1、蛋白質的一級結構就是其氨基酸序列，作為生命信息的表達載體，蛋白質需要由簡單的鏈狀一級結構折疊成復雜的三維立體空間結構，才能發(fā)揮其特定的生物功能。雖然目前蛋白質數據庫中關于蛋白質結構的信息非常豐富，但是仍沒有可靠的方法能對蛋白質的折疊過程進行預測。作為“21世紀生物物理學”的重要課題，研究蛋白質折疊機制在理論和實際上都具有至關重要的意義。
　　在生物體內中，天然蛋白質折疊所形成的三維結構往往是其熱力學最穩(wěn)定的結構，這是蛋白質發(fā)揮其生

2、物功能的基礎。從熱力學角度出發(fā)，蛋白質分子在溶液中主要以兩種動態(tài)構象存在：起始態(tài)（去折疊態(tài)）與終止態(tài)（折疊態(tài)），這兩種動態(tài)構象之間的相互轉化是一個可逆的過程。為了更清楚地了解蛋白質的折疊進程，必須從蛋白質去折疊狀態(tài)開始研究。在模型短肽中，由于缺少使其折疊成完整二級結構所必須的遠程相互作用力，人們可以在天然狀態(tài)下去研究蛋白分子的去折疊態(tài)構象。目前，越來越多的實驗結論表明水溶液中多肽在去折疊狀態(tài)下是以PII（Polyproline II螺旋

3、）為主的構象存在，這種構象的二面角（φ，ψ）主要集中在（-75°，+145°）附近。影響蛋白質去折疊態(tài)PII構象的主要因素包含溶劑化作用、末端效應、超共軛效應、主側鏈相互作用等。
　　為了探討蛋白質在去折疊狀態(tài)下的結構成因，我們設計并合成了一系列模型短肽，以核磁共振光譜（NMR）和圓二色譜（CD）作為主要測試手段，研究了各系列模型短肽的主要構象，希望基于不同模型短肽中構象的差異進行分析得到影響 PII構象穩(wěn)定性的主要因素。本論文分

4、為以下四個部分：
　　第一章對蛋白質在去折疊狀態(tài)下的構象研究作簡要概述，指出PII構象為去折疊態(tài)蛋白分子的主要構象，同時介紹文獻中通過不同手段測試不同模型短肽所得到的構象分布結果，從而概括出可能影響PII構象穩(wěn)定性的一些因素，最后提出本文的研究目的及內容。
　　第二章研究兩組模型短肽AcGXPNH2和AcGXGNH2（X≠Pro，Gly），利用CD和NMR技術對模型短肽進行測試，得到AcGXGNH2存在于水溶液中的三種構象分

5、布的比例，將18種氨基酸的數據平均化后可知PII構象占44.7％，β構象占44.5%，α構象占10.8%。發(fā)現不同氨基酸α構象的含量決定著α-螺旋成核的傾向性；對于β構象，則發(fā)現其含量與形成β-折疊結構的傾向性有著合理的相關。同時我們還在AcGNPNH2, AcGTPNH2和 AcGDPNH2(pH=2和6)中檢測到了轉角構象（turn structures）。基于模型短肽AcGXGNH2中X殘基的三種構象的含量，我們可依此建立其構象能

6、級圖。
　　第三章通過對兩組模型短肽 AcGXPNH2和 AcLXPNH2（X≠Pro，Gly）進行氫氘交換NMR測試，發(fā)現在水溶液中，模型短肽AcGXPNH2和AcLXPNH2中氨基酸X側鏈基團的阻礙作用與X形成PII構象的傾向性反相關，即氨基酸X側鏈基團阻礙水分子與肽鍵結合的程度越強，殘基X形成PII構象的傾向性越弱。在CD3CN中，模型短肽AcLXPNH2中Leu形成PII構象的傾向性與右側鄰位殘基X側鏈基團的電子誘導效應正

7、相關。殘基X的電子誘導效應越強，Leu形成PII構象的傾向性也越強，這是電子誘導效應通過改變 n-π*相互作用造成的結果。如果在水溶液中同時考慮 X側鏈基團的空間位阻與電子誘導效應，那么在模型短肽AcGXPNH2和AcLXPNH2中殘基 X形成 PII構象傾向性會同時受到兩種效應的影響，其中電子誘導效有更多的貢獻作用；對于AcLXPNH2中的殘基Leu，其形成PII構象的傾向性與殘基X的空間位阻效應有關，X的電子誘導效應可以忽略不計。<

8、br>　　第四章通過對模型短肽AcX1LX2PNH2進行CD與NMR測試，發(fā)現在有機溶劑中，對于模型短肽AcX1LX2PNH2和AcX1LX2ANH2，它們的中心殘基Leu均同時受到兩邊鄰位殘基X1和 X2電子誘導效應的影響，當X1與 X2側鏈基團表現出較強電子誘導效應時，中心殘基Leu形成PII構象的傾向性也較強。在AcX1LX2ANH2模型短肽中也發(fā)現了相同的規(guī)律性，說明Pro對模型短肽構象的干擾不會影響到X1或X2對Leu的作用。