第四节蛋白质的结构

第四节蛋白质的结构根据蛋白质结构层次的不同可将蛋白质的结构分为：p364.1、蛋白质的一级结构（共价结构，primarystructure）p25-261、蛋白质一级结构的概念多肽链中AA的排列顺序。2、一级结构中AA的连接方式肽键：构成了多肽链的主链骨架。但测序时还须常常确定二硫键的位置，p32-33（二硫键（测序）：对蛋白质空间结构的维持具重要意义。有两种：链间二硫键和链内二硫键。例：牛胰岛素分子。）4.2、蛋白质的三维结构概述p361、蛋白质三维结构的概念p36蛋白质的三维结构（蛋白质的空间结构、高级结构、构象）：指蛋白质的紧密折叠结构。包括多肽链主链的折叠和在主链折叠基础上蛋白质分子的进一步折叠。2、多肽主链折叠的空间限制-二面角p37⑴、肽单位（肽基）p37多肽链中从一个α碳原子到相邻α碳原子之间的结构。⑵、肽平面p37蛋白质的结构蛋白质的一级结构蛋白质的空间结构二级结构三级结构四级结构（高级结构；三维结构）由组成肽单位的6个原子所形成的酰氨平面称肽平面或肽基平面。在肽平面内，两个Cα既可是顺式构型也可是反式构型，但反式较稳定。P38图⑶、二面角p37-39肽链主链上由α-碳原子连接的两个键，Cα-N和Cα-C是纯的单键，能自由旋转。绕Cα-N键轴旋转的角度称为φ，绕Cα-C键轴旋转的角度称ψ。这两个角就称为Cα的二面角。P39图相邻的两个肽平面通过Cα相对旋转的程度决定了二者间的相对位置。于是肽平面就成为肽链盘绕折叠的基本单位，也是蛋白质之所以会形成各种立体构象的根本原因。这样多肽链主链的各种可能构象都可用φ和ψ这两个二面角或扭角来描述。4.3、蛋白质分子的二级结构(secondarystructure)p381、二级结构的概念多肽链主链的折叠方式。常见的有四种：α—螺旋（主要），β—折叠（其次），β—转角，无规卷曲。其中前三种为二级结构的主要形式。2、α-螺旋结构p38-41由L.Pauling发现。⑴、结构特点p40图主要是右手螺旋；肽链构成螺旋骨架，R基分布在螺旋的外侧；每个肽键都参与氢键的形成，氢键的方向与螺旋的纵轴平行。⑵、稳定力p40氢键例：毛，发，羽毛中的α-角蛋白的结构。P40-413、β-折叠：β-折叠片，β-结构，β-构象p41-43由L.Pauling发现。⑴、结构特点p42图肽链呈锯齿形伸展，邻近两链以相反或相同方向平行排列成片状。R基位于片层平面两侧。主要为链间氢键。氢键的方向与肽链的长轴近于垂直。两种类型：平行式和反平行式，反平行式较稳定。P42图⑵、稳定力p42氢键。例：丝心蛋白的结构。P43图4、β-转角：β-回折，发夹结构p43-44⑴、结构特点p44图含4个AA，呈发夹状。⑵、稳定力p43氢键。5、无规卷曲6、超二级结构p46由若干相邻的二级结构元件（主要是α-螺旋和β-折叠片）组合在一起，彼此相互作用，形成的有规则的二级结构聚集体。P46图7、结构域（辖区）p47多肽链在二级结构或超二级结构的基础上折叠形成的相对独立的具一定功能的紧密球状实体。P47图结构域之间通过肽链相连。4.4、蛋白质分子的三级结构(tertiarystructure)p471、概念多肽链在二级结构的基础上，通过侧链间的相互作用，经过进一步折叠、卷曲形成的近似球形的紧密结构。2、球状蛋白质三级结构的特点⑴、分子中含多种二级结构元件，具有明显的折叠层次，为紧密的球状或椭球状实体。⑵、亲水R基在分子表面，疏水R基则位于分子内部。⑶、分子表面常具一疏水空穴，为结合底物、效应等配体并行使生物功能的活性部位。参书3、稳定蛋白质三级结构的作用力p50-51⑴、疏水相互作用（主要作用力）；⑵、静电力；⑶、氢键；⑷、范德华力；⑸、二硫键。P52图例：肌红蛋白（Mb）。P56-57分子中有8段α-螺旋，经进一步折叠为球状分子，在折叠过程中形成一个分子内的疏水环境，为血红素的结合部位。P57图4.5、蛋白质分子的四级结构（quaternarystructure）p48-491、概念p48由两条或两条以上具三级结构的多肽链非共价地结合在一起而形成的致密空间结构。其中每条肽链称为一个亚基（或单体）。具四级结构的蛋白质统称为寡聚蛋白质。只有三级结构的称单体蛋白质。2、特点p48-49⑴、亚基间结合通过非共价作用。⑵、亚基数目常为偶数，亚基的排列常具对称性。⑶、亚基间常具有协同性和别构效应。例：血红蛋白（Hb），p56-58由四条多肽链构成，即由4个亚基组成，α2β2。其中α、β链的三级结构均与肌红蛋白相似，外观呈球形，含有8段α-螺旋，并均含一个血红素分子。但4亚基要进一步缔合成血红蛋白分子。P48图4.6、蛋白质一级结构与高级结构的关系一级结构是基础，一级结构决定高级结构。