蛋白质化学与蛋白质组学 课件.ppt

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1、蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构包括：一级结构二级结构三级结构四级结构空间结构（构象）一.蛋白质的分子组成蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子.参与蛋白质构成的编码氨基酸有20种.氨基酸的结构通式:组成蛋白质的氨基酸为L--氨基酸COOHCOOHH2NCHHCNH2RRL--氨基酸D--氨基酸非极性中性氨基酸NHCH32CH2极性中性氨基酸Cys，酸性氨基酸碱性氨基酸H2N-C-NH—=NH二.蛋白质的一级结构一级结构(primarystructrure)：多肽链中氨基酸的排列顺序.DNA多肽链

2、一级结构蛋白质空间结构转录翻译折叠卷曲在一级结构中,氨基酸之间通过肽键连接.有些蛋白质中还含有二硫键多肽链的结构侧链N-末端C-末端主链骨架HOH多肽链主链(骨架):由肽键和-碳原子交替排列而成反式构象肽键平面肽键中的4个原子和与之相邻的两个-碳原子位于同一刚性平面内，称为肽单元(-C-CO-NH-C-).两个相邻的肽键平面可以通过C而相对旋转,形成的角度称两面角.两面角的旋转,使多肽链折叠成具有一定特征的空间构象,主链骨架构象是由一系列C的成对两面角所决定的.三.蛋白质的空间结构多肽链在一级结

3、构的基础上折叠,卷曲形成的立体结构.空间构象的稳定主要依赖各种非共价键维持，包括：氢键、离子键、疏水作用力、范德华力等。(一)蛋白质的二级结构二级结构(secondarystructure)：多肽链主链形成的局部空间结构,主要靠氢键维持构象稳定.基本类型：包括螺旋,折叠,转角,无规卷曲以及无序结构等.每种类型中,又含有不同的种类.均是以肽键平面为单位，在α-碳处发生转折形成的主链局部结构。-螺旋(α-helix):3.6AA0.54nm-折叠(-pleatedsheet)β-转角（β-turn）:肽链

4、出现180º回折处的结构。蛋白质各肽段形成何种二基结构，主要由多肽链中氨基酸的排列顺序所决定。一种蛋白质可以兼有多种二级结构，也可以某种二级结构为主。RNase的分子中的二级结构示意图α-螺旋β-折叠β-转角无规卷曲肌红蛋白(Mb)N端C端丝心蛋白(fibroin)介于二级和三级结构之间的结构层次：超二级结构（supersecondarystructure）：多肽链内两个以上的二级结构肽段，在空间上相互接近，形成有规则的二级结构组合，又称模体（motif）。包括αα、βββ、βαβ等形式。钙结合蛋白中结合钙

5、的模体结构域既是多肽链的独立折叠单位，也是蛋白质的功能部位。许多蛋白质属于多结构域蛋白。结构域（structuraldomain）多肽链中，由部分肽段紧密折叠，形成在空间上可明显区分、相对独立的区域性结构。构成结构域的氨基酸残基约100-400个.重链轻链结构域IgG的结构域（二）蛋白质的三级结构三级结构(tertiarystructure)是指整条多肽链所有原子在三维空间的排布位置,包括主链和侧链的的全部构象.三级结构的形成和稳定主要靠非共价键,不少蛋白质中二硫键也有重要作用.三级结构示意图二硫键极性基团

6、离子键三级结构的形成(1)三级结构是在二级结构的基础上折叠形成.(2)多肽链的氨基酸顺序储存着蛋白质折叠的信息,决定了多肽链折叠和三级结构形成的自发性.(3)多肽链的正确折叠还需要一些蛋白质和酶的协同如分子伴侣,蛋白质二硫键异构酶.三级结构的基本类型全类型，反平行类型，平行/类型，不规则结构类型等。(三)蛋白质的四级结构四级结构(quaternarystructure)：是由两条和两条以上的具有独立三级结构的多肽链,通过非共价键有序排列形成的构象.构成四级结构的每条多肽链又称为亚基(subunit)

7、.各亚基间只以非共价键连接,不存在共价键.亚基是独立的结构单位,不是独立的功能单位.哺乳类超氧化物歧化酶是(2)同源二聚体,过氧化氢酶是(4)同源四聚体;HbA是(22)异源四聚体;G蛋白是()异源三聚体.血红蛋白四级结构示意图HbA：22四级结构蛋白质形成的意义:生物体内许多蛋白质是由多个亚基结合而完成其功能的.亚基间相互配合可完成复杂的功能有利于进行复杂精细的调节大肠杆菌DNApolⅢ：由10种亚基组成异源多聚体,不同亚基在DNA合成中分别发挥不同功能.