文献综述-蛋白质多级结构的表征方式及测定方法.doc

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1、文献综述■蛋白质多级结构的表征方式及测定方法文献综述蛋白多级结构的表征及测定方式摘要研究蛋白质的结构对生命科学有重要意义，因为明确了蛋白质的结构，有助于了解蛋白质的作用，了解蛋白质如何行使其生物功能，认识蛋白质与蛋白质（或其它分子）之间的相互作用，这无论是对于生物学还是对于生物医学和生物药学，都是非常重要的。蛋白质分子的多级结构可划分为四级，以描述其不同的方面，包括蛋白二级结构、超二级结构和结构域、三级结构、四级结构。关键词：二级结构超二级结构和结构域三级结构四级结构表征和测定方式1蛋白多级结构概述蛋白质分子是由氨基酸首尾相连缩合而成的共价多肽链，每一种天然蛋白质都有自己特有的空

2、间结构或称三维结构，这种三维结构通常被称为蛋白质的构象，即蛋白质的结构。1.1蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构（secondarystructure）是指多肽链中主链原子的局部空间排布即构象，不涉及侧链部分的构象。蛋白质主链构象的结构单元包括：a.螺旋（a—helix）、B■片层结构（B—pleatedsheet）或称B.折迭、B.转角（B—turn或B—bend）、无规卷曲（randomcoiDoa•螺旋有以下儿个特点：①多个肽键平面通过a—碳原子旋转，相互之间紧密盘曲成稳固的右手螺旋。②主链呈螺旋上升，每3.6个氨基酸残基上升一圈，相当于0.54nmo③每一个氨基酸残基中的N

3、H和前面相隔三个残基的8。之间形成氢键。④肽链中氨基酸侧链R,分布在螺旋外侧,其形状、大小及电荷影响a一螺旋的形成。B•片层结构有以下几个特点：①是肽链相当伸展的结构，肽链平面之间折叠成锯齿状，相邻肽键平面间呈110。角。氨基酸残基的R侧链伸出在锯齿的上方或下方。②依靠两条肽链或一条肽链内的两段肽链间的C=O与H形成氢键，使构象稳定。③两段肽链可以是平行的，也可以是反平行的。即前者两条链从“N端”到“C端”是同方向的，后者是反方向的。B■片层结构的形式十分多样，正、反平行能相互交替。④平行的8•片层结构中，两个残基的间距为0.65nm；反平行的8-片层结构，则间距为0.7nm°B

4、■转角结构的特点：蛋白质分子中，肽链经常会出现180。的回折,在这种回折角处的构象就是8■转角。无规卷曲的特点：没有确定规律性的部分肽链构象，肽链中肽键平面不规则排列。图1蛋白质的二级结构1.2蛋白质的超二级结构和结构域超二级结构（supersecondarystructure）是指在多肽链内顺序上相互邻近的二级结构常常在空间折叠中靠近，彼此相互作用，形成规则的二级结构聚集体。目前发现的超二级结构有三种基本形式：。螺旋组合（aa）；B折叠组合（BBB）和Q螺旋B折叠组合（BaB）,其中以BaB组合最为常见。结构域（domain）也是蛋白质构象中二级结构与三级结构之间的一个层次。在

5、较大的蛋白质分子中，由于多肽链上相邻的超二级结构紧密联系，形成二个或多个在空间上可以明显区别它与蛋白质亚基结构的区别。一般每个结构域约由100-200个氨基酸残基组成，各有独特的空间构象，并承担不同的生物学功能。蛋白质的三维空间结构与其功能紧密相关，而超二级结构正是构成三维结构的基本单元。从蛋白质一级结构直接预测三维空间结构非常困难，蛋白质二级结构及超二级结构正是两者直接之间的重要桥梁，因此超二级结构的预测有着重要的研究意义。图2蛋白质的超二级结构图3结构域1.3蛋白质的三级结构蛋白质的多肽链在各种二级结构的基础上再进一步盘曲或折迭形成具有一定规律的三维空间结构，称为蛋白质的三级

6、结构（tertiarystructure）□现也有人认为蛋白质的三级结构是指蛋白质分子主链折叠盘曲形成构象的基础上，分子中的各个侧链所形成一定的构象。侧链构象主要是形成微区（或称结构域）。蛋白质三级结构的稳定主要靠次级键，包括氢键、疏水键、盐键以及范德华力等。这些次级键可存在于一级结构序号相隔很远的氨基酸残基的R基团之间，因此蛋白质的三级结构主要指氨基酸残基的侧链间的结合。图4蛋白质的三级结构1.4蛋白质的四级结构具有二条或二条以上独立三级结构的多肽链组成的蛋白质，其多肽链间通过次级键相互组合而形成的空间结构称为蛋白质的四级结构(quarternarystructure)□其中，

7、每个具有独立三级结构的多肽链单位称为亚基(subunit)。四级结构实际上是指亚基的立体排布、相互作用及接触部位的布局。图5蛋白质的四级结构2蛋白多级结构的测定方式2.1蛋白质二级结构的测定方式蛋白质的二级结构在在维持蛋白质的生理活性的过程中发挥着十分重要的作用。近年来，国内外学者利用各种物理和化学方法对其做了大量的工作。目前，常用的蛋白质二级结构检测方法有X.射线晶体衍射、核磁共振光谱、圆二色光谱、紫外光谱、荧光光谱与红外光谱等⑴。这些方法各有其优缺点。2.1.1X-射线晶体衍