生化蛋白质结构与功能.pptVIP

辅基血红素（heme） 氧与蛋白不能直接结合； 借助过渡金属的低氧态（Fe2＋）和有机分子原卟啉IX； 卟啉化合物着色力强，血红蛋白的铁卟啉使血液呈红色； 原卟啉IX和Fe的络合物成为血红素（heme）。 第93页，共134页，编辑于2022年，星期日 O2 血红素与氧结合后，铁原子半径变小，就能进入卟啉环的小孔中，继而引起肽链位置的变动。 卟啉平面 卟啉平面 Fe 第94页，共134页，编辑于2022年，星期日 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。 血红蛋白存在两种主要构象态：T态（tense state）和R态（relaxed state），T态和R态之间能互换，而且均能结合氧，但R态的结合能力要强。 作为T态的去氧血红蛋白有专一性的氢键和盐桥起着稳定作用，4个亚基的C末端处于受束缚的状态。 血红蛋白除运输氧外，还运输H＋和CO2。 血红蛋白的构象变化与结合氧 第95页，共134页，编辑于2022年，星期日 肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)的氧解离曲线 第96页，共134页，编辑于2022年，星期日 β-转角(β-turn) 蛋白质分子中，肽链经常会出现180°的回折，在这种回折角处的构象就是β－转角(β－turn或β－bend)，一般含有2～16个氨基酸残基。含有5个氨基酸残基以上的转角又常称之环（loops）。 第61页，共134页，编辑于2022年，星期日 无规卷曲(random coil) 无规卷曲 没有确定规律性的部分肽链构象，肽链中肽键平面不规则排列，属于松散的无规卷曲(random coil)。 这类有序的非重复性结构经常构成酶活性部位和其他蛋白质特异的功能部位，例如铁氧还蛋白和红氧还蛋白中结合铁硫串的肽环以及许多钙结合蛋白中结合钙离子的E-F手结构的中央环。 第62页，共134页，编辑于2022年，星期日 超二级结构 （Supersecondary Motifs） 1973年由Rossman提出。许多球蛋白中，α-helix或β-sheet二级结构可以形成所谓的超二级结构，在不同的蛋白质中重复出现。超二级结构的单位有aa，bb，bab，b曲折和希腊钥匙拓扑结构。超二级结构的形成主要是氨基酸残基侧链基团间相互作用的结果。 第63页，共134页，编辑于2022年，星期日 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)。 第64页，共134页，编辑于2022年，星期日 钙结合蛋白中结合钙离子的模体 锌指结构 Zn-finger motif 第65页，共134页，编辑于2022年，星期日 3、三级结构（Tertiary Structure） 蛋白质的多肽链在各种二级结构的基础上再进一步盘曲或折叠形成具有一定规律的三维空间结构，称为蛋白质的三级结构(tertiary structure)。蛋白质三级结构的稳定主要靠次级键，包括氢键、疏水键、盐键以及范德华力(Van der Wasls)等。这些次级键可存在于一级结构中相隔很远的氨基酸残基的R基团之间，因此蛋白质的三级结构主要指氨基酸残基的侧链间的结合。二硫键不属于次级键，但对于蛋白质三级结构的稳定上起着重要作用。 第66页，共134页，编辑于2022年，星期日 三级结构 具备三级结构的蛋白质从其外形上看，有的细长(长轴比短轴大10倍以上)，属于纤维状蛋白质(fibrous protein)，如丝心蛋白；有的长短轴相差不多基本上呈球形，属于球状蛋白质(globular protein)，如血浆清蛋白、球蛋白、肌红蛋白。球状蛋白的疏水基多聚集在分子的内部，而亲水基则多分布在分子表面，因而球状蛋白质是亲水的，更重要的是，多肽链经过如此盘曲后，可形成某些发挥生物学功能的特定区域，例如酶的活性中心等。 第67页，共134页，编辑于2022年，星期日 蛋白三级结构 肌红蛋白(Myoglobin) 是哺乳动物细胞主要是肌细胞贮存和分配氧的蛋白质。由一条多肽链和一个辅基血红素构成，呈扁平的梭形。除去血红素的脱辅基肌红蛋白称珠蛋白（globin），它和血红蛋白的亚基在序列上有明显的同源性，所以构象和功能也相似。 N 端 C端 第68页，共134页，编辑于2022年，星期日 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，各自行使功能，称为结构域。 结构域(domain) 第69页，共134页，编辑于2022年，星期日 一般每个结构域约由100-200个氨