1-2蛋白质的结构与功能-(结构与功能)解剖.ppt

第一章 蛋白质的结构与功能 蛋白质结构的主要层次 蛋白质一级结构测定基本方法路线 片段重叠法确定肽段在多肽链中顺序示意 5、疏水作用（也称疏水键、疏水相互作用） 　　　　　　　　　　6、配位键成键电子由一个原子提供所形成的共价键，即一个有孤对电子，另个有空轨道 1.3.3　蛋白质的二级结构（secondary structure）  肽键的顺式和反式构型 （2）二面角（ φ和ψ ） Ramachandran构象图(拉氏构象图) 二、β－折叠（β-pleated sheet） 三、β－转角（β-turn） 四、无规则卷曲 抹香鲸肌红蛋白（Myoglobin）的三级结构 核糖核酸酶三级结构示意图 1.4 蛋白质结构与功能的关系  血红素(hemechrome)的结构式 血红素在蛋白中的位置 氧合过程中血红素铁原子的变化  烫发实际上是一个生物化学过程 还原 做卷 氧化 特征： 1、两条或多条伸展的多肽链（或一条多肽链的若干肽段）侧向集聚，形成锯齿状片层结构。 2、靠相邻肽链间氢键维持结构稳定性。 3、相邻肽链长轴相互平行，链间氢键与长轴接近垂直。 4、分为两类：平行和反平行 0.7nm重复 多肽链几乎完全伸展： Φ=-1390 Ψ=+1350 0.65nm重复 从能量角度讲，反平行式更稳定！ 蚕丝的主要成分是丝心蛋白（?-角蛋白），而丝心蛋白的主要二级结构是反平行排列的?-折叠。丝心蛋白的一级结构含有长的重复序列片段，-Gly-Ser-Gly-Ala-Gly-Ala-。Gly侧链氢位于折叠平面的一侧，而Ala和Ser的甲基侧链和羟甲基侧链位于折叠平面的另一侧，堆积的折叠片靠侧链之间的van der Waals力结合在一起。 特征： 多肽链回折1800 第n残基的羰基与第n+3残基的氨基形成氢键 脯氨酸的顺式构型 无规则卷曲 细胞色素C的三级结构 定义：由相邻的二级结构单位组合在一起，形成的有规则的、在空间上能辨认的二级结构组合体。 　　 1.3.4　超二级结构 (super-secondary structure) 定义：对于较大的蛋白质分子或亚基，多肽链往往由两个或两个以上相对独立的三维实体缔合而成三级结构，这种相对独立的三维实体称结构域。 1.3.5　结构域 (structural domain) 由超二级结构组成结构域 丙酮酸激酶：α/β桶结构域 免疫球蛋白中的结构域 在二级结构基础上，肽链的不同区段的侧链基团相互作用在空间进一步盘绕、折叠形成的包括主链和侧链构象在内的特征三维结构。 1.3.6　三级结构 N His12 C His119 Lys41 亚基：都具有三级结构，一般只包含一条多肽链，也有的由二条或二条以上的肽链组成。 四级结构：指由相同或不同的亚基按照一定排布方式缔合而成的蛋白质结构。 　　实例：血红蛋白　 烟草花叶病毒的外壳蛋白四级结构 1.3.7　亚基和四级结构 血红蛋白 烟草花叶病毒为长300nm，直径18nm的圆柱形结构，中心有一个直径4nm的沟槽。 烟草花叶病毒蛋白外壳由2130个相同亚基组成，蛋白外壳围绕一个约6400个核苷酸的单股RNA形成。 (TMV) 结构决定功能，不同蛋白质结构组成的不同，决定了其生物学功能的多样性。 蛋白质的结构改变，其功能也随之改变，甚至丧失。 例证 分子病 定义：由于蛋白质分子一级结构的氨基酸排列顺序与正常有所不同而形成的遗传病称为分子病。 突出的例子：镰刀型贫血病。 1.4.1 蛋白质一级结构与功能的关系 镰刀状细胞贫血（sick-cell anemia） β-链 1 2 3 4 5 6 7 Hb-A(正常的血红蛋白) Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Lys… Hb-S(患者的血红蛋白) Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Lys… Val 取代Glu 含氧-HbA O2 O2 粘性疏水斑点 含氧HbS 脱氧HbS 疏水位点 血红蛋白分子凝集 谷氨酸(亲水性)位于血红蛋白分子表面，突变为缬氨酸后，形成粘性疏水斑点，在缺氧时引起血红蛋白线性凝集，红细胞破裂(溶血)。血红蛋白分子中共有574个残基，其中2个残基的变化导致严重后果，证明蛋白质结构与功能有密切关系。 例、细胞色素C的种属差异和分子进化 细胞色素C是一种含血红素辅基的单链蛋白，由124个AA残基构成，在生物氧化反应中起重要作用。 对100个种属的细胞