[文学]北大生物化学完整课件chapter4 2.ppt

蛋白质结构中的若干个二级结构和/或结构花样（motif）通常会依据特定的几何位置排列形成较为致密的称为“结构域(domain)”的球形结构。 三级结构（tertiary structure）作为常用的术语有两重含义： 其一，单条多肽链折叠形成的由一个或者多个结构域组成的全部结构； 其二，二级结构和/或结构花样排列形成的结构域。 蛋白质分子的结构域与三级结构 蛋白质结构拓扑规律 1、连续的氨基酸残基区域通常在空间中是彼此靠近的，即连续残基空间区域相对聚集现象（相应地，在序列上彼此不靠近的氨基酸残基在空间上可以靠近，也可以不靠近）； 2、如果抓住肽链的N端和C端，将肽链拉直成为一条直线，将不会出现直线“打结”的现象。 基于结构的M.Levitt C.Chothia的蛋白质结构分类。此方法认为二级结构的组合构成了大多数蛋白质结构域的结构核心，据此将蛋白质结构(域)分为四类： 1。型－－型结构(域)主要由螺旋构成，例如肌红蛋白的结构。 2。型－－型结构(域)主要由反平行的回折构成，通常是两个回折相互包裹在一起，例如质体兰素的结构。 3。/型－－/型结构(域)主要是由螺旋所包裹的以平行链为主的--花样所构成，例如木糖异构酶催化结构域的结构。 4。其它类型－－还有一些蛋白质结构(域)是由一些不连续的-和/或-花样组合而成，并且通常在由螺旋包裹的结构域的一部分形成一个小的反平行回折，归属于第四类，例如某些核酸酶的结构等。此外，还有一些小的蛋白质，富含二硫键或金属离子，形成一个特殊的种类，这些蛋白质的结构似乎在较大程度上受金属离子或者二硫键的影响，看起来比常规蛋白显得无序。 蛋白质结构域与三级结构的分类 All a helical proteins肌红蛋白的最早结构表征 The coiled-coil structure Salt bridges can stabilize coiled-coil structures b structures b structures II 生物大分子结构与功能的关系：功能=运动着的结构生命是由蛋白复合物纳米机器运转着 Some say: Function is structure! Others say: Structure is function!! I say: Functions are structures in motion!!! Proteins in Action  View of conformational change: 利用已知酶－底物、酶－中间产物、酶－产物等复合物晶体结构可以模拟酶反应机理 AK催化的磷酸转移反应循环中，底物的结合和离开诱导的酶构象变化的示意图 （引自Berry et al., 1994) a/b structures The genetic code The mRNA consists of four nucleotides A, G, C and U. Three consecutive nucleotides form a “codon” The 64 codons encode 20 aminoacids, “Start” and “Stop” 型结构(域)主要由螺旋构成，这些螺旋由表面的环区域相连接。在已知的蛋白质结构中，有两种最常见的螺旋排列方式： 1。球状折叠； 2。四螺旋束。 在几种主要类型的蛋白质结构中， 型结构(域)的数量最少。 型结构(域) 球状折叠 型结构(域) 应用晶体X射线衍射技术测定的第一个水溶性球蛋白－－肌红蛋白属于型结构(域)而且具有球状折叠的螺旋排列方式。这种折叠方式出现在一个较为庞大的相关蛋白家族中，包括肌红蛋白、血红蛋白以及藻类捕光蛋白体phycocyanins等。 在球状折叠中， 螺旋以不同的方向绕核缠绕，使得彼此在结构上相互靠近，螺旋轴之间的夹角比较大。 此家族的蛋白分布极为广泛，从脊椎动物、昆虫到植物等，氨基酸残基序列的同源性也变化极大（从99％到16％不等），但空间折叠却极为保守。这是一个较为经典的研究分子进化的实例： 变化非常大的氨基酸残基序列如何能够形成三维结构上非常类似的蛋白质？ 在进化过程中，蛋白质三维结构适应突变的机制是什麽？ 型结构(域) 四螺旋束 RNA结合蛋白ROP是一个由特定的质粒编码的小RNA结合蛋白，参与质粒的复制。ROP的单体是一条由63个氨基酸残基组成的多肽链，由两个反平行的螺旋和一个3个残基构成的环区域所组成。ROP是以二聚体形式存在，四个螺旋构成四螺旋束，四螺旋束中的每条螺旋的取向使得疏水的侧链