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6蛋白质分子结构

多肽链氨基酸序列决定了蛋白质高级结构，决定了

蛋白质生物学功效。

组成蛋白质22种氨基酸，侧链基团理化性质和空间排布各不相同，当它们按照不一样序列关系组合时，形成各种多样空间结构和生物学活性蛋白质分子。;蛋白质结构分为：

一级结构、二级结构、三级结构、四级结构。

在二、三级结构间划分出超二级结构和结构域。;3/104;蛋白质一、二、三、四级结构;6.1蛋白质一级结构

蛋白质一级结构是指蛋白质中氨基酸排列次序。;1953年英国Sanger等人，完成了牛胰岛素(Isulin)一级结构测定工作，分子量为5700D，有A链(21AA)和B链(30AA)两条肽链，两个链间有二硫键和一个链内二硫键(A链)。;1960年StanfordMoore等完成了牛胰核糖核酸酶(RNase)分析。

RNase由一条含124个氨基酸残基多肽链组成，

分子内含有4个链内二硫键，分子量为12600。

RNase是水解核糖核酸磷酸二酯键酶。;8/104;蛋白质一级结构测定

1、测定其分子量，拆开二硫键，确定肽链数目；

2、氨基酸组成份析；

3、肽链末端氨基酸测定

4、专一性部分裂解；

5、肽片段分离纯化；

6、各片段氨基酸次序测定；

7、片段重合，拼出完整肽链氨基酸次序；

8、确定二硫键和酰胺基位置。

;6.2蛋白质二级结构(secondarystructure)

;6.2.1多肽链折叠空间限制

⑴肽平面(peptideplane)

肽键形式上是单键,含有部分双键性质，因而不能旋转。

肽键C及N周围三个键角之和均为360°，使肽键四个原子和与之相连两个?碳原子(C?)都处于同一个刚性平面－肽平面。;肽链中只有α碳原子形成单键能够旋转，决定两个肽键平面位置关系。

肽键平面成为肽链盘波折叠基本单位。;6.2.2二级结构基本类型

;⑴?-螺旋结构（?-helix）

1950年Pauling和Corey对α-角蛋白(α-keratin)进行X线衍射分析，从衍射图中看到有0.5～0.55nm重复单位，故推测蛋白质分子中有重复性结构，认为这种重复性结构为α-螺旋。

天然蛋白质绝大多数为右手?-螺旋。;蛋白质α-螺旋结构特点;

①多个肽平面经过α-碳

原子旋转，相互紧密盘曲成规则周期性构象，即右手螺旋。

②主链呈螺旋上升，每3.6个氨基酸残基上升一圈，螺距0.54nm，每个Aa残基沿轴上升0.15nm。;17/104;右手型α-螺旋;

影响α-螺旋形成原因：

酸性或碱性氨基酸集中区域，同电荷相斥;

较大R(如Phe、Trp、Ile)集中区域;

Pro亚氨基酸,不易形成氢键;Cα位于五元环上,不易扭转;

GlyR基为H，空间占位很小，也会影响该处螺旋稳定。;⑵??折叠结构（??pleated）

Astbury等人曾对β-角蛋白进行X线衍射分析，发觉含有0.7nm重复单位。

如将毛发α-角蛋白在湿热条件下拉伸，可拉长到原长二倍，这种α-螺旋X线衍射图可改变为与β-角蛋白类似衍射图。说明β-角蛋白中结构和α-螺旋拉长伸展后结构相同。;??折叠也称β-片层（??pleatedsheet）

??conformation)是由两条或多条几乎完全伸展多肽链侧向经过氢键连接在一起，相邻两肽链以相同或相反方向平行排列成片状。;

①肽链处于相当伸展结构，肽链平面之间折叠成锯齿状，相邻肽键平面间呈110°角。每个Aa残基伸展长度为0.35，AA残基R侧链伸出在锯齿上方或下方。

②依靠两条肽链或一条肽链内两段肽链间C=O与另一条-NH基之间形成氢键，使构象稳定。

③两段肽链能够是平行或是反平行。

④平行β-片层结构中，重复距离为0.65nm；反平行β-片层结构，则间距为0.7nm。;⑶??转角（??turn）

也称??弯曲(??bend)、回折(reverseturn)。是指

肽链出现180o回折，由弯曲处第一个AA残基

-C=O与第四个AA残基-NH间形成氢键(4?1氢键)

产生一个不很稳定环形结构。

X－NH：O＝C(X＋3);24/104;⑷无规卷曲

没有确定规律性部分肽链构象，肽链中肽键平面不规则排列,属于涣散无规卷曲(randomcoil).;已知某分子量为240000蛋白质多肽链一些节段是α-螺旋，而另一些节段是β-折叠，其分子长度为5.06×10-5cm，求分子α-螺旋和β-折叠百分率。;普通来讲氨基酸残基平均相对分子质量为120，此蛋白质相对分子量为240000，所以氨基酸残基数为240000/120=个。

已