine Residues in Ribonuclease

How Hard It Is Seeing What Is in Front of Your Eyes

RNase的变性和自复性

Fig. 1 核糖核酸酶的变性和自复性

引自 生物化学与分子生物学/蛋白质的结构与功能的关系 - A+医学百科

图1清晰地说明了核糖核酸酶(Ribonuclease, RNase)的变性和自复性的过程:A是RNase的native状态,即具有三级结构,B是经过8 mol/L 尿素处理的变性RNase,是氨基酸链,不具有三级结构,而C属于是重氧化处理后的变性RNase,为中间态。这是克里斯蒂安·B·安芬森(Christian B. Anfinsen)组的实验流程和结果,并由此得出了重要且耳熟能详的结论(考点哦):多肽链氨基酸序列含有其三维结构的全部信息,即“一级结构决定高级结构”。

Anfinsen的工作开创了近代蛋白质折叠研究的新时代,这个著名实验早已载入世界上多本经典生物化学教科书。Anfinsen也因“对核糖核酸酶的研究,特别是对其氨基酸序列与生物活性构象之间的联系的研究”获诺贝尔化学奖。

诺奖研究背后的故事——How Hard It Is Seeing What Is in Front of Your Eyes

David S. Eisenberg在Cell上发表了“How Hard It Is Seeing What Is in Front of Your Eyes”,讲述了Anfinsen诺奖研究背后的故事:

在Anfinsen关于RNase的变性和再复性研究前,Frederic Richards和他当时的学生Lisa Steiner便已经做过相关实验并得到类似的结果:“Air oxidation of fully or partially inactivated protein resulted, in some cases, in the recovery of up to 40% of the enzyme activity which had been lost as a result of reduction.” (“还原引起部分或完全失活的蛋白质通过空气氧化有时可恢复高达40%的酶活力。”)

可惜的是,Richard和Lisa对该结果的反应是“No discussion of publication”。

Lisa在进行该课题研究时期是1956-1959,the hot spot是探讨生物遗传信息如何从基因传递到蛋白质,而这些研究正如火如荼地进行着:1955年核糖体的发现,1956年tRNA的发现,1958年Crick的中心法则,1961年遗传密码的解析,无疑这些研究put the way for the Anfinsen's research of protein folding。Anfinsen的研究问题是:多肽链是由遗传密码指定的序列,如何从无特定结构(变性)到特有的三维结构?即“DNA的一维信息如何决定蛋白质的三维结构”?

因此,科学研究背景决定了上述问题的提出只能是1960年代早期而不能是1950年代的中期。


Fig. 2 " How Hard It Is Seeing What Is in Front of Your Eyes " comments
Fig. 3 followed by Fig. 2 

最后以Eisenberg结尾与诸位共勉:

We scientists must struggle to interpretour observations and calculations in their broadest context, to find the mostsignificant question they answer, but this will not always be possible.

时势造英雄,而我们不要错过时代的机会!

Side-chain Interactions Governing the Pairing of Half-cystine Residues in Ribonuclease

How Hard It Is Seeing What Is in Front of Your Eyes

诺奖级科研成果在眼前却被忽略,奥秘何在?

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