生物化学蛋白质结构

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1、1、多肽与蛋白质a多肽的分子量足够大、具有一定空间结构和构象时，就成为蛋白质。b一级结构和化学结构：一级结构，aa的序列。化学结构，肽链的数目、端基组成、aa序列、-S-S-的位置、等等（共价结构）。c一级结构，从N端到C端的aa的排列顺序。第四节蛋白质的结构（一）蛋白质的一级结构2．一级结构的测定——序列测定前的准备工作：样品的纯度>97%相对分子质量允许误差10%——一级结构的测定主要用小片段重叠的原理1蛋白分子中多肽链的数目2拆分蛋白分子中的多肽链3测多肽链的氨基酸组成4N端和C端的测定5断裂二硫键6多肽链的断裂7测定各肽段的氨基酸顺序8确定肽段在多肽链中的次序9确定二

2、硫键的位置。——找重叠肽从而推断整个肽链的氨基酸序列——肽段的分离和氨基酸序列测定——二硫键位置的确定对角线电泳——蛋白质测序举例insulin2130——一级结构测定展望DNA序列测定发展很快，相应于蛋白质的DNA序列测定出来后，推出蛋白质的序列，蛋白质一级结构的的曙光。（二）蛋白质的高级结构1．维持蛋白质高级结构的主要作用力——化学键氢键离子键疏水键范德华引力二硫键配位键X-射线衍射法、核磁共振、光谱法（红外光谱、紫外差光谱、荧光光谱）、旋光色散法、园二色性、氢同位素交换法等。维持蛋白质构象的次级键2．蛋白质空间结构的研究方法——多肽和蛋白质：当多肽的分子量大到足够具有一

3、定的空间结构时就称为蛋白质。3、蛋白质的结构层次——结构层次：一级结构二级结构超二级结构结构域三级结构四级结构4.蛋白质的二级结构(1)α-螺旋1950年美国Pauling等人在研究纤维状蛋白质时，提出了α-螺旋，后来发现在球状蛋白质分子中也存在α-螺旋。0.15nm100º0.5nm——蛋白质的二级结构是指多肽链本身的折叠和盘绕方式。氢键；稳定性：同电荷、Pro、Gly、大R。氢键(2)β-折叠也是pauling等人提出来的，它是与α-螺旋完全不同的一种结构。①β-折叠主链骨架以一定折叠形式形成一个折叠片层。②在两相邻肽链间形成氢键③有平行和反平行两种形式④每aa在主轴所占

4、距离为：平行0.325nm，反平行0.35nm。(3)β-转角(β-turn)β-转角是指蛋白质分子的多肽链经常出现180º的回折，在回折角上的结构就称β-转角，也称发夹结构，或称U形转折。由第一个氨基酸残基的C=O与第四个氨基酸残基的N—H之间形成氢键。(4)无规卷曲无规卷曲：指表面上看没有规律性的肽链结构，但许多蛋白质的功能部位常常埋伏在这里。(5)胶原纤维胶原蛋白中的一种特殊二级结构：甘氨酸、脯氨酸（羟脯氨酸）、其它氨基酸组成的三肽单位重复单位——左手螺旋——三股螺旋进一步形成右旋的超螺旋结构。(6)二级结构举例——α-角蛋白——丝蛋白——胶原蛋白5.蛋白质的超二级结构

5、和结构域（1）超二级结构：是1973年Rossmann提出的，它是指二级结构的基本结构单位（α-螺旋，β-折叠等）相互聚集，形成有规律的二级结构的聚集体。已知的超二级结构主要有αα，βαβ，ββ。结构域：是1970年Edelman提出的，它是指在较大的球状蛋白质分子中，多肽链往往形成几个紧密的球状构象，彼此分开，以松散的肽链相连，此球状构象就是结构域。最常见的结构域约含100～200个氨基酸残基，少至40个左右，多至400个以上。结构域是球状蛋白质的折叠单位，多肽链折叠的最后一步是结构域的缔合。（2）结构域对那些较小的蛋白质分子来说，结构域和三级结构往往是一个意思，也就是说是

6、单结构域的。一般来说，大的蛋白质分子可以由2个或更多个结构域组成。6.蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构：是指在二级结构基础上，多肽链再进一步折叠盘绕成更复杂的空间结构，三级结构主要靠非共价键来维持。1963年kendrew等通过x-射线衍射分析，测得鲸肌红蛋白空间结构(1)一条多肽链折叠盘绕成近球状构象。(2)80%α-螺旋（A…H），其余无规卷曲，(3)亲水基——表面，疏水基团——内部。(4)血红素辅基垂直伸出分子表面，通过一个His残基和分子内部相连。7.蛋白质的四级结构四级结构：是指蛋白质的亚基聚合成大分子蛋白质的方式亚基：是指一条多肽链或以共价链连接在一起的几条多肽链

7、组成的蛋白质分子的最小共价结构单位。英国科学家Max.Perutz：血红蛋白（hemoglobin），四个亚基组成，2个α-亚基，2个β-亚基，每个亚基由一条多肽链与一个血红素辅基组成。４个亚基以正四面体的方式排列，彼此之间以非共价键相连（主要是离子键、氢键）。（一）蛋白质一级结构与功能的关系1．镰刀状红细胞贫血病（sickle-cellanemia）第五节蛋白质的结构与功能HbAβ-链：Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys…HbSβ-链：Val-His-Leu-Thr-Pro