定義
若干(一般為2到5個)具有化學特性或者生物特性的有機官能團,通過高度專一而高效的連線方式結合在一起,並對外顯示生理活性或理化性質,叫特異性結合,發生特異性結合的官能團組就叫特異性結合群。各個官能團在這個組合中被稱為特異性元件。
結構特性
對一個常見的特異性結合群來說,一般根據結合的主被動、多寡、外在表現特性偏向等分為特異性結合載體(接受體)和特異性結合負載體(攻擊體),往往一個組合的外在特性(理化特性或生物活性)由載體表現。
需要指出的是,接受體和攻擊體可以是一對一,也可以是多對一,但必須遵循如下結合的三大特點,這樣的一個組合才能成為特異性結合。
特點
專一性
不管是兩個官能團對應配對,還是多個官能團採取多對一或一對多的配對方式,每個官能團在這個組合中的結合位置、性質等方式是惟一的,相互間的官能團並不能互相替代,否則會導致組合的外在特性發生改變甚至喪失特性。
排他性
配對的官能團通過結合位點進行相互連線,並在空間位置、官能團結構上形成固定架構,哪怕具有相同結合位點的第三方官能團進入位點區,也無法成功進行替代結合。某些強特異性結合甚至同一官能團的手性結構都無法進行替代結合。
高效性
特異性結合群的這種類似“指紋”“身份證”驗證的結合特性,保證了互相配對的多個官能團能在眾多混合的溶液、組織液等環境體系下,成功實現自己的官能配對,避免了重複配對測試、配對糾錯等生化反應中的常見步驟,保證了結合的高效性。
分類
鹼基互補配對
人體的dna複製序列中,5種嘌呤嘧啶的相互結合,組成了64個密碼子,並形成核酸鏈,從而進行轉錄和複製工作。
抗體和抗原
抗原與抗體的特異性結合由抗原分子的決定簇決定。有的抗原僅一個決定簇,這樣就只能與一種抗體特異性結合,但是有的抗原分子有多個決定簇,這樣就可以與多個抗體結合。
酶和底物
一般來講,酶可以通過自身的一個或多個結合位點對底物進行特異性結合,比如常見的蛋白水解酶,可以和各種蛋白的特定胺基酸殘基序列進行結合併切割,從而實現蛋白水解的生理功效。
生物素和親和素
這是典型的專一性特異性結合,生物素和親和素通過一比一的分子比例,在三個位點區進行結合,從而實現相互間的信息和生物特性表達。
轉錄激活結構域和DNA結合結構域
這是比較複雜的多對多特異性結合群,在兩個結構域的活性區間中,多個密碼子通過位點結合和空間架構鎖定,實現生物信息傳導和表達。如嚴景華等在對FHL2轉錄激活結構域的研究中,發現,轉錄激活結構域必須在特定的空間結構中與DNA結合結構域配對,才能對外表達生物活性。
意義
特異性結合群是生物亞細胞結構範圍內,為實現高效專一的生理功能傳導和理化性質表達而長期進化優選的一種官能團組合。特異性結合常常見於細胞核心酸和DNA、RNA的轉錄和複製,酶結合催化底物,血液和組織的免疫器官中,生物體細胞內和細胞間的遺傳、能量代謝、生理免疫等多項重要功能的實現都離不開各種官能團的特異性結合。