第1章蛋白质的结构与功能111.ppt

二、蛋白质空间结构与功能的关系 肌红蛋白 Mb 血红蛋白 Hb 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 血红蛋白的四个亚基紧密结合，亚基之间的维系键是亚基之间的8 个盐键 二、蛋白质的二级结构 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 。 定义 主要的维系键： 氢键 由于C=O双键中的π电子云与N原子上的未共用电子对发生“电子共振”，使肽键具有部分双键的性质，不能自由旋转。 蛋白质立体结构原则 肽键平面——由于肽键具有部分双键的性质，使参与肽键构成的六个原子被束缚在同一平面上，这一平面称为肽键平面或肽单元。 （一）肽单元 由于α-碳原子与其他原子之间均形成单键，因此两相邻的肽键平面可以作相对旋转 (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. α-螺旋： α-螺旋是多肽链的主链原子沿一中心轴盘绕所形成的有规律的螺旋构象 结构特征： ⑴ 为一右手螺旋，侧链伸向螺旋外侧 ⑵ 螺旋每圈包含3.6个氨基酸残基,螺距 0.54nm； ⑶ 螺旋以氢键维系（氨基酸的N-H和相邻第四个氨基酸的羰基氧C=O之间。氢键方向与螺旋轴基本平行） 2. ?-折叠 β-折叠是由若干肽段或肽链排列起来所形成的扇面状片层构象 β-折叠包括平行式和反平行式两种类型 结构特征： ⑴ 由若干条肽段或肽链平行或反平 行排列组成片状结构； ⑵ 主链骨架伸展呈锯齿状； ⑶ 涉及的肽段较短，一般为5～10个 氨基酸残基； ⑷ 借相邻主链之间的氢键维系。 3. ?-转角 是多肽链180°回折部分所形成的一种二级结构 无规卷曲是用来阐述没有确定规律性的那部分肽链结构。 4. 无规卷曲 （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 钙结合蛋白中 结合钙离子的模体 螺旋－折叠－折叠 2个His和2个Cys 与Zn离子结合 螺旋区 与 DNA 结合 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 疏水键、离子键、氢键和 Van der Waals力等。 主要的维系键：非共价键（次级键） 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。 （一） 定义 肌红蛋白 (Mb) N 端 C端 为单肽蛋白质，含有153个氨基酸，有8个螺旋区 三级结构是蛋白质结构的基础 对于单一多肽链的蛋白质，三级结构是它的最高级结构，只有具有完整的三级结构，才具有全部的生物学功能 （二）结构域 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) 。 四、蛋白质的四级结构 亚基(subunit) 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 。 胰岛素受体：由4个亚基组成(α2β2) ，α亚基与β亚基形成单体(monomer)，2个单体形成二聚体(dimer)。 亚基之间的结合力主要是疏水作用，其次是氢键和离子键。 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。 血红蛋白的四级结构 血红蛋白的四个亚基紧密结合，亚基之间的维系键是亚基之间的8 个盐键 习题： 1、决定蛋白质的空间构象和生物学功能的是蛋白质的____级结构，该结构是指多肽链中____的排列顺序。 2、蛋白质的二级结构是蛋白质分子中某一段肽链的____构象，多肽链的折叠盘绕是以____为基础的，常见的二级结构形式包括____，____，____和____。 3、维持蛋白质二级结构的化学键是____，它们是在肽键平面上的____和____之间形成。 4、稳定蛋白质三级结构的次级键包括____，____，____和____等。 名词解释： 1．蛋白质一级结构 2．蛋白质的二级结构 3、α-螺旋 4．模体 5．次级键 6．结构域 7．亚基 8、蛋