Page 37 - 第九版生物化学
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22 第一篇 生物大分子结构与功能  免 kk y , 2 018  免 kky,2018

质转运、信息传递等，从整体上维持生物体新陈代谢活动的进行 。
      （二）蛋白质与核酸的相互作用
       蛋白质和核酸是组成生物体的两种重要的生物大分子 。 蛋白质是基因表达的产物，基因的表达

又离不开蛋白质的作用 。 蛋白质与核酸的相互作用存在千生物体内基因表达的各个水平之中。蛋白
质有几种模体，如锌指模体、亮氨酸拉链、螺旋－转角－螺旋等专门结合 DNA 并发挥生物学效应 。

       RNA 存在于细胞质和细胞核中，目前发现的 RNA 除了少部分能以“核酶”形式单独发挥功能以
外，绝大部分 RNA 都是与蛋白质形成 RNA-蛋白质复合物 。 例如核糖体是细胞内蛋白质合成的场所，
核糖体的两个亚基由精确折叠的蛋白质和 rRNA 组成；端粒酶 (telomerase) 是一种由催化蛋白和 RNA
模板组成的酶，可合成染色体末端的 DNA; 剪接体 (spliceosome) 是指进行 RNA 剪接时形成的多组分
复合物，主要是由小分子的核 RNA 和蛋白质组成 。 蛋白质与 RNA 的相互作用在蛋白质合成、细胞发
育调控等生理过程中起着决定性的作用 。

      （三）蛋白质相互作用是蛋白质执行功能的主要方式

      蛋白质－蛋白质相互作用 (protein-protein interaction, PPI) 是指两个或两个以上的蛋白质分子通过

非共价键相互作用并发挥功能的过程 。 细胞进行生命活动过程是蛋白质在一定时空下相互作用的结
果 。 生物学中的许多现象如物质代谢、信号转导 、 蛋白质翻译、蛋白质分泌、蛋白质剪切、细胞周期调
控等均受蛋白质间相互作用的调控 。 通过蛋白质间相互作用，可改变细胞内酶的动力学特征 ， 也可产
生新的结合位点，改变蛋白质对底物的亲和力 。 蛋白质相互作用控制着大蜇的细胞活动事件，如细胞
的增殖、分化和凋亡 。

       人体具有非常复杂的生物学功能，即使简单的功能也需要若干蛋白质共同参与完成 。 两个或多
个蛋白质相互作用时，通过各自分子中特殊的局部空间结构，通过稳定的相互作用或瞬间的相互作用
而相互识别并结合 。

       下面列举蛋白质相互作用的实例 。

      1. 主要组织相容性复合物参与的分子识别 主要组织相容性复合物 (major histocompatibility
complex, MHC) 是表达于脊椎动物细胞表面的一类具有高度多态性的蛋白质，分为 I 型 MHC 蛋白和

II 型 MHC 蛋白 。 所有 1 型 MHC 蛋白为跨膜蛋白，都包含有两条不相连的多肤链，一条为 a 链，分子
量 45kD; 另一条为化 m( 化－微球蛋白），分子量 12kD 。 a 链包括 4 个区域，分别为抗原结合区 (a 产 0'.2)
（氨基端）、免疫球蛋白样区、跨膜区 、 胞液区的狻基端 。 B 链与 a 链的胞膜外部分以非共价键结合， B
链不与细胞直接相连（图 1-18) 。 I 型 MHC 蛋白广泛表达于一般细胞表面，如果该细胞遭受病毒感
染（受感染靶细胞），则病毒外壳蛋白碎片的免疫原性多肤透过跨膜的 MHC 提呈在细胞外侧，以便于
T 淋巴细胞的识别并执行一系列免疫功能 。

       T 淋巴细胞是人体免疫系统中重要的免疫细胞，种类极多，按功能主要分为两个亚群： Tc 细胞
（细胞毒性 T 细胞）及 Th 细胞（辅助性 T 细胞） 。 Tc 细胞能杀伤表达抗原肤的受感染靶细胞 。 Tc 细
胞又名为 CD8 十 细胞，其表面表达协同受体 CD8( 跨膜糖蛋白） 。 Tc 细胞表面含有特定的 T 细胞受体

(T cell receptor, TCR) 。 Tc 细胞受体不能单独识别受感染靶细胞表达的免疫原性多肤，但可识别免疫

原性多肤与 MHC I 类分子形成的复合物 。 Tc 细胞的协同受体 CD8 协助 TCR 与 MHC 分子的相互识
别 。 T 细胞受体位于细胞膜外的末端有裂隙，结构多变，是可变区 。 如果 TCR 与 MHC 结构相匹配，能
够形成如氢键、离子键等次级键，两者之间便进行特异性结合并接受 MHC I 上提呈的抗原肤，并激活
Tc 细胞，导致 Tc 细胞大量增殖 。 增殖后的 Tc 细胞释放穿孔素和颗粒酶 。 穿孔素的作用是在受感染
靶细胞膜上形成多聚穿孔素管状通道，导致受感染靶细胞溶解 。 颗粒酶是一组丝氨酸蛋白酶，迅速引
起靶细胞 DNA 断裂，造成受感染靶细胞凋亡 。 Tc 细胞对靶细胞的杀伤作用是特异性的， TCR 与 MHC
若不匹配则无法结合 MHC 上提呈的抗原肤， Tc 细胞则不被激活 。

        由于有关 MHC 生物学功能的研究成果， P. Doherty 和 R. Zinkemagel 获得 1996 年诺贝尔奖 。

     2. 抗原与抗体的特异性结合 免疫球蛋白 (immunoglobulin, lg) 指具有抗体活性的蛋白质 。 主要
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