蛋白质分子的结构与功能36623

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1、万方数据生物学通报2010年第45卷第3期蛋白质分子的结构与功能徐国恒(北京大学医学部生-理与病理生理系北京100191)摘要讨论蛋白质分子的结构特征。蛋白质分子是由约20种氨基酸残基组成的多肽。蛋白质的分子结构有4个层次．即一级、二级、三级和四级结构。蛋白质分子高度有序的结构是其执行特定生理功能基础。关键词蛋白质结构功能中国图书分类号：Q51文献标识码：A在生命体内。蛋白质分子是南约20种氨基酸性氨基酸的侧链疏水基团，具有避开水分子，相互残基组成的单链或多链多肽。通常，把含50个氨聚集并将自身藏于蛋白质分子内部的自然趋势

2、，基酸残基以上者称为蛋白质。含50个氨基酸残基这种结合力叫疏水键，帮助蛋白分子内部形成疏以下者则常常被称为多肽(polypeptide)。水区域。1蛋白质分子的结构层次由单条肽链形成的蛋白质只有一级、二级和蛋白质具有特定和高度有序的结构。蛋白质三级结构。然而，细胞内许多蛋白质分子含有2条的分子结构有4个层次．即一级、二级、j级和四或多条肽链才能全面地执行功能，单独的l条肽级结构。链一般没有生物学功能。每条肽链都有完整的i一级结构是指蛋白质肽链中的氨基酸共价结级结构，称为蛋白质的亚基(subunit)。这种蛋白质合的排列顺序

3、。是最基本的结构。二级结构是指肽分子的各个亚基的空间位置及亚基接触部位的布链骨架原子即氨基氮和碳原子的相对空间位置，局，即是蛋白质的四级结构。在四级结构中，各亚主要包括Ot一螺旋、13一折叠、B一转角和无规则卷基问的结合与维持力主要是氢键和离子键等非共曲，并不涉及侧链基团的构象。由于分子量很大，价键，但有时共价键对2个亚基的连接也起十分一个蛋白质分子可含有多个或多种二级结构。三重要的作用。例如，胰岛素蛋白分子南A、B2条级结构是指肽链中全部氨基酸残基的相对空间位肽链组成，除了A链内部有1个二硫键，A链和B置。包括每一个原子

4、在三维空间的排列位置。三级链之间也通过2个二硫键连接在一起(见下图)；结构的形成和稳定主要靠非共价键．包括疏水键、免疫球蛋白的轻链(亚基)和重链(亚基)之间的结离子键(盐键)、氢键和范德华引力等。例如，疏水合，也是靠链间二硫键实现的。A链Gly—Ile—Val—Glu—Glu—cys—cys—Ala—ser—Val—cys—ser—Leu一7I扣一Gln—Leu—GIu—Ash一7Ip—Gys—Asn21jS．．．．．．．．．．．．．．．．．．——SSB链Phe—Val—Ash—Gin—His—Leu—Cvs—Glv-Se

5、r-His-Leu—Val—Glu—Ala—Leu一7I扣一I七u—Val—Cys—GJy—Glu—Arg—Gly—Phe—Phe—Ty卜n卜Pm—Lys一址a3l胰岛素蛋白分子的链内二硫键和链间二硫键网中的Cys是半胱氨酸的英文缩写up、‘P＼P＼PRPtP、PtPtPt，qPqPtPkPtPtPtPtPtPo”oPt，‘6，胚乳细胞的基因型为MMmNnn。可知形成受精极核的2个极核的基因型分别为Mn、Mn，精子的基因型为mN，同一种子中，形成受精卵中的精子、卵细胞的基因型分别与受精极核中的精子、极核的基因型相同．所以胚

6、的基因型为MmNn。答案．1)3；2)细胞的全能性；无性生殖；3)缩短育种年限，提高成活率；4)MmNn。矿崦P吣P吨p吣妒吣声吨沪吨P、，．．芦‘、，、P、p、P吨P吣P吣≯’吣P吨P吣jp吨jP主要参考文献l彭奕欣．中国中学教学百科全书·生物卷．沈阳：沈阳出版社，1996：29．2旷仁平，姜孝成，刘姜瑾等．胚乳的发育及其调控．植物生理学通讯，2006，42(2)：182—189．3王绍明．胚乳．丝路学刊，1995，(4)：59—61．(E-mail：ych7010ych@126．corn)万方数据2010年第45卷第3

7、期生物学通报蛋白质的二级、三级和四级结构，统称为高级结构或空间构象(conformationl，是蛋白质功能多样性的结构基础。一级结构可理解为氨基酸排列的一维线性结构，高级结构可理解为蛋白质分子中各个基团的三维空间结构。与稳固的一级结构不同．蛋白质的高级结构只具有相对的稳定性，可以发生程度不等的变化，导致蛋白质构象改变，从而可使蛋白质正在执行的生理功能发生变化。2蛋白质的结构域蛋白质分子的高级结构可以被更细致地划分为不同的结构区域，简称结构域(domain)。结构域的划分．主要基于氨基酸残基的化学性质和结构特征，有时则基于

8、该区域的生物学功能来划分。一个或者几个结构域一起，可调节蛋白质的某项特定功能。例如，糖皮质激素是具有抗炎，调节糖、脂、蛋白代谢等广泛生理作用的激素，与细胞核内的受体蛋白分子结合发挥作用。糖皮质激素的受体蛋白质分子。和其他激素和药物的细胞核内受体蛋白质一样。被分为DNA结合结构域、激素结合结构域、和转录激