聚赖氨酸对蛋白质稳定性的影响及机制
瑞禧生物2025-02-12   作者:ws   来源:
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聚赖氨酸,一种含有25—30个赖氨酸残基的同型单体聚合物,是天然的生物代谢产品。具有很好的杀菌能力和热稳定性,具有优良防腐性能。

聚赖氨酸 

一、增强蛋白质稳定性

1.静电相互作用:聚赖氨酸是一种阳离子多肽,其带正电的氨基可与带负电的蛋白质通过静电引力相互作用。这种静电结合能够中和蛋白质表面的部分电荷,减少蛋白质分子间因电荷排斥而产生的构象变化,从而使蛋白质结构更加紧凑稳定,降低其在溶液中的变性风险。

2.形成氢键网络:赖氨酸残基的侧链含有氨基,能够与蛋白质分子中的羰基、羟基等极性基团形成氢键。聚赖氨酸与蛋白质之间形成的氢键网络可以增加蛋白质分子内和分子间的相互作用力,限制蛋白质的热运动和构象变化,进而提高蛋白质的热稳定性和结构稳定性。

3.增加水合作用:亲水的赖氨酸残基可以增强蛋白质表面的水合层。水分子通过与聚赖氨酸及蛋白质表面的极性基团形成氢键,有序地排列在蛋白质周围,形成一层稳定的水化层。这层水化层能够屏蔽蛋白质分子免受外界环境的影响,如防止蛋白质与其他分子的非特异性相互作用、缓冲温度变化和 pH 波动对蛋白质的影响,从而提高蛋白质的稳定性。

 

二、影响蛋白质的构象和功能

1.诱导蛋白质构象变化:聚赖氨酸与蛋白质的相互作用可能会引起蛋白质构象的改变。这种构象变化可能使蛋白质的活性位点更加暴露或更加有利于与其他分子的结合,从而影响蛋白质的功能,如酶的催化活性、受体与配体的结合能力等。

2.调节蛋白质的折叠过程:在蛋白质折叠过程中,聚赖氨酸可以与未完全折叠的蛋白质中间体相互作用,影响蛋白质的折叠路径和速率。它可以通过与蛋白质的疏水区域结合,防止疏水塌缩过快导致的错误折叠,促进蛋白质正确折叠成天然构象,从而提高具有正确功能的蛋白质的产量。

 

三、防止蛋白质聚集

1.空间位阻效应:聚赖氨酸分子在溶液中占据一定的空间,当蛋白质分子因热运动或其他因素相互靠近时,聚赖氨酸的存在会产生空间位阻,阻止蛋白质分子之间的过度聚集,使蛋白质保持良好的分散状态,减少蛋白质聚集体的形成。

2.稳定蛋白质单体:聚赖氨酸与蛋白质结合后,能够稳定蛋白质的单体结构,降低蛋白质单体的表面能,使其更难发生聚集反应。此外,聚赖氨酸还可以与已经形成的蛋白质聚集体相互作用,通过静电排斥和空间位阻等作用,使聚集体解聚或阻止聚集体进一步增大。