相容溶质的功能
相容的溶质对蛋白质的结构和功能无毒，并缓解高离子浓度对酶活性的抑制作用。有些物质，如海藻糖，对渗透胁迫没有反应，但即使在低浓度下也具有保护作用。然而，大多数相容溶质似乎也具有促渗功能，并响应渗透胁迫而积累。它们可以作为渗透剂和渗透保护剂。溶质的净增加降低了细胞的渗透势，这有助于维持渗透胁迫下的水分平衡。
相容溶质的主要功能可能是在环境胁迫下稳定蛋白质、蛋白质复合物或膜。在体外实验中，高浓度的溶质可以降低离子对酶活性的抑制作用。17,45-47溶质的加入增加了酶的热稳定性，33,48-49，并阻止了光系统ii的氧进化复合体的解离。50反对这些研究的一个经常提出的论点是，在体外保护所需的有效浓度非常高，大约500 mM，在体内很少发现如此高的浓度。然而，当我们考虑到细胞中蛋白质的高浓度时，我们认为，保护所需的浓度可能远低于体外实验中保护所需的浓度。此外，溶液中的溶质浓度可能并不重要。例如，甜菜碱(可能以高或低的量存在)可以保护类囊体膜和质膜免受冻伤或热不稳定，51-53表明膜或蛋白质表面的局部浓度可能比绝对浓度更重要。
两种理论模型已经被提出来解释这些溶质对蛋白质结构和功能的保护或稳定作用。第一种被称为“优先排除模型”54，在这种模型中，相容的溶质在很大程度上被排除在稳定蛋白质结构或促进或维持蛋白质/蛋白质相互作用的蛋白质水合壳之外。该模型中的相容溶质不会干扰蛋白质的天然水合水，但它们会与细胞质中的散装水相相互作用。第二种模式是“优惠”交互模型相比之下，强调溶质和蛋白质之间的相互作用蛋白质的水合壳对结构稳定性至关重要。在水分亏缺期间，这些溶质可能直接与蛋白质的疏水结构域相互作用，并阻止它们不稳定，或者它们可以代替这些区域附近的水分子。虽然这两个模型乍一看似乎是相互排斥的，但相容溶质的实际功能实际上可以用这两个模型来解释。不同相容溶质的结构可以同时容纳疏水、范德华相互作用和带电相互作用，但需要进一步的实验来更好地了解在体外实验中记录的相容溶质的稳定作用。
这篇文章有用吗?