生物化学课件蛋白质结构与功能

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1、五、蛋白质的结构蛋白质是由一条或多条多肽链以特殊方式组合成的生物大分子。蛋白质与多肽并无严格的界线，通常是将分子量在6000道尔顿(dalton,d)以上的多肽称为蛋白质。蛋白质分子量变化范围很大,从大约6000到100万道尔顿甚至更大。1.构型和构象构型(configuration)：立体异构体分子中取代原子或者基团的取向。这种排列的改变会牵涉到共价键的形成和破坏，但与氢键无关。例如氨基酸的D-和L-型。构象(conformation)：取代基团单键旋转时形成的不同的立体结构，这种空间位置的改变会牵涉到氢键的形成和破坏，但共价键不被破坏。一级结构二级结构三级结

2、构四级结构aa顺序α-螺旋多肽链寡聚蛋白（单体蛋白或亚基）2.蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构(primarystructure)指蛋白质分子中氨基酸残基的排列顺序。蛋白质的化学结构包括组成蛋白质的多肽链数目，多肽链的氨基酸序列，以及多肽链内或链间二硫键的数目和位置。二硫键（disulfidebond）：由肽链中相应部位上两个半胱氨酸残基的侧链脱氢形成。链间二硫键链内二硫键我国1965年在世界上第一个用化学方法人工合成这种牛胰岛素。牛胰核糖核酸酶的一级结构（1）蛋白质样品的预处理；（2）测定每条多肽链的氨基酸组成；（3）测定多肽链的N-末端和C-末端；（4）应用

3、两种或两种以上不同的水解方法将所要测定的蛋白质断裂，各自得到一系列大小不同的肽段；（5）分离提纯所产生的肽，并测定它们的序列；（6）从有重叠结构的各个肽的序列中推断出蛋白质中全部氨基酸顺序。蛋白质一级结构测定的步骤（3）分析多肽链的N-末端和C-末端;N-端氨基酸分析法：DNFB法、Edman法、氨肽酶法（肽链外切酶，它能从多肽链的N-端逐个的向里水解）C-端氨基酸分析法：羧肽酶法（肽链外切酶，它能从多肽链的C-端逐个的向里水解）、肼解法肼解法多肽与肼在无水条件下加热，C-端氨基酸即从肽链上解离出来，其余的氨基酸则变成肼化物；肼化物能够与苯甲醛缩合成不溶于水的物

4、质而与C-端氨基酸分离。3、多肽链折叠的空间限制肽键带有双键的性质，主链上1/3的键不能自由旋转。肽键中的四个原子和它相临的两个α—C原子都处于一个平面上（酰胺平面）。多肽链＝通过可旋转的α-碳原子连接的酰胺平面链二个肽平面旋转时受到α—C原子上侧链R基空间位阻的影响。蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构(SecondaryStructure)是指蛋白质多肽链本身的折叠和盘绕方式。它只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成的氢键。主要有-螺旋、-折叠、-转角、无规卷曲等。（1）-螺旋(-helix)——最常见多肽链中的各个肽平面围绕同一轴旋转，形成螺旋结构，螺

5、旋一周，沿轴上升的距离即螺距为0.54nm,含3.6个Aa残基；两个Aa之间的距离为0.15nm；Aa残基侧链伸向外侧，相邻的螺圈之间形成链内氢键；天然蛋白质的-螺旋通常都是右手-螺旋。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基与第五个氨基酸残基酰胺基团的-NH基形成氢键。-螺旋有左旋和右旋两种，右旋比左旋更加稳定，因此也更常见。影响-helix不稳定的因素：a.多肽链中连续存在带相同电荷的氨基酸；b.多肽链中有Pro时，则α－helix中断，产生一个“结节”；c.R基团太大，造成空间阻碍作用。（2）β－折叠(β－pleatedshee

6、t)两条或多条几乎完全伸展的肽链通过链间的氢键交联而形成的；肽链的主链呈锯齿状折叠构象，R基团处于折叠平面的两侧。平行式反平行式β－折叠中的氢键与α-螺旋中的氢键有何不同？（3）β－转角（β－turn）或β－迴转结构（β－reverseturn）多肽链经常出现180°的回折，这个回折角就是β－转角结构；它由四个Aa残基组成;回折处的第一个Aa残基的-C=O和第四个Aa残基的–N-H之间形成氢键，形成一个不很稳定的环状结。（4）无规卷曲（nonregularcoil）或自由回转（randomcoil)没有一定规律的松散的肽链结构，通常酶的活性中心常处在这一构象区

7、域里。β－转角β－折叠－螺旋无规卷曲4.超二级结构和结构域超二级结构(supersecondarystructure)：是指若干相邻的二级结构中的构象单元彼此相互作用，形成有规则的，在空间上能辨认的二级结构组合体。通常有βαβ，βββ，αα，ββ。βαβααβ×β结构域（domain）：是在超二级结构基础上进一步卷曲折叠成紧密的近似球状的结构，在空间上彼此分隔，各自具有部分生物功能的结构。βαβ由4个βαβ组成的α/β桶结构域α/β桶结构域：丙酮酸激酶小的蛋白质分子只有一个结构域√结构域＝三级结构大的蛋白质分子有数个结构域丙酮酸激酶己糖激酶前清蛋白肌红蛋白免疫

8、球蛋白5.三级结构（Te