二硫键的形成

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学生的问题:二硫键的形成过程怎么样?二个氢哪里去了?
二硫键是很多蛋白质立体结构中不可或缺的组成部分。二硫键属于共价键,是由一条多肽链内或二条多肽链中的2个半胱氨酸残基经脱氢氧化生成,所以有链内和链间的二硫键。几乎可以在所有的胞外肽类和蛋白质分子中发现这些共价键。
二硫键的形成和半胱氨酸有关,半胱氨酸(Cys)的侧链有一个非常活跃的反应性巯基。此基团中的的氢原子可很容易地被自由基和其他基团取代,因而易与其他分子形成共价键。通常情况下,半胱氨酸的巯基很不稳定,极易氧化形成二硫键,当一个半胱氨酸的硫原子与位于蛋白质不同位置的另一半胱氨酸的硫原子形成共价单键时,一个二硫键就形成了。
形成二硫键的实质是两个游离的巯基氧化后形成硫—硫共价键。从化学机理上讲是个自由基反应。
2RSH+O2→RSSR+H2O
从反应的机理看,氢应该是生成水。这些键二硫键有助于稳定蛋白质,特别是那些从细胞中分泌的蛋白质。
其实,研究二硫键的形成方法一直是合成多肽方法学的重点和难点。当然在人工合成多肽中,二硫键的形成要复杂的多。一个二硫键的有效形成涉及多方面,包括对半胱氨酸的恰当管理、对该氨基酸残基的保护、保护基团的脱除方法和配对方法等。
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