第二章 蛋白质化学-1.ppt

一级结构(primary structure) 二级结构(secondary structure) 三级结构(tertiary structure) 四级结构(quaternary structure) 蛋白质的分子结构 高级结构 一、蛋白质的一级结构 一级结构 ？ 蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的排列顺序。 肽键，有些蛋白质还包括二硫键。 主要的化学键： “一级结构”：蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础。 二、蛋白质的二级结构 二级结构 ？ 蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象 。 主要的化学键： 氢键 （一）肽单元（peptide unit） 参与肽键的6个原子C?1、C、O、N、H、C?2位于同一平面，C?1和C?2在平面上所处的位置为反式(trans)构型，此同一平面上的6个原子构成了所谓的肽单元 (peptide unit) 。 （二）蛋白质二级结构的主要形式 ?-螺旋 ( ? -helix ) ?-折叠 ( ?-pleated sheet ) ?-转角 ( ?-turn ) 无规卷曲 ( random coil ) 1. ?-螺旋 α-螺旋(α-helix) 右手螺旋：3.6个AA/圈，螺距0.54nm； 氢键维系：链内氢键（AA1…AA4），平行长轴； 侧链伸出螺旋 1978年，有人在嗜热菌蛋白酶的晶体结构中发现第226~229位的氨基酸残基形成一圈左手螺旋，φ角为64°，ψ角为42°，这是迄今所报道的唯一的左手螺旋。 2. ?-折叠 β-折叠(β-pleated sheet) 多肽链充分伸展，肽平面折叠成锯齿状； 侧链交错位于锯齿状结构的上下方； 氢键维系：氢键的方向垂直长轴； 可有顺平行片层和反平行片层结构。 3. ?-转角和无规卷曲 ?-转角 无规卷曲: 阐述没有确定规律性的那部分肽链结构。 （三）模 体（motif） 在许多蛋白质分子中，可发现二个或三个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个特殊的空间构象，被称为模体（motif）。 钙结合蛋白中结合钙离子的模体 锌指结构 （四）氨基酸残基的侧链对二级结构形成的影响 蛋白质二级结构是以一级结构为基础的。一段肽链其氨基酸残基的侧链适合形成?-螺旋或β-折叠，它就会出现相应的二级结构。 三、蛋白质的三级结构 三级结构 ？ 主要的化学键： 疏水键、离子键、氢键和 范德华力等。 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。 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，各行使其功能，称为结构域(domain) 。 3-磷酸甘油醛脱氢酶亚基的结构示意图 分子伴侣可逆地与未折叠肽段的疏水部分结合随后松开，如此 重复进行可防止错误的聚集发生，使肽链正确折叠。 分子伴侣也可与错误聚集的肽段结合，使之解聚后，再诱导其 正确折叠。 分子伴侣在蛋白质分子折叠过程中二硫键的正确形成起了重要 的作用。 分子伴侣（Chaperon） 分子伴侣(chaperon)能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。 四、蛋白质的四级结构 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。 有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链，每一条多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白质的亚基 (subunit)。 主要的化学键：亚基之间的结合力主要是 疏水作用，其次是氢键和离子键。 血红蛋白的四级结构 本 节 纲 要 在熟记蛋白质生理功能的基础上，论述蛋白质是生命活动 的物质基础。? 熟记蛋白质元素组成特点；多肽链的基本组成单位—— L-α-氨基酸；20种氨基酸三字母缩写符号及主要 特点。? 准确描述肽键、多肽链、蛋白质一级结构、高级结构概念。? pH = pI pH pI pH pI 氨基酸的兼性离子 阳离子 阴离子 +OH- +H+ +OH- +H+ 第二章 蛋白质化学 林