《蛋白质工程重点》PPT课件

《《蛋白质工程重点》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、蛋白质工程的概念以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过化学、物理和分子生物学的手段进行基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类对生产和生活的需求。工程化：理念－设计－制造－功能实现基因工程蛋白质工程相同点都要改造基因，都属于分子水平产生的基因（型）无新基因（型）有新基因（型）产生的蛋白质原有的新的联系蛋白质工程以基因工程为基础，是基因工程的应用和延伸基因工程和蛋白质工程1、蛋白质工程的基本研究内容蛋白质结构分析——基础结构、功能的设计和预测——基础的应用与验证创造和/或改造蛋白质——新蛋白质

2、——终目标一、基本化学组件氨基酸amino肽单位和多肽链peptideunit,polypeptidechain氨基酸性质极性氨基酸：Ser、Thr、Cys、Asn、Gln、His、Tyr、Trp——二硫键疏水氨基酸：Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Pro、Met——疏水内核荷电氨基酸：Arg、Lys（+）；Asp、Glu（-）——PI，蛋白分离光谱特性、紫外线吸收特性——检测氨基酸的构型与构象构型configuration：一个分子中原子的特定空间排布（L-型的单一手性分子）构象conformation：组成分子的原子或基团绕单键

3、旋转而形成的不同空间排布旋转异构体rotamer：以优势构象（交错构象staggedconformation）出现的氨基酸残基（用于模建）肽键peptidebond:由一个氨基酸的-羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水缩合而形成的化学键。具有反式(trans)和顺式(cis)两种构型多肽链构象的表征参数（1）扭角(torsionangle)或双面角(dihedralangle)系统（2）多肽链的构象角(,)（3）拉氏构象图（Ramachandraplot）及多肽链构象的允许区二、空间结构组件α螺旋αhelixβ层βsheet环肽链loop

4、转角turnα-螺旋结构（α-helix）多肽链中的各个肽平面围绕同一轴旋转，形成螺旋结构，螺旋一周，沿轴上升的距离即螺距为0.54nm,含3.6个氨基酸残基；两个氨基酸之间的距离为0.15nm;肽链内形成氢键，氢键的取向几乎与轴平行，第一个氨基酸残基的酰胺基团的-CO基与第四个氨基酸残基酰胺基团的-NH基形成氢键。蛋白质分子为右手-螺旋。两亲性amphipathicity螺旋一侧主要分布亲水（荷电、极性）残基，另一侧主要集中疏水残基可用螺旋转轮(helicalwheel)的方式预测对生物活性具有重要作用疏水内核solventexclud

5、edcore蛋白质结构具有的一个共同特征疏水内核是蛋白质折叠的主要驱动力疏水内核是天然蛋白质稳定的基本结构因素β-折叠(β-sheet)折叠的几种形式1.平行型2.反平行型3.混合型扭转的肽链twistedstrand：链都是沿其前进方向不断扭转，从而使实际蛋白质结构中出现的层都不是平直的，而是一种扭转层。右手扭转环肽链（loop)1．回折(reverseturn)（1）β转折（转角）(-turn)在-转角部分，由四个氨基酸残基组成;弯曲处的第一个氨基酸残基的-C=O和第四个残基的–N-H之间形成氢键，形成一个不很稳定的环状结构。这

6、类结构主要存在于球状蛋白分子中（2）γ转折(γ-turn):由3个氨基酸残基构成的转折2．β发夹（1）β发夹(β－hairpin)通过一段短的环链将2条相邻的链连接在一起环链可具有不同的长度（1～4，2）常具有重要的功能性意义（2）β凸起(β－bulge)环肽链的意义连接二级结构元素的主要结构因素，在三级结构预测中，环链区构象的确定具有基本的重要性环链区常常出现在生物活性位置，三维结构构建具有功能意义环肽链结构库——用于结构预测和模建三、蛋白质空间结构层次一级结构（primerystructure）二级结构(secondarystruct

7、ure)结构模体(motif)结构域(domain）三级结构（tertiarystructure)/亚基（subunit）四级结构(quaternarystructure)1.蛋白质的一级结构primerystructure多肽链中氨基酸的排列序列同源(homology)2.蛋白质的二级结构secondarystructure多肽链主链骨架中的若干肽段，各自沿着某个轴盘旋或折叠，并以氢键维系，从而形成有规则的构象，不涉及氨基酸残基的侧链构象。α-螺旋（α-helix）β-折叠(β-sheet)β-转角(β-turn)β-凸起（β-burgl

8、e）无规则卷曲（randomcoil）3.结构模体（supersecondarystructure，motif）介于蛋白质二级结构和三级结构之间的空间结构,指相邻的二级结构单元组