1章蛋白质结构ppt课件

1、2.4 蛋白质的结构超二级结构结构域2.4.1 蛋白质的一级结构l一级结构一级结构l氨基酸残基的排列顺序氨基酸残基的排列顺序l氨基酸间的链接方式：肽键、二硫键氨基酸间的链接方式：肽键、二硫键2.4.2 蛋白质的空间结构1、稳定蛋白质空间结构的作用力、稳定蛋白质空间结构的作用力氢键：维持蛋白质的构象氢键：维持蛋白质的构象离子键盐键）离子键盐键）疏水作用疏水作用范德华力范德华力2、蛋白质的二级结构l蛋白质的二级结构：蛋白质分子中多肽链本身折叠和蛋白质的二级结构：蛋白质分子中多肽链本身折叠和盘绕的方式，它仅涉及肽链中主链的构象，并不涉及盘绕的方式，它仅涉及肽链中主链的构象，并不涉及侧链的构象。侧链的

2、构象。l蛋白质主链的折叠是由氢键维系的有规则的重复构象蛋白质主链的折叠是由氢键维系的有规则的重复构象组成组成l常见二级结构元件：常见二级结构元件：l ( ()螺旋螺旋helixhelix）l ( ()折叠折叠pleated sheetpleated sheet）l ( ()转角转角turnturn）、）、凸起凸起buglebugle）l ( () )无规则卷曲无规则卷曲nonregular coilnonregular coil）（1螺旋helix）要点要点每个螺旋含每个螺旋含3.63.6个个AAAA残基，螺距残基，螺距0.54nm0.54nm，螺旋直径，螺旋直径0.5nm,0.5nm,每个残

3、每个残基绕轴旋转基绕轴旋转100o ;100o ;螺旋体中所有氨基酸残基螺旋体中所有氨基酸残基R R侧链都侧链都伸向外侧伸向外侧a-a-螺旋：是多肽链沿长轴卷曲螺旋：是多肽链沿长轴卷曲而成的有规则的螺旋型构象。而成的有规则的螺旋型构象。l相邻螺旋间第相邻螺旋间第n n个氨基酸残基个氨基酸残基C=OC=O的氧与第的氧与第n+4n+4个氨基酸残基的个氨基酸残基的-NH-NH氢之间形成平行于螺旋轴氢之间形成平行于螺旋轴的氢键，肽链上所有的肽键都参与氢键的形成的氢键，肽链上所有的肽键都参与氢键的形成l氢键闭环内原子数为氢键闭环内原子数为1313个个l螺旋多数为右手的，螺旋多数为右手的，l 有旋光能力有

4、旋光能力（2折叠-pleated sheet）-折叠片：两条或多条几乎完全伸展的多肽链折叠片：两条或多条几乎完全伸展的多肽链或同一肽链的不同肽段侧向聚集在一起，或同一肽链的不同肽段侧向聚集在一起，相邻肽链主链上的相邻肽链主链上的N-HN-H和和C=0C=0之间形成氢键。之间形成氢键。l甘氨酸和脯氨酸出现的频率较高甘氨酸和脯氨酸出现的频率较高l球状蛋白质中，占球状蛋白质中，占1/41/4l大多数大多数转角位于蛋白质分子表面转角位于蛋白质分子表面（3-转角-turn）（4-凸起bugle）（5无规卷曲l无规卷曲是指没有规律性的肽链结构，有无规卷曲是指没有规律性的肽链结构，有更大的任意性更大的任意性

5、l该构象并非完全任意，每种蛋白质肽链中该构象并非完全任意，每种蛋白质肽链中存在的这一类型肽段的空间构象几乎相同存在的这一类型肽段的空间构象几乎相同l许多蛋白质的功能部位常常埋伏在这里许多蛋白质的功能部位常常埋伏在这里3、超二级结构和结构域l蛋白质中若干相邻的二级结构单位即单个蛋白质中若干相邻的二级结构单位即单个螺螺旋或旋或折叠或折叠或转角组合在一起，形成有规则转角组合在一起，形成有规则的、在空间上能辩认的二级结构组合体称为蛋白质的、在空间上能辩认的二级结构组合体称为蛋白质的超二级结构的超二级结构超二级结构（超二级结构（ supersecondary structure ）结构域结构域struc

6、ture domain）l小的单体蛋白只有一个结构域即三级结小的单体蛋白只有一个结构域即三级结构）；大的单体蛋白有数个结构域构）；大的单体蛋白有数个结构域l在超二级结构基础上进一步盘绕折叠成的近在超二级结构基础上进一步盘绕折叠成的近似球状的紧密结构。似球状的紧密结构。l酶蛋白的活性中心往往酶蛋白的活性中心往往位于结构域之间，有利位于结构域之间，有利于活性中心与底物结合于活性中心与底物结合4、蛋白质的三级结构l多肽链在二级结构、超二级结构和结构域等结构多肽链在二级结构、超二级结构和结构域等结构层次的基础上，组装而成的完整结构单元。层次的基础上，组装而成的完整结构单元。l三级结构的形成使肽链中所有

7、的原子都达到空间三级结构的形成使肽链中所有的原子都达到空间上的重新排布。上的重新排布。l举例：举例：19631963年年KendrewKendrew等通过鲸肌红蛋白的等通过鲸肌红蛋白的x-x-射射线衍射分析，测得了它的空间结构线衍射分析，测得了它的空间结构5、 蛋白质的四级结构l具有三级结构的蛋白质分子亚基按一定方式聚合起来具有三级结构的蛋白质分子亚基按一定方式聚合起来形成蛋白质大分子形成蛋白质大分子, ,即为蛋白质的四级结构即为蛋白质的四级结构l蛋白质四级结构的亚基一般都是偶数蛋白质四级结构的亚基一般都是偶数, ,排列为对称性排列为对称性l四级结构的稳定靠分子中的多种化学键维持：疏水作四级结

8、构的稳定靠分子中的多种化学键维持：疏水作用、盐键、氢键等用、盐键、氢键等2.6 蛋白质的性质（一蛋白质的相对分子量l蛋白质相对分子量变化范围：蛋白质相对分子量变化范围：10000-100000010000-1000000l测分子量的方法测分子量的方法l 渗透压法渗透压法l 超离心法超离心法l 凝胶过滤法凝胶过滤法l SDS-PAGESDS-PAGE法法（二蛋白质的两性电离及等电点1 1、两性解离、两性解离蛋白质是两性电解质，能与酸或碱发生作用。蛋白质是两性电解质，能与酸或碱发生作用。解离基团：主要来自侧链上的功能团及少数末端羧解离基团：主要来自侧链上的功能团及少数末端羧基和氨基，结合蛋白质还有

9、辅基中的可解离基团。基和氨基，结合蛋白质还有辅基中的可解离基团。人体及动物体内的重要缓冲溶剂人体及动物体内的重要缓冲溶剂2 2、等电点、等电点l涵义：使蛋白质所带净电荷为零时的涵义：使蛋白质所带净电荷为零时的pHpH值，并非值，并非是蛋白质电荷最小时的是蛋白质电荷最小时的pHpH值值l等电点与所含氨基酸种类和数量有关等电点与所含氨基酸种类和数量有关l等电点附近溶解度最小等电点附近溶解度最小l蛋白质电泳蛋白质电泳electrophoresiselectrophoresis）：蛋白质是两性）：蛋白质是两性解离物质，在偏酸溶液中带正电荷，在偏碱溶液解离物质，在偏酸溶液中带正电荷，在偏碱溶液中带负电荷

10、，在电场中带电蛋白质粒子向带相反中带负电荷，在电场中带电蛋白质粒子向带相反电荷的电极移动。电荷的电极移动。（三蛋白质的变性l概念：天然蛋白质受物理或化学因素的影响，分概念：天然蛋白质受物理或化学因素的影响，分子内部原有的高度规则性的空间排列发生变化，子内部原有的高度规则性的空间排列发生变化，致使其原有性质和功能发生部分或全部丧失。致使其原有性质和功能发生部分或全部丧失。l变性的因素及作用机制变性的因素及作用机制因素因素作用机制作用机制热破坏氢键酸碱破坏盐键醇分子进入肽链间空隙，破坏次级键高浓度尿素破坏氢键盐酸胍破坏氢键，使-SH暴露l变性后的特征变性后的特征l失去生物活性失去生物活性l溶解度降

11、低，易形成沉淀溶解度降低，易形成沉淀l丧失结晶能力丧失结晶能力l肽链松散，易被蛋白酶水解肽链松散，易被蛋白酶水解l变性的实质：分子内的次级键被破坏，一级结构变性的实质：分子内的次级键被破坏，一级结构没有改变没有改变l变性的可逆性：蛋白质的变性如不超过一定限度，变性的可逆性：蛋白质的变性如不超过一定限度，经适当处理后，可重新变为天然蛋白质经适当处理后，可重新变为天然蛋白质l变性的应用：豆腐的加工、重金属盐中毒的救治、变性的应用：豆腐的加工、重金属盐中毒的救治、尿蛋白的检测尿蛋白的检测（四蛋白质的胶体性质l蛋白质分子直径在蛋白质分子直径在1-100nm1-100nm之间，在水溶液中具有之间，在水溶

12、液中具有胶体溶液的性质布朗运动，丁达耳现象，不能胶体溶液的性质布朗运动，丁达耳现象，不能通过半透膜）通过半透膜）l稳定蛋白质胶体溶液的主要因素稳定蛋白质胶体溶液的主要因素l 蛋白质表面极性基团形成的水化膜蛋白质表面极性基团形成的水化膜l 非等电状态时，同种电荷的互相排斥非等电状态时，同种电荷的互相排斥（五蛋白质的沉淀反应1 1、加高浓度盐、加高浓度盐盐析：随着盐浓度的增加，大量的盐离子可与蛋白盐析：随着盐浓度的增加，大量的盐离子可与蛋白质竞争溶液中的水分子，从而破坏蛋白质颗粒表质竞争溶液中的水分子，从而破坏蛋白质颗粒表面的水化层，失去水化层的裸露蛋白质分子易于面的水化层，失去水化层的裸露蛋白质

13、分子易于聚集而沉淀。聚集而沉淀。常用盐：硫酸钠，硫酸铵，氯化钠等常用盐：硫酸钠，硫酸铵，氯化钠等2 2、加有机溶剂、加有机溶剂某些有机溶剂能吸水，破坏蛋白质胶粒上的水化某些有机溶剂能吸水，破坏蛋白质胶粒上的水化层，使蛋白质沉淀。如乙醇、丙酮等层，使蛋白质沉淀。如乙醇、丙酮等3 3、加重金属盐、加重金属盐蛋白质在碱性溶液中与重金属离子作用产生重金蛋白质在碱性溶液中与重金属离子作用产生重金属蛋白盐沉淀。如高氯化汞、硝酸银、醋酸铅属蛋白盐沉淀。如高氯化汞、硝酸银、醋酸铅等等4 4、加某些酸类、加某些酸类苦味酸、单宁酸、三氯乙酸等能和蛋白质化合成苦味酸、单宁酸、三氯乙酸等能和蛋白质化合成不溶解的蛋白质盐不溶解的蛋白质盐5 5、加热、加热可使多数蛋白质变性沉淀可使多数蛋白质变性沉淀可除去样品中蛋白质可除去样品中蛋白质加热后使蛋白质变性，易于被消化吸收加热后使蛋白质变性，易于被消化吸收复习题复习题l1、名词解释：蛋白质二级结构、蛋白质三级结、名词解释：蛋白质二级结构、蛋白质三级结构、超二级结构、结构域、必需氨基酸、非必需构、超二级结构、结构域、必需氨基酸、非必需氨基酸、等电点、盐析氨基酸、等电点、盐析l2、什么是蛋白质的沉淀作用？列举使蛋白质沉、什么是蛋白质的沉淀作用？列举使蛋白质沉淀的方法。淀的方法。l3、什么是蛋白质的变性作用？蛋白质变性后的、什么是蛋白质的变性作用？蛋白质变性后的特