生化讨论DNA的别构效应

1、护护理理1503班胡班胡锦锦晨晨PowerPointDesign Template add your subheadingDNA的别构效应（别构效应当中的DNA的效应） the allosteric effect of deoxyribonucleic acidCompany nameContents1别构效应（allosteric effect）2DNA别构效应的揭示3DNA的别构效应4Conclusion2Company nameAllosteric effect Conception别构效应又称为变构效应，是寡聚蛋白与配基结合改变蛋白质的构象，导致蛋白质生物活性改变的现象。 别构效应是某

2、种不直接涉及蛋白质活性的物质，结合于蛋白质活性部位以外的其他部位（别构部位），引起蛋白质分子的构象变化，而导致蛋白质活性改变的现象。（别构效应大多存在在蛋白质当中，DNA的别构效应原理与蛋白质中的别构效应的原理类似） 3更多关于别构效应Company nameDNA别构效应的揭示2013年2月15日美国科学杂志发表了题为”Probing Allosterythrough DNA”的研究报告，通过单分子生物物理等手段严谨地证实了DNA中确实存在别构效应。该研究揭示了DNA一个新的基本性质，不但在物理上非常有趣，而且有重要的生理意义。该项工作是由美国科学院院士、哈佛大学化学与化学生物学系教授及北京

3、大学长江讲座教授谢晓亮的哈佛大学研究组和北京大学生物动态光学成像中心(BIOPIC)孙育杰/谢晓亮研究组、苏晓东研究组合作完成Company name由蛋白质的别构效应到DNA的别构效应的联想 别构效应广泛存在于蛋白质特别是酶中。别构效应是描述远离活性中心的结合到变构位点的效应因子能够通过蛋白质的长程构象变化来影响蛋白质功能（酶活性）的现象。而作为遗传信息的载体，DNA上有很多特异的蛋白结合位点，这些位点在结合了蛋白分子前后会具有较大的构象变化，那么，DNA是否也像蛋白质那样具有别构效应，即结合在同一条DNA双螺旋链上的两个蛋白分子是否在没有直接接触的情况下可以通过DNA双螺旋的构象变化而影响

4、各自的DNA结合能力？比较合理的预期是DNA应该具有别构效应，然而通过常规方法人们一直没有观测到过这种效应Company name 研究人员在一段DNA双螺旋上设计了两种蛋白分子的结合位点，并且调节其间DNA的长度。通过单分子全内反射荧光显微镜可以观察荧光标记的单个蛋白分子从其DNA结合位点上掉下来的速率，从而测定该蛋白分子对于此位点的相对结合能力。实验表明两个不同的DNA结合蛋白可以影响各自对DNA的结合能力，这两个蛋白与DNA的结合时间会受到另一个在空间上难以与之产生直接接触的另一个DNA结合蛋白的影响，而且其变化随两个蛋白之间DNA链的长度同时增强或变弱，呈现出一种周期性，这个周期大约是

5、10个碱基对，正好是DNA双螺旋的一个周期，并且这种效应的大小会随着两个蛋白之间的距离增加而衰减。研究人员进一步通过各种对照实验及分子动力学模拟计算，确认了这种效应不是其它因素（如蛋白蛋白相互作用、静电相互作用等）造成的，而是由蛋白质结合到DNA上导致的DNA双螺旋的构象变化即DNA的别构效应引起的Company name与蛋白质结合导致构象改变，继而影响DNA的结合能力Company name DNA作为遗传信息的载体存在别构效应，DNA的别构效应由DNA双螺旋结构变化引起：DNA上有很多特异的蛋白结合位点，这些位点在结合了蛋白质后产生较大的构象变化，结合在同一条DNA双螺旋链的蛋白分子在没

6、有互相接触的情况下通过DNA双螺旋的构象变化来影响各自的DNA结合能力。Company nameDNA自身结构对DNA别构效应的影响Company nameDNA存在别构效应并具有序列依赖性：混合及富含AT的序列表现出较强的别构效应,而该效应却在富含GC的序列中迅速衰减序列和碱基化学修饰均能影响DNA别构效应，不同序列的DNA具有不同的局部结构,相同序列的DNA,碱基是否存在化学修饰造成了不同的空间位阻。这些差异出现的原因在于碱基堆积强度的不同,它导致DNA拥有不同的低频运动模式,从而造成不同强度的别构效应Company nameDNA别构效应影响基因调控DNA别构效应比较大，约有5倍左右，而

7、这种效应因为传统的系宗实验不够精确而一直无法被测得。此外，DNA的别构效应是DNA的一个基本性质，不依赖于蛋白质的性质及种类。由于很多DNA结合蛋白，如转录因子和RNA聚合酶等在DNA上经常结合地较近，并协同行使功能，所以现在需要在理解基因调控的时候考虑这一效应Company name目前关于DNA别构效应的研究 DNA的别构效应可以在活细胞中影响基因表达 蛋白质与DNA的结合和相互作 用在基因表达和调控中具有十分重要的生物学意义。而在蛋白质与DNA的结合中DNA本身的结构扮演重要的角色。目前对基因调控过程的研究多数集中在蛋白质 上,而将DNA作为一个单纯的结合位点,少有目光投向DNA自身结构

8、的变化是否也参与到了调控过程中。随着科学家证明DNA存在别构效应目前有越来越多的科学家开始研究DNA的别构效应。Company name13Company name14IS there any question?Company name Thanks for watching!Company name关于别构效应一个蛋白质与其配体（或其他蛋白质）结合后，蛋白质的空间结构发生改变，使它适用于功能的需要，这一类变化称为别构效应或变构效应。别构部位的概念是1963年由法国科学家J莫诺等提出来的。影响蛋白质活性的物质称为别构配体或别构效应物。该物质作用于蛋白质的某些部位而发生的相互影响称为协同性。抑制蛋白质活力的现象称为负协同性，该物质称为负效应物。增加活力的现象称为正协同性，该物质称为正效应物。受别构效应调节的蛋白质称为别构蛋白质，如果是酶，则称为别构酶。在50年代后期，先后发