《蛋白质的三维结构》PPT课件

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1、第三章蛋白质的高级结构一、蛋白质的一级结构二、蛋白质的二级结构三、蛋白质的三级结构四、蛋白质的四级结构五、稳定蛋白质三维结构的作用力P207，掌握引言蛋白质的多肽链并不是线形伸展的，而是按一定方式折叠盘绕成特有的空间结构。蛋白质的三维构象，也称空间结构或高级结构，是指蛋白质分子中原子和基团在三维空间上的排列、分布及肽链的走向。高级结构是蛋白质表现其生物功能或活性所必须的，包括二级、三级和四级结构。蛋白质的分子结构包括：一级结构(primarystructure)二级结构(secondarystructure)三级结构(ter

2、tiarystructure)四级结构(quaternarystructure)高级结构一.一级结构（线性结构）1、蛋白质的一级结构(primarystructure)指它的氨基酸序列。首N端末C端其中的氨基酸称氨基酸残基一级结构1969年，国际纯化学和应用化学协会经过讨论规定一级结构只指蛋白质分子中氨基酸残基的排列顺序，又称共价结构、主链结构。其内容包括：肽键、氨基酸的种类和数目，氨基酸的排列顺序、肽链数目、二硫键及酰胺基的位置等。一级结构要点：1.蛋白质通过肽键-CO-NH-这一基本方式连接而成。2.每一种蛋白质都有相似

3、的肽主链结构，各种蛋白质间的差异是蛋白质的氨基酸种类、数量及排列顺序不同。3.氨基酸的α-NH2和α-COOH缩合，只有末端及侧链基团有化学活性。4.每个蛋白质或每个蛋白质的亚基只有一个α-NH2和α-COOH5.分子量大于6000的活性肽才能称为蛋白质。我国1965年在世界上第一个用化学方法人工合成的蛋白质就是这种牛胰岛素。二硫键二硫键半胱氨酸半胱氨酸胱氨酸-SH巯基价键牢固，稳定蛋白质结构提问：维持蛋白质一级结构的作用力是?化学键。答案：肽键、二硫键H2肽键中C-N键具有部分双键性质，因此组成酰胺的原子处于同一平面共振形

4、式多肽链＝通过可旋转的α-碳原子连接的酰胺平面链提问：是不是蛋白质可以有无数种构象？在特定状态下呢？与什么有关答案：是；一种，受力提问：影响蛋白质构象的作用力有哪些？内力（内因）蛋白质分子内各原子间作用力外力（外因）与溶剂及其他溶质作用力内因为主，外因通过改变内因起作用按不同种类内力以及产生的构象变化把构象划分为二、三、四级层次。二、蛋白质的二级结构1．二级结构的涵义（掌握）指蛋白质多肽主链自身的折叠方式。二级结构仅仅是主链构象，不涉及侧链基团的空间排布。这些主链基本构象都是以酰胺平面为基本结构单位。以氢键稳定结构。主要的化

5、学键：氢键P2072．酰胺平面与二面角肽键具有部分双键的性质，不能自由转动。因此，每个肽单位的六个原子都被酰胺键固定在同一个平面上，这一平面称为酰胺平面，也叫肽平面。它是一个刚性平面，参与肽键的6个原子C1、C、O、N、H、C2的相对位置都是固定不变的。位于同一平面，C1和C2在平面上所处的位置为反式构型。二面角因为肽键不能自由旋转，所以肽键的四个原子和与之相连的两个α碳原子共处一个平面称肽平面。肽平面内的C=O与N－H呈反式排列，各原子间的键长和键角都是固定的。肽链可看作由一系列刚性的肽平面通过α碳原子连接起来的长

6、链，主链的构象就是由肽平面之间的角度决定的。主链上只有α碳原子连接的两个键是单键，可自由旋转。绕Cα－N1旋转的角称Φ，而绕Cα－C2旋转的角称Ψ。这两个角称为二面角。规定当旋转键两侧的肽链成顺式时为0度。取值范围是正负180度，当二面角都是180度时肽链完全伸展。由于空间位阻，实际的取值范围是很有限的。3．二级结构的基本构象（掌握）：-螺旋(-helix)-折叠(-pleatedsheet)-转角(-turn)无规卷曲(randomcoil)它们广泛存在于天然蛋白质内。但各种类型的二级结构并不是均匀地分布在蛋白

7、质中。某些蛋白质，如血红蛋白和肌红蛋白含有大量的α-螺旋，而另一些蛋白质如铁氧还蛋白（Trx）则不含任何的α-螺旋。不同蛋白质中β-折叠的含量和β-转角的数目也有很大的变化。（一）-螺旋α-螺旋是蛋白质分子中最常见、最典型、含量最丰富的很稳定的二级结构元件。①α-螺旋的结构特征：螺旋方向为右手螺旋（天然蛋白质中几乎所有α螺旋都是右手螺旋）；每3.6个残基旋转一圈，螺距为0.54nm，每个残基占0.15nm；氢键是α-螺旋稳定的次级键：左手和右手螺旋O……（氢键）………H—C—（NH—CH—CO）3—N—R由同一条肽链内每3

8、个氨基酸残基的两个肽键衍生而来每个残基的亚氨基（NH）与它前面第四个残基的羰基（C=O）氧原子形成氢键，氢键与螺旋轴近乎平行，大量链内氢键维系α-螺旋的稳定。影响螺旋形成的因素（P208，熟悉）(1)R侧链对α-螺旋的影响R侧链的大小和带电性决定了能否形成α-螺旋以及形成的α-螺旋的稳定性