蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)

1、蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第1頁(yè)本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)掌握：蛋白質(zhì)一、二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)概念；二級(jí)結(jié)構(gòu)主要形式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)了解：穩(wěn)定各級(jí)結(jié)構(gòu)主要化學(xué)鍵；構(gòu)型和構(gòu)象重點(diǎn)難點(diǎn)：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)四個(gè)層次2蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第2頁(yè)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu) 一級(jí)結(jié)構(gòu) (primary structure)二級(jí)結(jié)構(gòu) (secondary structure)三級(jí)結(jié)構(gòu) (tertiary structure)四級(jí)結(jié)構(gòu) (quaternary structure)高級(jí)結(jié)構(gòu)3蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第3頁(yè)定義：蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)指多肽鏈中氨基酸排列次序。一、蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)主要化學(xué)鍵：肽鍵二硫鍵位置也屬于一級(jí)結(jié)構(gòu)范圍。 4蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第4頁(yè)一級(jí)結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)

2、空間構(gòu)象和特異生物學(xué)功效基礎(chǔ)。胰島素一級(jí)結(jié)構(gòu)30215蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第5頁(yè)二、蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)6定義：蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈中某個(gè)肽段主鏈骨架原子相對(duì)空間位置。主鏈骨架原子包含N（氨基氮），CO（羰基碳）和相鄰2個(gè)C 。穩(wěn)定蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)主要化學(xué)鍵是氫鍵。蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第6頁(yè)2-1 肽單元或肽單位(peptide unit)5747參加肽鍵6個(gè)原子C1、C、O、N、H、C2位于同一平面，C1和C2在平面上所處位置為反式(trans)構(gòu)型，此同一平面上6個(gè)原子組成了所謂肽單元 。7蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第7頁(yè)8蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第8頁(yè) 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)主要形式 -螺旋 ( -helix ) -折疊 ( -pl

3、eated sheet ) -轉(zhuǎn)角 ( -turn ) 無(wú)規(guī)卷曲 ( random coil ) 9蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第9頁(yè)2-2 -螺旋結(jié)構(gòu)關(guān)鍵點(diǎn): 多肽鏈主鏈圍繞中心軸形成右手螺旋，側(cè)鏈伸向螺旋外側(cè)。 每圈螺旋含3.6個(gè)氨基酸，螺距為0.54nm，即0.15nm/氨基酸殘基。 每個(gè)肽鍵亞氨氫和第四個(gè)肽鍵羰基氧形成氫鍵保持螺旋穩(wěn)定。氫鍵與螺旋長(zhǎng)軸基礎(chǔ)平行。10蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第10頁(yè)11蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第11頁(yè)12卷發(fā)(燙發(fā))生物化學(xué)基礎(chǔ)-角蛋白分子結(jié)構(gòu)燙發(fā)原理蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第12頁(yè)2-3 -折疊1.多肽鏈充分伸展，相鄰酰胺平面之間折疊成鋸齒狀結(jié)構(gòu)，側(cè)鏈位于鋸齒結(jié)構(gòu)上下方。 2.兩段以上-折疊結(jié)構(gòu)平

4、行排列 ，兩鏈間可順向平行，也可反向平行 。3.兩鏈間肽鍵之間形成氫鍵，以穩(wěn)固-折疊結(jié)構(gòu)。氫鍵與螺旋長(zhǎng)軸垂直。 13蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第13頁(yè)14平行 （parallel）反向平行 （anti-parallel）蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第14頁(yè)15蠶絲蛋白絲心蛋白含有抗張強(qiáng)度高，質(zhì)地柔軟特征，但不能拉伸。絲心蛋白是經(jīng)典反平行式-折疊片，多肽鏈取鋸齒狀折疊構(gòu)象蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第15頁(yè)2-4 -轉(zhuǎn)角和無(wú)規(guī)卷曲-轉(zhuǎn)角：無(wú)規(guī)卷曲：沒有確定規(guī)律性肽鏈結(jié)構(gòu)。 1.肽鏈內(nèi)形成180回折。2.含4個(gè)氨基酸殘基，第一個(gè)與第四個(gè)氨基酸殘基形成氫鍵。3.第二個(gè)氨基酸殘基常為脯氨酸（Pro）。16蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第16頁(yè)-轉(zhuǎn)角：17蛋

5、白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第17頁(yè)182-5 超二級(jí)結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第18頁(yè)19鈣結(jié)合蛋白中結(jié)合鈣離子模體鋅指結(jié)構(gòu)2-6 模體蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第19頁(yè)三、蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)疏水鍵、離子鍵、氫鍵和 范德華力等。 穩(wěn)定原因：整條肽鏈中全部氨基酸殘基相對(duì)空間位置。即肽鏈中全部原子在三維空間排布位置。定義 20蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第20頁(yè)氫鍵氫鍵氫鍵離子鍵離子鍵疏水鍵疏水鍵疏水鍵21蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第21頁(yè)3-1 肌紅蛋白 (myoglobin，Mb) N 端 C端22蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第22頁(yè)23 定義：分子量較大蛋白質(zhì)常可折疊成多個(gè)結(jié)構(gòu)較為緊密且穩(wěn)定區(qū)域，并各行其功效，稱為結(jié)構(gòu)域（domain）。結(jié)構(gòu)域是三級(jí)結(jié)構(gòu)層次上獨(dú)立功

6、效區(qū)。3-2 結(jié)構(gòu)域卵溶菌酶三級(jí)結(jié)構(gòu)中兩個(gè)結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域 1結(jié)構(gòu)域 2蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第23頁(yè)3-3 分子伴侶(chaperon)* 熱休克蛋白70(Hsp70) * 伴侶蛋白(chaperonin) (如Hsp60/GroEL、GroES)* 核質(zhì)蛋白(nucleoplasmin) 是為加速蛋白質(zhì)折疊整天然構(gòu)象或形成四級(jí)結(jié)構(gòu)提供適當(dāng)微環(huán)境一類蛋白質(zhì)。24蛋白質(zhì)的級(jí)結(jié)構(gòu)第24頁(yè)3.亞基之間結(jié)協(xié)力主要是氫鍵和離子鍵。四、蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)1.定義：蛋白質(zhì)分子中兩條或兩條亞基空間排布及亞基接觸部位布局和相互作用，稱為蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)。2.每條含有完整三級(jí)結(jié)構(gòu)多肽鏈，稱為亞基 (subunit)。254.由2個(gè)亞基組成蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)中，若亞基分子結(jié)構(gòu)相同，稱之為同二聚體(homodimer)