3蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)課件

第六節(jié)纖維蛋白和膜蛋白構(gòu)象依結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將蛋白質(zhì)分為三類:纖維(狀)蛋白（fibrin,fibrousprotein）球蛋白（globin,globularprotein）膜蛋白（membraneprotein）一纖維蛋白：特點(diǎn):纖維狀或細(xì)棒狀，分子軸比(長(zhǎng)軸/短軸)>10分類:水溶性：肌球蛋白、纖維蛋白原等不溶性：硬蛋白(膠原蛋白,角蛋白,彈性蛋白)(一)角蛋白（keratin）:

-角蛋白,β-角蛋白,羽毛角蛋白,無(wú)定形角蛋白

1.-角蛋白：頭發(fā)角蛋白構(gòu)成：-helix(0.45nm)原纖維(2nm)微纖維(8nm)大纖維(200nm)特性:a有較強(qiáng)的伸縮性，在熱水或堿溶液中可伸展為β-sheetb水不溶性(含大量的疏水a(chǎn)a)c韌性，多螺旋結(jié)構(gòu)緊密

2.β-角蛋白:例如：各種絲蛋白代表：蠶絲中的絲心蛋白(fibroin)。含大量-Gly-Ser-Gly-Ala-Gly-Ala-重復(fù)單位不能形成-helix，多以反平行β-sheet存在維持力：鏈間(氫鍵)；片層之間(范德華力)縱向有韌性，無(wú)伸展性

彩色電鏡下觀察從蜘蛛吐絲器吐出的絲心蛋白束（藍(lán)色）

彈性蛋白的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)：(三)膠原蛋白（collagen):1.特征：存在：皮膚、軟骨、肌腱等。水解后為明膠至少有5種鏈，形成19種膠原，具有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)及免疫學(xué)特性。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ及Ⅺ型膠原為有橫紋的纖維形膠原。Ⅰ型（21+2），韌性強(qiáng)度超過(guò)鋼筋。分子量：膠原鏈分子量都在~100,000;~1000aa/肽鏈每分子長(zhǎng)3000A°、15A°厚，長(zhǎng)棒狀分子結(jié)構(gòu)特征：含三股膠原螺旋，96%符合(Gly-X-Y)n

維持力：螺旋間氫鍵、鏈間范德華力以及鏈間共價(jià)交聯(lián)（存在Lys和Hyl間醇醛交聯(lián)或吡啶啉結(jié)構(gòu)，二硫鍵） 2.膠原的形成：以I型膠原為例

羥化酶①羥化:發(fā)生在Pro,LysHyp,Hyl(90%)②糖化:Hyl-OH(葡萄糖、半乳糖)糖苷③前原膠原的形成：三條肽鏈交接在一起④原膠原形成:去處C-端和N-端端肽Lys氧化脫氨形成ε-醛基Lys交聯(lián)Lys⑤膠原纖維的形成：原膠原分子首尾相對(duì),定向排列,鏈間1/4錯(cuò)位排列膠原微纖維→膠原小纖維→膠原纖維端肽

I型膠原的結(jié)構(gòu)：40nm空穴區(qū)280nm二膜蛋白結(jié)構(gòu):

膜蛋白：各種與生物膜相關(guān)連的蛋白

(一)膜蛋白的分類：1.外周蛋白:位于膜表面或通過(guò)其它蛋白和膜相連的蛋白。與膜結(jié)合松散，一般是水溶性的結(jié)合力：與脂雙層表面通過(guò)靜電力、氫鍵或范德華力結(jié)合，改變離子強(qiáng)度或加入金屬螯合劑可達(dá)到分離如：紅細(xì)胞血影收縮蛋白，藻膽蛋白，cytC等1膜外周蛋白示例：藻膽蛋白藻膽蛋白

PEPCAPC①人紅細(xì)胞血型糖蛋白（glycophorin)位于人紅細(xì)胞膜表面的糖蛋白，富含帶負(fù)電的唾液酸。有A、B、C、D4種，B、C、D在紅細(xì)胞中含量較少

A型由131aa構(gòu)成：N-端：70aa，在細(xì)胞膜外，結(jié)合約16個(gè)糖鏈，約100個(gè)糖殘基，決定血型中部：20aa殘基構(gòu)成一個(gè)跨膜-螺旋棒，固定蛋白C-端：41aa殘基，親水，在細(xì)胞膜內(nèi)

②細(xì)菌視紅素（菌紫質(zhì)）（bacteriorhodopsin）:

有色蛋白（247aa的單肽鏈–Lys216--NH-視黃醛），是一個(gè)光驅(qū)動(dòng)的跨膜質(zhì)子泵，可參與ATP合成分子量26,000，C-端在細(xì)胞質(zhì)側(cè)，N-端在細(xì)胞外側(cè)肽鏈共形成7個(gè)跨膜-helix，螺旋之間以親水性短鏈連接。每個(gè)螺旋3.5nm長(zhǎng)，與膜同高，相隔1nm圍成桶狀大部分為疏水基位于桶外側(cè)；少數(shù)親水基在桶內(nèi)側(cè)，功能一是形成內(nèi)部氫鍵及鹽橋，固定桶的結(jié)構(gòu)，二是作為質(zhì)子通道③E.coli麥芽糖膜孔道蛋白（maltoporin，LamB）β-折疊膜蛋白主要存在于細(xì)菌細(xì)胞膜、線粒體等參與麥芽糖或其糊精出入E.coli

細(xì)胞膜的運(yùn)輸以三聚體形式存在于膜上，每單體為421aa構(gòu)成的肽鏈，形成18-股反平行β-折疊桶相鄰折疊片之間以回環(huán)或β-轉(zhuǎn)角連接N-端和C-端都在細(xì)胞內(nèi)側(cè)

β-轉(zhuǎn)角在胞內(nèi)側(cè)的桶邊;長(zhǎng)回環(huán)在細(xì)胞外側(cè)胞外胞內(nèi)側(cè)NC3.脂錨定蛋白:某些膜蛋白通過(guò)脂類分子共價(jià)連接而結(jié)合于膜上脂類分子(脂錨鉤)作用：固定蛋白、對(duì)蛋白起調(diào)節(jié)作用分類：通過(guò)脂肪酸錨定通過(guò)糖基（鏈）

1）硫醚連接的異戊二烯基錨鉤：Pr-C-末端-Cys-聚異戊二烯基-膜如：酵母交配因子等2）硫酯連接的脂肪酰錨鉤:Pr-Cys(或Ser，Thr)-脂肪酸-膜；如：G蛋白偶聯(lián)受體3）酰胺連接的豆蔻酰錨鉤：Pr-N-末端Gly-NH-豆蔻酰-膜如：cAMP依賴蛋白激酶、HIV-1的gag蛋白等4）酰胺連接的糖基磷脂酰肌醇(GPI)錨鉤：Pr-C-末端aa-磷酸乙醇胺殘基-寡糖-肌醇磷酸-膜如：多種表面抗原，黏著分子，朊病毒蛋白等(二)內(nèi)在膜蛋白和膜脂間的相互作用1結(jié)合力：外周蛋白：靜電力,氫鍵,疏水相互作用內(nèi)在蛋白：疏水作用(蛋白非極性基與脂雙層烴基—范德華力)疏水/親水作用（跨膜脂雙層兩種作用并存)2內(nèi)在蛋白對(duì)膜脂的特殊要求:內(nèi)在蛋白需要有一定量的膜脂存在才能維持功能有些要求特定種類的膜脂與其配合，如：線粒體內(nèi)膜的

β-羥丁酸脫氫酶要求必須有磷脂酰膽堿才表現(xiàn)活性第七節(jié)蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是指二級(jí)結(jié)構(gòu)和超二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步盤曲折疊，形成包括主側(cè)鏈在內(nèi)的專一性三維排布。是蛋白質(zhì)所有原子的空間排布。具備三級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子一般都有近似球形或橢球形的物理外形；是蛋白質(zhì)功能發(fā)揮至關(guān)重要的一個(gè)結(jié)構(gòu)層次一.一級(jí)結(jié)構(gòu)決定蛋白的三級(jí)結(jié)構(gòu)：證據(jù)主要來(lái)自三個(gè)方面：①蛋白變性復(fù)性②人工合成蛋白③生物合成蛋白1.主要是非共價(jià)鍵或次級(jí)鍵，包括：氫鍵：骨架之間，主、側(cè)鏈之間，側(cè)鏈之間，側(cè)鏈與介質(zhì)等疏水作用：疏水基團(tuán)聚集作用范德華力（定向效應(yīng)，誘導(dǎo)效應(yīng)，分散效應(yīng)）離子鍵（鹽鍵）：內(nèi)部鹽橋；表面形成水化層2.共價(jià)鍵：二硫鍵：使三級(jí)結(jié)構(gòu)趨向穩(wěn)定化配位鍵:由兩原子中的一個(gè)單方提供電子對(duì)，蛋白與配位金屬二.維持三級(jí)結(jié)構(gòu)的力三球形蛋白分子的裝配原則(1)手性效應(yīng)（chiraleffect）(2)內(nèi)部疏水性:疏水基朝內(nèi)，親水基朝外，分子內(nèi)部形成疏水內(nèi)核，疏水表面盡可能減?。灰蟮鞍子须p層或以上的結(jié)構(gòu)(β-sheet)(3)無(wú)knot（結(jié)）結(jié)構(gòu)：不打結(jié)(4)臨近相關(guān)性:最相近的結(jié)構(gòu)元素趨于彼此結(jié)合2甘油醛-3-P脫氫酶——多結(jié)構(gòu)域蛋白為四聚體寡聚蛋白，每個(gè)亞基由一條334aa多肽和一分子NAD+輔基組成，盤曲形成兩個(gè)功能不同的結(jié)構(gòu)域