第三章--蛋白质化学.ppt

第三章

蛋白质结构与功能

StructureandfunctionofProtein天然存在的活性肽类别：激素、抗菌素、辅助因子实例：谷胱甘肽(glutathione)短杆菌肽促甲状腺素释放因子（TRH）?-天冬氨酰-苯丙氨酸甲酯（甜味剂）谷胱甘肽谷胱甘肽在体内参与氧化还原过程，作为某些氧化还原酶的辅因子，或保护巯基酶，或防止过氧化物积累。短杆菌肽S促甲状腺素释放因子（TRH）蛋白质的分子结构蛋白质的一级结构蛋白质的二级结构蛋白质的三级结构高级结构蛋白质的四级结构（空间构象）由一条肽链形成的蛋白质只有一、二、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。二、蛋白质分子的一级结构1、一级结构(primarystructure)：指蛋白质多肽链中氨基酸的组成及排列顺序。2、一级结构维系键：肽键和二硫键。3、重要性：是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础。三、蛋白质分子的空间构象(conformation)蛋白质的构象指蛋白质分子中原子和基团在三维空间上的排列、分布及肽链的走向。蛋白质分子的构象可分为二、三、四级结构。维持蛋白质构象的化学键：次级键（副键），由蛋白质分子的主链和侧链上的极性、非极性和离子基团等相互作用而形成的。如：氢键、疏水键、离子键、范德华力、二硫键、配位键。氢键(HydrogenBond)：一个已和负电性较强的原子共价结合的氢原子与一个负电性较强的原子之间产生的静电引力。（一）蛋白质的二级结构(secondarystructure)1.概念：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。主链与侧链由肽键和α-碳原子构成的多肽链骨架称为主链，伸展在外的R基团称为侧链。2.主要形式：α-螺旋,β-折叠，β-转角，无规则卷曲。主要维系键：氢键α-螺旋(α-helix)结构特点：①右手螺旋：3.6AA/圈，螺距0.54nm。②氢键维系（形成于每个肽键的N-H和第四个肽键的羰基氧之间）。③侧链伸向螺旋外侧。④侧链基团影响螺旋的形成和稳定。(带同种电荷，侧链大的R基或Pro存在均妨碍α-螺旋形成)β-折叠β－转角（β-turn）

特征：多肽链中氨基酸残基n的羰基上的氧与残基（n+3）的氮原上的氢之间形成氢键，肽键回折1800。无规则卷曲示意图无规则卷曲细胞色素C的三级结构模体(motif)/超二级结构：蛋白质分子中α-螺旋、β-折叠、β-转角等组合在一起，彼此相互作用，形成有规则的二级结构组合体，作为三级结构的单元，其基本结合形式有:αα,βββ,βαβ。结构域(structuraldomain)：分子量大的蛋白质,多肽链往往以超二级结构为单元组成两个或两个以上相对独立的区域，再形成三级结构，这些相对独立的区域称为结构域。（二）蛋白质的三级结构(tertiarystructure)1.概念:整条肽链中所有原子或基团的空间排布称为蛋白质的三级结构，即多肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。2.维系键:疏水作用、离子键、氢键、VanderWaals力等次级键。三级结构的特征：?含多种二级结构单元；?有明显的折叠层次；?是紧密的球状或椭球状实体；?分子表面有一空穴(活性部位)；?疏水侧链埋藏在分子内部，亲水侧链暴露在分子表面。3.三级结构的重要性：三级结构形成后，蛋白质分子才形成固有的分子形状；才具有亲水胶体的特性；功能蛋白质的活性部位得以形成并表现出相应的生物学活性。核糖核酸酶三级结构示意图NHis12CHis119Lys41(三）蛋白质的四级结构(quarternarystructure)1.概念:蛋白质分子中各个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。蛋白质分子中每条具独立三级结构的多肽链称为亚基(subunit).2.维系键:疏水键、氢键、离子键等次级键。Hemoglobin思考：四级结构中的亚基与结构域有何不同？一、根据分子