结构生物化学/膜蛋白/蛋白质功能组织方案

膜蛋白的功能有三个因素决定：结构、动力学和环境。这三者相互关联，共同决定了独特的蛋白质功能，如下图所示。

结构

寡聚化是指将小肽（如单体、二聚体、三聚体）添加到蛋白质中。这会影响结构，从而改变功能。对此有四种主要解释

1. 功能作用

很可能来自进化

例如）细胞色素 b₆f 二聚体形成电子传递桥

视紫红质二聚化调节 G 蛋白偶联

2. 选择稳定突变体

3. 提高遗传效率

对单个单元编码以形成更大的结构

4. 密集堆积

优化功能输出，消除不利的蛋白质相互作用

强结合脂质和特定位点的水分子受体导致结构和功能的可变性。这意味着结构得到稳定，膜蛋白的功能得到增强。例如

在细胞色素 b₆f 中，脂质充当稳定剂或功能性约束

在 ATP/ADP 载体中，去除配体后活性降低。

动力学

简而言之，动力学很重要，因为它调节了相对于所做功消耗的能量。膜蛋白动力学的一种模型是诱导过渡拟合机制。在这种机制中，代谢物仅在最高能量状态下结合，尽管存在许多不同的构象。

$\Delta G_{A\rightarrow B}=\sum _{i=1}^{N-1}\Delta G_{i\rightarrow i+1}$

此方程式是总自由能，也称为吉布斯自由能。该方程式以数学方式表示所有中间（过渡）状态的总和。膜蛋白动力学的概述取决于代谢物选择的哪个状态，将决定需要多少功，从而决定蛋白质效率和功能。

环境

环境是了解膜蛋白功能的重要因素。在研究膜蛋白的结构时，它与膜的其余成分分离。但是，为了全面了解膜蛋白，应该检查它所在的生存环境。蛋白质如何与细胞中其他成分相互作用的现实情况对于理解功能很重要。环境设置的物理约束会改变蛋白质的路径。物理特性会影响膜蛋白的效率。影响结构和功能的几个例子是：横向张力、疏水匹配、静电和曲率弹性应力。通过改变这些特性，细胞可以微调其功能。

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参考资料

Sachs, Jonathan N. 和 Donald M. Engelman。 “膜蛋白综述导论：结构、动力学和环境在膜蛋白功能中的相互作用。” 《生物化学年度评论》 75 (2006): 707-12。印刷。