[理学]05蛋白质的三维结构.ppt

三维结构示意图 一、研究蛋白质构象的方法 二、稳定蛋白质三维结构的作用力 三、蛋白质的二、三、四级结构 四、蛋白质折叠和结构预测 本节小结 三维结构示意图　 一、研究蛋白质构象的方法（X－射线衍射法） 二、稳定蛋白质三维结构的作用力 非共价键： 氢键、盐键(离子键) 、疏水作用和范德华力 共价键：二硫键 三、蛋白质的二、三、四级结构 （一） 二级结构与纤维状蛋白质 二级结构：蛋白质主链的折叠产生由氢键维系 的有规则的构象。 主要有?-螺旋、?-折叠、?-转角。 这些结构可在一条多肽链的不同区段形成。 是由R基的短程顺序决定。 1. ?-螺旋1950年L.Pauling 3.613 -- 螺旋含量最丰富。 右手、偶极矩、帽化、协同性、旋光能力 影响?-螺旋形成的因素： 　pH、溶剂体系、温度。氨基酸组成和排列顺序、R基的电荷性质、R基的大小有关。脯氨酸残基和甘氨酸残基处不能形成。 其他类型的螺旋： 310－螺旋和4.416－螺旋或π-螺旋 两亲螺旋：在这类螺旋中，和螺旋的轴相平行的两个侧面的残基常有一些规律性的分布，一侧亲水残基较集中，其中有较多的带电的残基；另一侧疏水残基较多。 2. ?-折叠1951年Pauling等 每条肽链称β折叠股，氢键交联。 ?-碳原子处于折叠的角上，R基团处于棱角上与棱角垂直，两个氨基酸之间的轴心距为0.35nm； 大多数β片层中的一些β折叠是按右手方向扭曲的。 平行式构象：φ= -119O， ψ = ＋113O　反平行式：　φ= -139O， ψ = ＋135O 影响因素：同?-螺旋 3. ?-转角(?- 弯曲）-turn 在?-转角部分，由四个氨基酸残基组成;含有相当比例的极性残基；主要存在于球状蛋白分子表面。 显示一定的刚性；又有柔性。 甘氨酸和脯氨酸常出现在转角中 4.Ω环形 这类肽段的外形和希腊字母“Ω”相似，故称为Ω环形。从形式上看，Ω环形可以看成是转角的延伸。 由不超过16个残基（最常见的是由6－8个残基）组成的肽段，尤其以8个残基的小环最多； 无规卷曲 肽段有更大的任意性。 受氨基酸残基侧链的影响较大，经常是构成酶活性部位和其它蛋白质特异的功能部位。 纤维状蛋白质 ---与多肽链的有规则二级结构有关 纤维状蛋白质可分为 不溶性(硬蛋白)： 可溶性： (1)?-角蛋白 keratin 卷发(烫发)的生物化学基础 (2)?-角蛋白 丝心蛋白：fibroin具有高的抗张强度、柔软、有一定的伸展度。 (3)胶原蛋白（胶原） collagen  --三条肽链构成的三股螺旋 胶原蛋白类型：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、·····Ⅶ。 。 每股肽链为左手螺旋，多由Gly-Pro-y序列重复而成，含三种不常见的氨基酸（5－羟赖氨酸、4－羟脯氨酸和3－羟脯氨酸） 属结构糖蛋白。可使腱、骨、牙、皮和血管等结缔组织具有机械强度。 明胶：胶原于水中煮沸即转变为明胶，一种可溶性的多肽混合物。 ※超二级结构和结构域 超二级结构： 常见的3种基本组合形式：α α、β αβ、β β。 结构域： 铰链区： 结构域的类型：全?-结构、全? -结构、? ，? -结构、? ，? -相间结构、“无规”卷曲型。 功能域：是指蛋白质分子中能独立存在的功能单位。 从结构的角度分析，一条长的多肽链先分别折叠成几个独立的区域，再缔合成三级结构要比整条多肽链直接折叠成三级结构在动力学上是更为合理的途径 。 结构域的生物学意义 相当多的结构域都具有局部而不完全的功能。 结构域的间隙部位往往是蛋白质的功能部位，而且不同的间隙可以表现不同的功能。 多结构域蛋白质的活性是不同结构域的活性的总和，但绝不是机械的加和。 结构域的相互作用会导致整个蛋白质分子的变构效应。 (二) 三级结构与球状蛋白质 指由二级结构元件、超二级结构和结构域构成的总的三维结构，包括相距较远的肽段之间的几何相互关系和侧链在三维空间中彼此间的相互关系。 三级结构是由氨基酸的长程顺序决定 维系力有氢键、疏水键、离子键和范德华力等。 转弯的氨基酸残基（脯，苏、甘和丝的精确位置）。 根据结构域的类型分为： 球状蛋白质三维结构的特点 分子内各种侧链基团相互作用的结果 含有多种二级结构单元 一般疏水侧链埋藏在分子内部（疏水核），亲水侧链暴露在分子表面。 分子的表面多有空穴（凹槽） 全?-结构 全? -结构 ? ，? -结构 ? ，? -相间结构 富含金属或二硫键小的不规则蛋白质 （“无规”卷曲型蛋白质）  各氨基酸在结构中的比例　 膜蛋白的结构　 (三)亚基缔合与四级结构(寡聚蛋白质) 一些特定三级结构的蛋白质通过非共价键而形成的大分子体系时的组合方式。 亚基、原聚体、单体和分子 (1) 亚基 亚基可由一条