双硫键

✍ dations ◷ 2025-04-03 13:02:27 #双硫键
二硫键在化学上是一条从结合硫醇而衍生的单共价键。它又称为二硫键或双硫桥,大部分用于生物化学的范畴。其正式名称应为过硫化物,但却甚少使用。与过氧化物(R-O-O-R)相似,它的整体连结是R-S-S-R。二硫键一般都是从巯基的氧化形成:三个硫原子按序列连结有时被称为三硫键,但其实只是两个二硫键。二硫键在橡胶的硫化有着重要的地位。二硫键在一些蛋白质的折叠及稳定性占有重要的地位,而这些蛋白质多是分泌在细胞外的环境。由于大部分细胞的区间都是还原环境,这令在细胞质基质中的二硫键十分不稳定(但亦有例外)。蛋白质的二硫键是在半胱氨酸残基的硫醇之间形成。其他含有硫的氨基酸——蛋氨酸就不能形成二硫键。一条二硫键一般是将半胱氨酸的简写用连结符号来表示,例如“Cys26-Cys84二硫键”,或简化为“26-84二硫键”,或更简单的“C26-C84”,当中已暗示了二硫键而不须明言。蛋白质二硫键的原型是双氨基酸肽的胱氨酸,它是以二硫键将两个半胱氨酸结合组成。二硫键结构是以它在 C β − S γ − S γ − C β {displaystyle C^{beta }-S^{gamma }-S^{gamma }-C^{beta }} 原子之间的 χ s s {displaystyle chi _{ss}} 两面角来描述,而一般都是接近±90°。二硫键从以下方式稳定折叠后的蛋白质:蛋白质的二硫键是由硫醇双硫交换反应来形成。disulfide species是指半胱氨酸在双硫连接蛋白质中的特定配对,一般会以括号来表示,例如“(26-84, 58-110)disulfide species”。disulfide ensemble则是一组有着相同编号二硫键的disulfide species.并以1S ensemble、2S ensemble等来分别表示有一条、两条等二硫键的disulfide ensemble。因此,(26-84) disulfide species属于1S ensemble,而(26-84, 58-110) species则属于2S ensemble。而没有二硫键的species就会以R来表示,代表完全还原的意思。在一般的情况下,二硫键的重新现置是比形成新二硫键或是它们的还原来得要快。所以,在ensemble中的disulfide species比在 ensemble之间更快获得平衡。蛋白质的原始形式一般是一个单一的disulfide species,而有些蛋白质在功能上会转变二硫键的状态,例如硫氧还蛋白。在多于两个半胱氨酸的蛋白质中,可以生成非原始的二硫键,而这些蛋白质差不多都是没有折叠的。当半胱氨酸的数量增加时,非原始的蛋白质会以几何级数增加。从n个半胱氨酸生成p条二硫键的方法的数量可以由以下方程式获得:例如8个半胱氨酸的蛋白质(如核糖核酸酶A)有着105种不同的four-disulfide species,只有一个是原始的disulfide species。异构酶可以催化disulfide species之间的转变,加速形成原始的disulfide species。有着原始二硫键的Disulfide species是以des及方括号来表示。例如des disulfide species就有着除了40及95的半胱氨酸外的所有二硫键。缺乏一条原始二硫键的Disulfide species多是折叠的,尤其是当它暴露于在已折叠及原始的蛋白质中的溶剂。二硫键在细菌中负责重要的保护作用,当细菌暴露于氧化反应时,二硫键可以作为可逆的开关,将蛋白质开启或关闭。若没有二硫键的保护作用,低浓度的过氧化氢就能严重地破坏细菌的DNA及杀死细菌。在真核生物细胞中,二硫键一般是在粗面内质网内生成,而非原生质。这是因内质网的氧化环境及原生质的还原环境(参考谷胱甘肽)。所以二硫键多会在分泌的蛋白质、溶酶蛋白质及膜蛋白质的外浆区域中找到。但是亦有例外的情况。在原生质的蛋白质附近出现的半胱氨酸残基会成为氧化感应器,当细胞的还原潜能转弱时,它们氧化及触发细胞反应。牛痘病毒亦会产生有着多个二硫键的原生质蛋白质及肽,虽然原因不明,它们有着保护的效力抵抗细胞间的蛋白质加水分解。二硫键亦会在多种哺乳动物的精子染色质内的精蛋白之间产生。毛发是一种生物聚合体,干重量超过90%是由角质素的蛋白质造成。在正常情况下,人类毛发约有10%的水分,相当地影响着毛发的机械特性。毛发蛋白质是由二硫键经半胱氨酸连在一起。这个连结非常坚韧,在古埃及墓穴内就曾发现接近完整的毛发。毛发的不同部位亦有不同的半胱氨酸水平,造成较硬或较软的发质。建立或破坏二硫键可以用来控制波浪的或卷曲的发型。烫发的基础原理就是破坏及重造二硫键。二硫键属共价键,某些蛋白质肽链中含有一些半胱氨酸残基, 这种氨基酸残基可形成二硫键, 二硫键可在同一条肽链内或不同肽链之间形成,这种共价键比上述非共价键的强度大,是头发强度的决定因素,其存在的数量对头发的物理化学性能影响很大。烫发过程其实就是二硫键的破坏与重建。京克二硫化物分裂是一个有机反应,将一个二硫化物转变为硫卤化物(R-S-X),当中X是溴(Br)或氯(Cl)。例如将二硫化邻硝基苯(di-o-nitrophenyl disulfide)转为氯化邻硝基苯基硫(o-nitrophenylsulphur chloride),及其他相关反应等。←氨基酸二级结构→

相关

  • 酒精中毒酒精中毒,轻度称“酒醉”,是人血液酒精浓度达到一定浓度后发生的一种生理现象。较为常见的症状包括语言含混、多幸福感、平衡失控、肌肉失调、皮肤转红、眼部充血、呕吐、举止
  • 红疹疹为皮肤感染疾病的病征之一,疹通常是皮肤上的红肿、痒或皮肤粗糙。疹并没有特定的病因,可以是任何疾病所引起的。通常的病因包括病毒、免疫系统过量、食物或环境过敏所引起的
  • PET正电子发射计算机断层扫描(英语:Positron emission tomography,简称PET)是一种核医学临床检查的成像技术。PET技术是当前唯一的用解剖形态方式进行功能、代谢和受体显像的技术,具
  • 全球化与疾病大航海时代(一般是指15世纪到17世纪这段时期),在这期间,由于造船和航海技术的先进,很多国家更加容易探索国界以外的世界。全除了货物贸易,很多国家开始进行奴隶贸易。奴隶贸易是另
  • 地中海地中海(英文:Mediterranean),被北面的欧洲大陆、南面的非洲大陆以及东面的亚洲大陆包围着。东西长约4000千米,南北最宽处大约为1800千米,面积251.6万平方千米,是地球上最大的陆间海
  • HLA人类白细胞抗原(英语:human leukocyte antigen,缩写为HLA),是编码人类的主要组织相容性复合体(MHC)的基因。其位于6号染色体的短臂上(6p21.31),包括一系列紧密连锁的基因座,与人类的免
  • 威廉·杰森·摩根威廉·杰森·摩根(英语:William Jason Morgan,1935年10月10日-),出生在乔治亚州萨凡纳,美国地球物理学家,对板块构造与地球动力学理论方面作出了开创性的贡献。他为哈佛大学地球与行
  • 詹金斯县詹金斯县(Jenkins County, Georgia)是美国乔治亚州东部的一个县。面积973平方公里。根据美国2000年人口普查,共有人口8,575人。县治米伦(Millen)。詹金斯县成立于1905年8月17日。
  • 拿破仑拿破仑·波拿巴(法语:Napoléon Bonaparte;意大利语:Napoleone Buonaparte;1769年8月15日-1821年5月5日),法国军事家、政治家与法学家,在法国大革命末期和法国大革命战争中达到权力巅
  • 米尔斯坦色萨·米尔斯坦(英语:César Milstein,1927年10月8日-2002年3月24日),出生于阿根廷布兰卡港的英国生物化学家。于1984年与尼尔斯·杰尼及乔治斯·克勒共同获得诺贝尔生理学或医学