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蛋白质结构及性质论文

蛋白质结构及性质论文

——动科一班黄细旺（1207010127）冯志（1207010126）

摘要：蛋白质结构及其理化性质

关键词：蛋白质、结构、理化性质

前言：

蛋白质分子是由许多氨基酸通过肽键相连形成的生物大分子。人

体内具有生理功能的蛋白质都是有序结构，每种蛋白质都有其一定的

氨基酸百分组成及氨基酸排列顺序，以及肽链空间的特定排布位置。

因此由氨基酸排列顺序及肽链的空间排布等所构成的蛋白质分子结构，

才真正体现蛋白质的个性，是每种蛋白质具有独特生理功能的结构基

础。

蛋白质结构

蛋白质分子结构分成一级、二级、三级、四级结构四个层次，后

三者统称为高级结构或空间构象。并非所有的蛋白质都有四级结构，

由一条肽链形成的蛋白质只有一级、二级和三级结构，由二条或二条

以上多肽链形成的蛋白质才可能有四级结构。

1．蛋白质的一级结构

蛋白质分子中氨基酸的排列顺序称为蛋白质的一级结构。一级结

构的主要化学键是肽键，有些蛋白质还包含二硫键，它是由两个半胱

氨酸巯基脱氢氧化而成。

2．蛋白质的二级结构

蛋白质的二级是指蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，也

就是该段肪酸主链骨架原子的相对空间位置，并不涉及氨基酸残基侧

链构象。

（一）肽单元20世纪30年代末L.Panling和R.B.Cory应用X线

衍射技术研究氨基酸和寡肽的晶体结构其目的是要获得一组标准键长

和键角以推导肽的构象最终提出了肽单元概念。他们发现参与肽健的6

个原子位于同一平面Cα1和Cα2在平面上所处的位置为反构型，此同

一平面上的6个原子构成了所谓的肽单元其中肽键（C-N）的键长为

0132nm．介于C－N的单健长（0149nm）和双键长（0127nm）之

问，所以有一定程度双键性能，不能自由旋转。而Cα分别与N和羰

基碳相连的键都是典型的单键可以自由旋转。

（二）α-螺旋Paulαing和Core根据实验数据提出了两种肽链局

部主链原子空间构象的分子模型，称为α-螺旋和β-折叠，它们是蛋白

质二级结构的主要形式，在α-螺旋结构中多肽键的主链围绕中心轴是

有规律的螺旋式上升，螺旋的走向为顺时钟方向即右手螺旋，其氨基

酸恻键伸向螺旋外侧。每36个氨基酸残基螺旋上升一圈，螺距为

0.54nm。a一螺旋的每个肽键N－H和第四个的羧基氧形成氨键，氢

键的方向与螺旋长轴基本平行。肽链中的全部肽键都可形成氢键以稳

固α-螺旋结构。肌红蛋白和血红蛋白分子中有许多肽链段落呈a一螺

旋结构，毛发的角蛋白、肌肉的肌球蛋白以及血凝块中的纤维蛋白它

们的多肽链几乎全长

都卷曲成α-螺旋，数条α-螺旋状的多肽链尚可缠绕起来形成缆索。

从而增强了其机械强度。

（三）β-折叠β-折叠与α螺旋的形状截然不同，呈折纸状。在β

折叠结构中，多肽链充分伸展，每个肽单元以Ca为旋转点依次折叠成

锯齿状结构，氨基酸残基侧链交替位于锯齿状结构的上下方。所形成

的锯齿状结构一般比较短，只含5－8个氨基酸残基但两条以上肽锻或

一条肽链内的若干肽段的锯齿状结构可平行排列，两条肽链走向可相

同也可相反。通过肽链间的肽键羰基氧和亚氨基氢形成肽键从而稳固

β-折叠结构。蚕丝蛋白几乎都是β-折叠结构,许多蛋白质既有α-螺旋又

有β-折叠。

（四）β-转角和无规卷曲除α-螺旋和β一折叠外蛋白质二级结构

还包括β-转角和无规卷曲β-转角常发生于肽链进行180°回折时的转角

上。β-转角通常有4个氨基酸残基组成，其第一个残基的羰基氧（O）

与第四个残基的氨基氢（H）可形成氢键.β-转角的结构较特殊,第二个

残基常为脯氨酸,其他常见残基有甘氨酸、天冬氨酸、天冬酰氨和色氨

酸。无规卷曲用来阐述没有确定规律性的那部分肽链结构。

（五）模体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