蛋白质的分子结构.

1、一.蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构(Dfimarv structure )是指 蛋白质肽链中氨基酸的排列顺序.而蛋白质的化学 结构包括肽链数目.端基组成、氨基酸序列和二硫 键的位置，又称共价结构.蛋白质的一级结构是最 基本的结构，它决定著蛋白质高级结构.以狭岛素为例，胰岛素是动物胰脏中胰岛。细 胞分泌的一种分子量较小的激素蛋白，它的主要功 能是降低体内血糖含量临床上用来治疗糖尿病.一.蛋白质的一级结构最先由Sanger于1953年完成测定胰岛素一级结构.A 81 Gly Ik Vd-Glu-Gh-Cy-CvsU-StT-VaV C y©- 3的1>!1勿01231(3汕血助&

2、#163;尹.血 r”1I-dyPhe-Phe -lyr-ThT-Pro- L<LA二.蛋白质的二级结构 （一）二級结构的林_J蛋白质的二级结构指多肽链本身通过氢键沿一 定方向盘绕.折叠而形成的构象.天然蛋白质包括a-螺旋、P -折叠、P -转角、无规则卷曲等二级结构.二.蛋白质的二级结构（一）二級结构的林_J蛋白质分子的多肽链按一定方式折叠.盘绕或组 装成特有的空间结构，亦称高级结构.蛋白质的高级 结构即蛋白质的构象问题.构型和构象构型（configuration ）是指不对称碳原子上相连的 各原子或取代基团的空间排布（D-构型、L-构型）. 构型的改变伴随着共价键的短裂和重新形成.二

3、蛋白质的二级结构 <)二财粘的概念i构彖(conforniatinn )是指相同构型的化合物中，与碳原子相连的各原子或取代基团在单键旋转时形成的相对空间排布构象的改变不需要共价键的短裂和靈新形成一二级结构的概念L二蛋白雕二级结构蛋白质的构象X射线衍射技术研究表明，肽键C-N键介于单键 和双键之间，具有部分双键性质，不能自由旋转，其 中绝大多数都形成刚性的酰胺平面结构.二.蛋白质的二级结构（二）酰朕平面二蛋白的二级结构O*II = C NH o-C=NH oItCa C键长介于单 双键之间N Ca酰胺平面一由肽键周围的6个原子组成的刚性平面C-N 0.145 nm （正常）二蛋白质C=N

4、0.125 nm（iE）虽是单键却有 性质:周边六个原子在同一平面上:前后两个oc-carton在对角(trans)的二级结构蛋白质的构象因此，从理论上讲，蛋白质中的所有ca- C单纏和ca- N单键都能自由旋转而形成无数变化的构象.但事实上，一个天然蛋白质多态链在一定条件下 只有一种或很少几种构象，而且相当稳定.主要原因:（二）酰肢平面二.蛋白质的二级结构二.蛋白质的二级结构（二）酰朕平面二.蛋白质的二级结构（二）酰朕平面原因:1.这是因为主链上由1/3具有部分双键性质的C-N 镀，不能自由旋转此外主链上由很多R侧镀，其大小及电荷情况各异.3它们在单链旋转时产生空间位阻和静电效应, 制约着大

5、量的构象形成.（二）酰朕平面（二）酰朕平面将駄链的主链成是由披5隔幵的许多平 组成的。（二）酰肢平面5£和5事之间是j钱.可以自由義转:_二.蟹白员的二级结构(三)二级结构单元餉耀暨1. a螺旋(a-helix)2. 彷折叠(p-pleated sheet)3 p转角(p-turn)4.无规卷曲(nonregular coil)二.蛋白贯的二级结构(三)二级结构单元的科类1. a 螺旋(a -hel i x)a-螺茨结构的主要特点(P53):肽链中的酰胺平面绕Q相鍵 庚转一定角度形成匕-螺旋，并盘 绕前进.每隔3.6个氨基酸残基， 螺旋上升一圏；每圈间距0.54仙 ,即每个氨基酸残基

6、沿螺旋中心 轴上升0. 15nm»旋转100° .二.蛋白质的二级结构（三）二级结构单元的种类二.蛋白质的二级结构1. a-螺旋（a-heI ix）a-螺族结构的主要特点:3）绝大多数天然蛋白质都是右手螺 旋.每个氨基酸残基的N-H都与前面 第四个残基00形成氢馋.0""H-C-(NH-CH-C0N-R（三）二级结构单元的科类1. a-螺旋（a-he I ix）a-螺族结构的主要特点: 2）螺旋体中所有氨基酸残基侧链都伸 向外侧；肽链上所有的肽键都参与氢键的形 成，链中的全部C-0和N-H几乎都平行于 螺旋轴，氢傻几乎平行于中心轴；(三)二级结构单元的种

7、类1a-螺旋(a-he I ix)侧链在a 螺旋结构中的作用：4) a-螺旋遇到Pro就会被中断而拐 弯，因为脯氨酸是亚氨基酸. R为Gly时，由于上有2个氢，使C*： 、CN的转动的自由度很大，即刚栓很 小，所以使螺旋的稳定性大大降低.帶相同电荷的氨基酸残基连续出现在 肽链上时，螺旋的稳定性降低.(三)二级结构单元的种类二.蛋白质的二级结构2、卩-折叠(p-pleated sheet) 丘逝叠是由两条或多条伸展的多肽链靠氢键联结 而成的锯齿状片状结构.侧链基团与间的键几乎垂直于折叠平面，R基团 交替地分布于片层平面两侧.折叠分吐行式和反平行式，后者更为稳定.二.蛋白质的二级结构二.蛋白质的二

8、级结构N端在同一端.氨基 酸之间沿轴相距 0. 325mnN蠕不在同一端. 氨基酸之间沿轴相 距035nm二.蛋白质的二级结构（三）二级结构单元的种类二.蛋白质的二级结构2、卩折& CP-pleated sheet)（三）二级结构单元的种类|蟹白质的二级结构2、卩折叠(p -pleated sheet)7 . w. > 站八o 丨.7； L o6.2（a）平行式<b）反平行式（三）二级结构单元的种类二.蛋白质的二级结构2、卩-折叠(P -pleated sheet)蛋白质的二级结构（三）二级结构单元的种类蛋白质i的二级结构3、0转角（卩-turn）（三）二级结构单元的种类3

9、、P -转角（卩-turn）也称0-回折，存在于球状蛋白中.其特点是肽链回 折180。，使得氨基酸残基的CO和与第四个残基的N-H形成氢键。0-转角都在蛋白 质分子的表面.二.蛋白质的二级结构（三）二级结构单元的种类4、无规则卷曲（non-regular coil>又称自由卷曲，是指没有一定规律 的松散肽链结构。酶的功能部位常常处 于这种构象区域.无规卷曲常出现在屮螺旋与a-螺旋、a- 螺放与折叠、折叠与折叠之间. 它是形成蛋白质三级结构所必需的.三蛋R质的超二级结构1.定义指蛋白质中相邻的二级结构单位（即单个 a-螺旋或卩-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

10、.三蛋a质的超二级结构A. aa： BpX氏C papt 曲折；E回形拓扑结构2.类型aa由两股或三股右手螺旋缭绕而成的左手螺旋由两股p折叠片，中间加入a螺旋而形成的片 层结构邛0 由三条或更多的反平行式卩链通过0-转 角或其它的肽段连接而成的结构2.类型三蛋a质的超二级结构3.结构域(domain)三蛋白质的超二级结构指多肽链在二级结构或超二级结构的基础上形 成三级结构的局部折叠区，它是相对独立的紧密球 状实体，称为结构域(domain)或功能域.酵母己糖激酶的 三级结构两个结构域之间 有一个裂隙i三蛋生质的超二级结构3.结构域(domain)A结构域之间有一段肽链相连一較链区B各个结构域可

11、以相似或不相同C结构域一般为酶活性中心四蛋白质的三级结构 (_)三级结构的概念三级结构(tertiary structure ):指的是多肽链在二级结构、趨二级结构和结构域的基础上，主链构象和侧链构象相互作用,进一步盘曲折叠形成球状分子结构.蛋白质的三级结构(二)球状養白的三级的结构转怔* 具有三级结构的妥白质分子含有多种二级结构 单元。如具有三级结构的球状蛋白溶菌酶中含有a 螺旋、B折叠.B一转角和无规卷曲四种二级结构卵溶菌酶(egg lysozyme)的三级 结构四蛋白质的三级结构 （二）球狀養白的三載的结构特怔蛋白质的三级结构具有明显的折叠层次.“大多数非极性侧链埋在分子内部，形成戏水核

12、； 而极性侧链在分子表面，形成亲水面.分子表面往往有一个内陷的空隙，它常常是蛋 白质的活性中心（三）维持三级结构的作用力四蛋白质的三级结构二硫键共价键 疏水作用-氢键非共价键（次级镀）离子键范德华力丿(三)维持三级结构的作用力四蛋白质的三级结构肌红蛋白由一条多肽链和一个血红素(hcnw)辅基 构成，分子量为167(H),含153个氨基酸残基。二(五蛋白质的四级结构()四级结构的概念四级结枸(quaternary structure ):由两 条或两条以上具有三级结构的多肽链聚合而成、 有特定三维结构的蛋白质构象.每条多肽链又称 为亚基.血红蛋白由四条多肽链形成，是一种寡聚蛋 白质.这四条链主要通过非共价键相互作用缔合 在一起.血红蛋白分子上有四个氧的结合部位， 因为每条链上含有一个血红素辅基.五蛋白质的四级结构（一）四级结构的概念五蛋白质的四级结构（一）四级结构的概念脱氣血红蛋白中不同辱冋的盐桥_五蛋白质的四级结构（二）维持四级结构的作用力I疏水作用 氢键 离子键 范德华力The quaternary stmeture of liv