生物学蛋白质结构与功能.pptxVIP

生物学蛋白质结构与功能;问题：;一、什么是蛋白质?;二、蛋白质的生物学重要性;1）作为生物催化剂（酶，具有高效率的特点） 2）代谢调节作用（胰岛素等） 3）免疫保护作用（抗体） 4）物质的转运（血红蛋白）和存储（卵清蛋白等） 5）运动（肌动蛋白）与支持（多蛋白复合体）作用 6）参与细胞间信息传递（细胞膜糖蛋白） 7）异常功能;多肽和蛋白质Polypeptides and Proteins;一、多肽和蛋白质是氨基酸的多聚体;+;* 肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。;氨基末端（amino terminal）或 N 末端：多肽链中有自由氨基的一端 羧基末端（carboxyl terminal）或C 末端：多肽链中有自由羧基的一端;N末端;（二）体内存在多种重要的生物活性肽;2.体内有许多激素属寡肽或多肽;3. 神经肽是脑内一类重要的肽 ;? 组成蛋白质的元素：; 各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。 ;(一)蛋白质根据分子??成分为单纯蛋白质和结合蛋白质两类;分类;根据蛋白质形状，可分为：;(二)蛋白质分子结构可区分为4个层次;三、氨基酸残基的排列顺序决定蛋白质的一级结构;一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础，但不是决定蛋白质空间构象的唯一因素。;四、多肽链中的局部特殊构象是蛋白质的二级结构; ?-螺旋 ( ? -helix ) ?-折叠 ( ?-pleated sheet ) ?-转角 ( ?-turn ) 无规卷曲 ( random coil ) ;（一）肽键是一个刚性的平面;肽键一分子氨基酸的α－羧基和一分子氨基酸的α－氨基脱水缩合形成的酰胺键，即-CO-NH-。氨基酸借肽键联结成多肽链。是蛋白质分子中的主要共价键，性质比较稳定。它虽是单键，但具有部分双键的性质，难以自由旋转而有一定的刚性，因此形成肽键平面，则包括连接肽键两端的C═O、Ｎ－Ｈ和2个Cα共6个原子的空间位置处在一个相对接近的平面上，而相邻2个氨基酸的侧链R又形成反式构型，从而形成肽键与肽链复杂的空间结构。;第27页/共65页;（二）?-螺旋是常见的蛋白质二级结构;α-螺旋;（三）?-折叠使多肽链形成片层结构;β-折叠;反平行β折叠;（四） ? -转角和无规卷曲在蛋白质分子中普遍存在; ⑴ 主链骨架本身以大约180°回折； ?⑵ 回折部分通常由4个氨基酸残基构成； ?⑶ 构象依靠第一残基的-CO基与第四残基的-NH基之间形成氢键 来维系。;;模体(motif)： 数个至数十个AA组成的具有自身相对独立构象和功能的小区域，模体可构成结构域，也可独立存在。;;转录因子MyoD的螺旋-环-螺旋模体;模体与功能;（六）氨基酸残基的侧链可影响二级结构的形成;一段肽链有多个酸性氨基酸残基相邻，则在pH7.0时这些残基的游离羧基都带负电荷，彼此相斥，妨碍α-螺旋的形成。同样，多个碱性氨基酸残基在一肽段内，由于正电荷相斥，也妨碍α-螺旋的形成。;五、多肽链在二级结构基础上进一步折叠形成蛋白质三级结构; 肌红蛋白 (Mb) 的三级结构 ;第44页/共65页;(二) 维持三级结构稳定主要依靠非共价键;第46页/共65页;纤连蛋白分子的结构域 ;(四) 根据结构域可对蛋白质进行分类;A. 全α-结构域 B. 平行或混合型β折叠片结构域 C. 全β-结构域 D. 富含二硫键结构域;催化结构域：功能相近者相似 调节结构域：调节因子不同，故相似者甚少。 结构域的存在可很好解释多功能酶的作用机制。 不同酶分子上存在着不同的结构域，故功能不同。 相同的结构域存在于不同酶分子上，可推测其具有部分相同功能。;蛋白激酶;第52页/共65页;第53页/共65页;结构域与功能;（五）分子伴侣参与蛋白质的折叠;伴侣蛋白在蛋白质折叠中的作用 ;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;第59页/共65页;（三）生物体内有很多由多亚基组成的蛋白质;血红蛋白的一、二、三、四级结构;肽键数=脱去水分子数;二硫键 disulfide bond又称S－S 　　是2个SH基被氧化而形成的—S—S—形式的硫原子间的键。在生物化学的领域中，通常系指在肽和蛋白质分子中的半胱氨酸残基中的键。此键在蛋白质分子的立体结构形成上起着一定的重要作用。为了确定蛋白质的一级结构，首先必须将二硫键打开，使成为线状多肽链。为此，需要在2-巯-乙醇、二硫苏糖类、巯基乙酸等的硫化合物与尿素那样的变性剂同时存在下使之发生作用，使还原成SH基（为了防止再氧化通常用适当的SH试剂将该基团烷基化）或是在过甲酸的氧化作用下衍生成-SO3H基或是采用在