蛋白質(zhì)高級結(jié)構形成

蛋白質(zhì)高級結(jié)構形成1精選ppt蛋白質(zhì)分子中的結(jié)構層次

一級結(jié)構→二級結(jié)構→超二級結(jié)構→結(jié)構域→三級結(jié)構→亞基→四級結(jié)構2精選ppt定義：蛋白質(zhì)的一級結(jié)構指多肽鏈中氨基酸的排列順序。一、蛋白質(zhì)的一級(共價)結(jié)構主要的化學鍵：肽鍵，有些蛋白質(zhì)還包括二硫鍵。

3精選ppt二、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構定義：蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構，即該段肽鏈主鏈骨架原子的相對空間位置，并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構象。蛋白質(zhì)多肽鏈本身的折疊盤繞方式。

主要的化學鍵：氫鍵、鹽鍵、疏水鍵、范德華力

4精選ppt

（二）蛋白質(zhì)二級結(jié)構的主要形式

-螺旋(

-helix)

-折疊(

-pleatedsheet)

-轉(zhuǎn)角(

-turn)

無規(guī)卷曲(randomcoil)

5精選ppt2、結(jié)構域

多肽鏈在超二級結(jié)構基礎上進一步繞曲折疊成較為緊密的近似球狀或纖維狀、具有部分生物功能的結(jié)構，稱為結(jié)構域(domain)大分子蛋白質(zhì)的三級結(jié)構?？煞指畛梢粋€或數(shù)個球狀或纖維狀的區(qū)域，折疊得較為緊密，各行使其功能，稱為結(jié)構域(domain)。6精選ppt1、超二級結(jié)構（Supersecondarystructure）在蛋白質(zhì)分子中，由若干相鄰的二級結(jié)構單元組合在一起，彼此相互作用，形成有規(guī)則的、在空間上能辨認的二級結(jié)構組合體。

幾種類型的超二級結(jié)構：ααβββαβ（三）二、三級過渡態(tài)——

蛋白質(zhì)的超二級結(jié)構和結(jié)構域7精選ppt三、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構（二）主要的化學鍵非共價鍵：疏水鍵:多肽鏈上疏水性較強的氨基酸的非極性側(cè)鏈避開水相自相粘附聚集在一起，形成空穴。離子鍵（鹽?。?由蛋白質(zhì)中正、負電荷的側(cè)鏈基團相互接近，通過靜電吸引而形成的基團之間的作用力。氫鍵：

范德華力等（一）定義：整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置，即肽鏈中所有原子在三維空間的排布位置。由一個或多個結(jié)構域組裝而成的結(jié)構。8精選ppt亞基之間的結(jié)合力主要是氫鍵和離子鍵。四、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布、亞基間通過非共價鍵聚合而成的特定構象，稱為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構。由多條多肽鏈組成的蛋白質(zhì)，肽鏈間相互以非共價鍵聯(lián)結(jié)成一個活性單位，這種肽鏈就稱為該蛋白質(zhì)的亞基。9精選ppt蛋白質(zhì)折疊的原理Anfinsen學說：自組裝（self-assembly）Ellis1987年提出了蛋白質(zhì)“輔助性組裝學說”。體內(nèi)蛋白質(zhì)折疊往往需要其他輔助因子參與，并伴有ATP的水解。因此，蛋白質(zhì)折疊是一個熱力學過程，也受動力學控制。有的學者基于有些相似氨基酸序列的蛋白質(zhì)具有不同的折疊結(jié)構，而一些不同氨基酸序列的蛋白質(zhì)在結(jié)構上卻相似的現(xiàn)象，提出了mRNA二級結(jié)構可能作為一種遺傳密碼從而影響蛋白質(zhì)結(jié)構的假說。目前為止，對蛋白質(zhì)折疊機制的認識仍是不完整的，甚至有些方面還存在著錯誤的觀點。10精選ppt細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)折疊

體內(nèi)折疊過程往往與翻譯共啟始，因此，N-末端蛋白開始折疊，而C-末端部分仍在合成。

氨基酸序列與折疊密切相關

化學修飾往往與肽鏈的折疊密切相關

折疊是有序的、由疏水力推動的協(xié)同過程。

最近的理論提出了蛋白質(zhì)折疊氫鍵的貢獻

伴侶分子在折疊中起著輔助性的作用

折疊在越膜轉(zhuǎn)運過程中：解開折疊后才能越膜。11精選ppt蛋白質(zhì)折疊的途徑獨立折疊熱休克蛋白70輔助蛋白質(zhì)折疊HSP70和伴侶協(xié)助配合下折疊12精選ppt蛋白質(zhì)折疊的理論模型框架模型（FrameworkModel）疏水塌縮模型（HydrophobicCollapseModel）擴散-碰撞-粘合機制（Diffusion-Collision-AdhesionModel）成核-凝聚-生長模型（Nuclear-Condensation-GrowthModel）拼版模型（Jig-SawPuzzleModel）13精選ppt

分子伴侶（chaperon）概念：伴隨蛋白質(zhì)構象正確形成的一類蛋白質(zhì)。類別：分子伴侶蛋白折疊酶DNA分子伴侶功能：①結(jié)合疏水基團②校正③指導二硫鍵正確配對等14精選ppt分子伴侶提出1987，Lasky首先將細胞核內(nèi)能與組蛋白結(jié)合并能介導核小體有序組裝的核質(zhì)素（nucleoplasmin）稱為分子伴侶。1987

Ellis的定義，一類在序列上沒有相關性但有共同功能的蛋白質(zhì)，在細胞內(nèi)幫助其他多肽完成正確組裝，而在組裝完后與之分離1987年，Ikemura發(fā)現(xiàn)枯草桿菌素的折疊需要前肽（propeptide）的幫助。Shinde和Inouye將這類前肽稱為分子內(nèi)伴侶（intramolecularchaperones）。15精選ppt分子伴侶的特征分子伴侶對靶蛋白沒有高度專一性，同一分子伴侶可以促進多種氨基酸序列完全不同的多肽鏈折疊成為空間結(jié)構。蛋白質(zhì)性質(zhì)和功能都不相關。催化效率很低。需要水解ATP，構象改變，釋放底物，進行再循環(huán)。它是阻止錯誤折疊，而不是促進正確折疊。多能性（脅迫保護，防止交聯(lián)聚沉，轉(zhuǎn)運，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄和復制，組裝細胞骨架）進化保守性16精選ppt分子伴侶的作用機制分子伴侶的功能是識別新生肽段折疊過程中暫時暴露的錯誤結(jié)構并與之結(jié)合生成復和物，從而防止這些表面間過早的相互作用，阻止不正確的非功能折疊途徑，抑制不可逆聚合物產(chǎn)生，促進折疊向正確方向進行。分子伴侶的作用機制實際上就是它如何與靶蛋白識別，結(jié)合，又解離的機制。17精選pptDNA

chaperones，DNA分子伴侶，是與DNA結(jié)合并幫助DNA折疊的蛋白質(zhì)。DNA分子伴侶中DNA分子包圍在蛋白質(zhì)分子的表面，既高度有序，又一定程度上的結(jié)構改變。這種相互作用對DNA的轉(zhuǎn)錄，復制及重組十分重要。如在核小體中NA的包裝。DNA分子伴侶的作用就是幫助DNA進行折疊和扭曲，從而把DNA穩(wěn)定在一個適合于和蛋白結(jié)構的特定構型中。這種結(jié)合是協(xié)同的，可逆的。分子伴侶與最終闡明中心法則--當前主要問題有密切關系。DNA分子伴侶18精選ppt分子伴侶的作用過程分子伴侶作用的第一步是識別。一般的分子伴侶識別特異性不高，識別非天然構象，而不是天然的構象。有的分子伴侶-“私有分子伴侶”

具高度專一性。分子伴侶識別所謂熔球體結(jié)構（moltenglobule），熔球體可能是有疏水表面。分子伴侶作用的第二步是與靶蛋白形成復合物。分子伴侶常以多聚體形式形成中心空洞的結(jié)構，電子顯微鏡已觀察到由二圈圓面包圈形組成的十四體groel分子和一個一層圓面包圈的七體groes分子作用形成中空的非對稱籠狀結(jié)構（cage

model），推測靶蛋白可以在與周圍環(huán)境隔離的中間空腔內(nèi)不受干擾的進一步折疊。19