生物化学课件-第1章-蛋白质的结构与功能.ppt

疯牛病 疯牛病是由朊病毒蛋白(prion protein, PrP)引起的一组人和动物神经退行性病变。 正常的PrP富含α-螺旋，称为PrPc。PrPc在某种未知蛋白质的作用下可转变成全为β-折叠的PrPsc，从而致病。 PrPc α-螺旋 PrPsc β-折叠 正常 疯牛病 第四节 蛋白质的理化性质与分离纯化 The Physical and Chemical Characters and Separation and Purification of Protein （二） ?-螺旋 结构要点: ①多肽链主链围绕中心轴形成 右手螺旋，侧链伸向螺旋外侧。 ②每圈螺旋含3.6个氨基酸，螺距为0.54nm。 ③每个肽键的亚氨氢和第四个肽键的羰基氧形成的氢键保持螺旋稳定。氢键与螺旋长轴基本平行。 （三）?-折叠 ①多肽链充分伸展，相邻肽单元之间折叠成锯齿状结构，侧链位于锯齿结构的上下方。 ②两段以上的β -折叠结构平行排列 ，两链间可顺向平行，也可反向平行 。 ③两链间的肽键之间形成氢键，以稳固β -折叠结构。氢键与螺旋长轴垂直。 （四）?-转角和无规卷曲 ?-转角： 无规卷曲：没有确定规律性的肽链结构。 ① 肽链内形成180o回折。 ②含4个氨基酸残基，第一个氨基酸残基与第四个形成氢键。 ③ 第二个氨基酸残基常为Pro。 ?-转角： （五）模体 蛋白质分子中，二个或三个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个具有特殊功能的空间构象，被称为模体(motif)。 螺旋－环－螺旋 锌指 （六）影响二级结构形成的因素 氨基酸侧链所带电荷 、大小及形状。 影响α-螺旋形成的因素： β -折叠形成条件： 　　要求氨基酸侧链较小。 三、蛋白质的三级结构 疏水键、离子键、氢键和 Van der Waals力等。 稳定因素： 整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。 定义 肌红蛋白 (Mb) N 端 C端 纤连蛋白分子的结构域 结构域 (domain) 大分子蛋白质的三级结构常可分割成一个或数个球状或纤维状的区域，折叠得较为紧密，各行其功能，称为结构域。 结构域 Triose phosphate isomerase 分子伴侣 (chaperon) 通过提供一个保护环境从而加速蛋白质折叠成天然构象或形成四级结构的一类蛋白质。 * 可逆地与未折叠肽段的疏水部分结合随后松开，如此重复进行可使肽链正确折叠。 * 与错误聚集的肽段结合，诱导其正确折叠。 * 对蛋白质分子中二硫键的正确形成起重要的作用。 作用： 亚基之间的结合力主要是氢键和离子键。 四、蛋白质的四级结构 蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，称为蛋白质的四级结构。 每条具有完整三级结构的多肽链，称为亚基 (subunit)。 血红蛋白（Hb）的四级结构 蛋白质结构与功能的关系 The Relation of Structure and Function of Protein 第 三 节 （一）一级结构是空间构象的基础 一、蛋白质一级结构与功能的关系 牛核糖核酸酶的一级结构 二硫键 天然状态，有催化活性 尿素、β-巯基乙醇 去除尿素、 β-巯基乙醇 非折叠状态，无活性 （二）一级结构与功能的关系 例：镰刀形红细胞贫血 N-Val · His · Leu · Thr · Pro · Glu · Glu · · · · ·C(146) HbS β 肽链 HbA β 肽 链 N-Val · His · Leu · Thr · Pro · Val · Glu · · · · ·C(146) 这种由蛋白质分子发生变异所导致的疾病，称为“分子病”。 （一）肌红蛋白与血红蛋白的结构 二、蛋白质空间结构与功能的关系 Hb与Mb一样能可逆地与O2结合， Hb与O2结合后称为氧合Hb。氧合Hb占总Hb的百分数（称百分饱和度）随O2浓度变化而改变。 （二）血红蛋白的构象变化与结合氧 肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)的氧解离曲线 * 协同效应(cooperativity) 一个寡聚体蛋白质的一个亚基与其配体结合后，能影响此寡聚体中另一个亚基与配体结合能力的现象，称为协同效应。 促进作用称为正协同效应 (positive cooperativity) 抑制作用称为负协同效应 (negative cooperativity) 变构效应(allosteric effect) 凡蛋白质（或亚基）因与某小分子物质相互作用而发生构象变化，导致蛋白质（或亚基）功能的变化，称为蛋白质的变构效应。 （三）蛋白质构象改变