biochemistrye6翻译第二章蛋白质的组成和结构

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1、第二章蛋白质的组成和结构（第六版）PrimarySecondarystructurestructureTertiarystructureQuarternarystructureChapter2Openc*©2WWHffTtman"Ccmp«nr人胰岛素晶体。胰岛素是蛋白激素，是人体维持适当血糖浓度的关键。多肽链的氨基酸序列（一级结构）决定了蛋白质的性质。胰岛素两条多肽链折叠形成单一胰岛素分子的三级结构。六个胰岛素分子之间相互作用形成复合物。这种复合物结构，即胰岛素分子之间的相互作用叫蛋白质四级结构。在适当条件诱导下，胰岛素

2、复合物能形成晶体。蛋白质晶体可以用来进行蛋白质结构测定。生物体内蛋白质的功能多样，它们在所有的生物过程中起关键作用。蛋白质能充当生物催化剂（酶），能储存、运输其它分子如氧气，能给生物体提供机械支持力和免疫力，能产生运动、发射神经冲动、控制生物体的生长与发育。实际上，本书大部分内容集中讨论蛋白质能执行哪些功能，以及蛋白质执行这些功能的分子机理。蛋白质具备几个关键性质使蛋白质能够执行各种各样的生物功能。1.蛋白质是肽键连接氨基酸的线性聚合物。蛋白质能自动折叠成三维结构，而且蛋白质的三维结构取决于蛋白质的氨基酸序列。蛋白质的功能

3、直接依赖于蛋白质的三维结构（图2」）。因此，蛋白质是一维的分子序列向三维的分子功能转化的具体体现。2.蛋白质有很多功能基团。这些功能基团包括醇務基、疏基、疏瞇基、竣基、酰胺基、和不同的械性基团。大多数基团有化学反应性。氨基酸序列不同，其功能基团的组合就不同，这解释了不同蛋白质执行不同功能的原因。功能基团的化学反应性是酶催化活性必需的（见第8至第10章）。3.蛋白质分子之间或者蛋白质与其它分子之间能相互作用形成复合物。复合物的蛋白质组分协同作用能够执行单一组分无法完成的功能（图2.2L例如大分子复合物执行DNA复制、细胞内信

4、号传递、以及其它必需的生物过程。4.有些蛋白质很坚硬，但有些蛋白质很柔软。坚硬的蛋白质可以作为细胞骨架或粘联组织的结构元件。而有一定柔软度的蛋白质可以充当绞合部（hinges）,弹簧（springs）,或杠杆（levers）o这些绞合部（hinges）、弹簧（springs）、或杠杆（levers）对有些蛋白质的功能、蛋白质之间的相互作用或蛋白质与其它成分相互作用形成复合物、或者在细胞内或细胞间传递信息是必需的。Figure2-1Biochemistry,SixthEdition©2007W.HFreenun«ndComp

5、any图2」结构决定功能。DNA复制机器的一个蛋白组分围绕DNA双螺旋的一个区域（圆柱形）。含有两个完全相同亚基的蛋白质（分别用红色和黄色表示）像一把夹子夹住复制DNA,使复制DNA不会与复制机器解离。图2.2蛋白质复合物。昆虫飞行组织切片的电子显微镜图谱，其中两种蛋白质纤维呈六边形排列［CourtesyofDr.MichaelReedy］。IronFigure2-33—的”SterhmsC2007W.H.Ftc««n*ftJftdCompMiy图2.3柔软性与功能。乳转铁蛋白与铁离子结合后发生构象变化，使其它分子能够区分

6、铁离子结合型和游离型乳转铁蛋白。［自ILFH.pdb和ILFGpdb描绘］2.1蛋白质的氨基酸组分有20种氨基酸是蛋白质的组分。a-氨基酸有一个中心碳原子，即a-碳原子，它与一个氨基、一个竣基、一个氢原子、和一个独特的R基团连接。通常将R基团称为侧链。如果碳原子所连接的四个基团各不相同，这个碳原子就是手性碳原子。手性碳原子有两种构型，即L■型和D■型（图2.4）。LisomerDisomer円曲24ftoc/MMtry.Sat角C2007W.H*ndCompany图2.4氨基酸的L■型和D■型异构体。字母R表示侧链。L■型

7、和D■型之间互为镜像。蛋白质的氨基酸组分都是L■型，没有D■型。几乎所有的氨基酸的L■型异构体，其绝对构型是S■型而不是R■型（图2.5）。人们花了很大的精力研究蛋白质氨基酸采用L■型的原因，但至今没有令人满意的解释。尽管选择L・型看上去有些主观，但是在进化早期一旦选定就固定下来，导致今天的蛋白质氨基酸组分仍然是L•型。FiQur#2«S•MbemhentUnfh33O2007WHFmnun«ndComp(x>图2.5蛋白质的氨基酸组分只有L■型。几乎所有L■型氨基酸的绝对构型是S型，即从最高优先权替代基团至最低优先权替代

8、基团呈逆时针时表明该手性碳原子是S■构型。中性pH溶液中氨基酸主要是双极性离子解离型（也称为两性离子）。此时，氨基质子化成鞍离子（.NHj）,竣基脱质子成竣酸根离子（-COO-）.氨基酸的解离状态受溶液pH值影响（图2.6）。在酸性溶液中（如pHl）,氨基酸的氨基质子化（・NH/）,但裟基不解离（・CO