蛋白质的二级结构

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1、蛋白质的二级结构肽键肽键由于共振而具有部分双键性质，因此，肽键比一般C-N键短，且不能自由旋转肽键原子及相邻的a碳原子组成肽平面相邻的a碳原子呈反式构型蛋白质的二级结构概念：蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象.蛋白质二级结构的主要形式-螺旋(-helix)-折叠(-pleatedsheet)-转角(-turn)无规卷曲(randomcoil)（一）-螺旋1951年提出-螺旋结构模型背景知识肽键具有部分双键性质。充分意识到氢键在蛋白质结构中的重要作用。X-射线晶体学研究表明组成

2、头发和豪猪刺的蛋白质的空间结构里存在重复结构。特征：1、每隔3.6个AA残基螺旋上升一圈，螺距0.54nm;2、螺旋体中所有氨基酸残基R侧链都伸向外侧，链内氢键几乎都平行于螺旋轴;3、每个氨基酸残基的>N-H与前面第四个氨基酸残基的>C=0形成氢键，肽链上所有的肽键都参与氢键的形成。影响α-螺旋形成的因素R基团的电荷性质多聚赖氨酸在pH7的水溶液中不能形成α-螺旋，而是以无规则卷曲形式存在。R基团的大小多聚亮氨酸由于R基团的空间阻碍不能形成α-螺旋。多聚脯氨酸也不能形成α-螺旋。（二）-折叠两种-折叠方式反平行：肽链的N端不处于同一端，氢键与肽链走向

3、垂直。如：丝心蛋白。平行：所有肽链的N端处于同一端，氢键不与肽链走向垂直。如：β-角蛋白。（三）-转角（四）无规则卷曲蛋白质的折叠蛋白质中氨基酸序列决定蛋白质的空间结构。有些蛋白质的折叠需要其它蛋白质如分子伴侣的帮助。折叠过程中存在中间产物。疏水相互作用是蛋白质折叠的主要驱动力。蛋白质的超二级结构在蛋白质分子中，特别是球状蛋白质中，由若干相邻的二级结构单元（即α—螺旋、β—折叠片和β—转角等）彼此相互作用组合在一起，，形成有规则、在空间上能辨认的二级结构组合体，充当三级结构的构件单元，称超二级结构。结构域多肽链在超二级结构基础上进一步绕曲折叠而成的相对独立的

4、三维实体称结构域。甘油醛3-P脱氢酶结构域蛋白质的三级结构整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。抹香鲸肌红蛋白（Myoglobin）的三级结构分子中多肽主链由长短不等的8段直的α螺旋组成最大的螺旋含23个残基最短的7个残基，分子中几乎80%的氨基酸残基都处于α螺旋区中。拐弯是由1—8个残基组成的无规则卷曲。血红素辅基His93核糖核酸酶三级结构示意图NHis12CHis119Lys41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大多数非极性侧链埋在分子内部，形成疏水核；而极性侧链在分子表面，形成亲水面。蛋白质的

5、三级结构具有明显的折叠层次。球状蛋白的三级的结构特征亚基之间的结合力主要是疏水相互作用。蛋白质的四级结构蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，称为蛋白质的四级结构。有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链，每一条多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白质的亚基(subunit)。血红蛋白的四级结构总结从一级结构到四级结构血红蛋白蛋白质的一级结构是它的氨基酸序列蛋白质的二级结构是由氢键导致的肽链卷曲与折叠PrimarystructureSecondarystructure蛋白质的三级结构是多肽链自然形成的三维结构蛋白质的四级结构是亚基的空间排列Po

6、lypeptide(singlesubunitoftransthyretin)Transthyretin,withfouridenticalpolypeptidesubunitsTertiarystructureQuaternarystructure蛋白质结构与功能的关系TheRelationofStructureandFunctionofProtein（一）一级结构是空间构象的基础一、蛋白质一级结构与功能的关系牛核糖核酸酶的一级结构二硫键天然状态，有催化活性尿素、β-巯基乙醇去除尿素、β-巯基乙醇非折叠状态，无活性当用透析的方法除去变性剂和巯基乙醇

7、后，发现酶大部分活性恢复，所有的二硫键准确无误地恢复原来状态。若用其他的方法改变分子中二硫键的配对方式，酶完全丧失活性。这个实验表明，蛋白质的一级结构决定它的空间结构，而特定的空间结构是蛋白质具有生物活性的保证。镰刀状细胞贫血病正常的红细胞（左图）与镰刀状红细胞（右图）的区别正常与异常的差异N-val·his·leu·thr·pro·glu·glu·····C(146)HbSβ肽链HbAβ肽链N-val·his·leu·thr·pro·val·glu·····C(146)这种由蛋白质分子发生变异所导致的疾病，称为“分子病”。一个残基的改变为什么会带来如此大的变

8、化呢？血红蛋白单个（2个）氨基酸的改变