蛋白质对称性与全或无的构象舞步:MWC 别构转变模型的停流比色
1965 年 5月1日 · 石英恒温停流分光光度计比色皿(Stopped-flow Quartz Cuvette)与天冬氨酸转氨甲酰酶(ATCase)
你知道吗?
蛋白质没有耳朵,却能通过多聚体对称构象的瞬时共振,听懂远隔数十埃的微弱化学呼唤。
1965年,巴黎巴斯德研究所的雅克·莫诺(Jacques Monod)、杰弗里斯·怀曼(Jeffries Wyman)与让-皮埃尔·尚热(Jean-Pierre Changeux)联名发表了一篇震撼分子生物学界的经典理论力作。
在此之前,人们对血红蛋白的S型氧合曲线以及天冬氨酸转氨甲酰酶(ATCase)如何被远端不相干的分子(如CTP抑制或ATP激活)调控感到困惑不已。借助石英狭缝恒温停流分光光度计(Stopped-flow Spectrophotometer)在毫秒尺度追踪配体结合引发的光谱位移,他们意识到这种远距离通讯不是松散的局部变形,而是整套四级结构维持的分子机械对称性。
MWC模型确立了三大公理:寡聚蛋白由对称排列的同质原聚体构成;整体在构象受阻的紧密态(T态)与高活性的松弛态(R态)之间存在自发热力学平衡;配体结合仅仅是打破这种平衡、将整个复合物所有亚基“全或无”地拉向某一种态。这一优雅的模型不仅将物理对称性植入了生化催化,更为现代药物开发中的变构调节剂提供了根本蓝图。