蛋白质的三维结构ppt课件.ppt

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1、第二部分　蛋白质的三维结构第一节蛋白质三维结构概述第六节蛋白质的变性与复性第二节蛋白质二级结构第三节蛋白质超二级结构和结构域第四节球状蛋白质与三级结构第五节蛋白质的亚基缔合与四级结构第一节蛋白质三维间结构概述一、蛋白质三维结构的形成原因蛋白质三维结构决定于三个因素（P197）：与溶剂分子（一般是水）的相互作用。溶剂的PH和离子组成。蛋白质的氨基酸序列。？氨基酸的成肽反应：1.一般的C-N单键>肽键C-N>一般的C=N双键。（键长1.49Å)（键长1.32Å）（键长1.27Å)因此肽键具有部分双键的性质，不能沿C-N自由旋转。2.C=O和NH2中的O

2、原子与H原子成反式排列。(一)肽键的特点:（P204-206）CαCαCαC-N肽键：具有部分双键的性质，不能沿C-N自由旋转。N-Cα键：旋转角为φC-Cα键：旋转角为ψ可以自由旋转φ和ψ称为<二面角>3.与C-N键相连的N-Cα和Cα-C可自由旋转,旋转角分别为φ和ψ。ψ:Psai/Psiψφ因为肽键不能自由旋转,所以肽键中的四个原子：C、O、N、H和它相邻的两个Cα处于同一平面，形成酰胺平面（肽单元，肽平面）。(二)肽单元（P204-206）两个相邻的肽单元φ，ψ：“二面角”φ，ψ代表了两个相邻肽单元（肽平面）之间的可以自由旋转的角。肽单元(

3、肽平面)空间结构的显著特征：肽键具备部分双键性质，不能自由旋转；肽单位呈刚性平面结构（六原子位于同一平面）；在肽单位上，羰基氧与亚氨基氢呈反式构型。肽单位的定义：是肽链主链上的重复结构。是由参与肽键形成的氮原子、碳原子、羰基氧原子、酰胺氢原子和两个相邻的α-碳原子组成的一个平面单位。使得蛋白质具备了具有不同的空间构象（三维结构）的结构条件。φ和ψ（二面角）的变化决定了两个相邻肽平面在空间的相对位置。影响蛋白质三维结构形成的因素：与溶剂分子的相互作用。溶剂的PH和离子组成。蛋白质的氨基酸序列。二、蛋白质空间结构层次一级结构（primarystruct

4、ure）：二级结构（secondarystructure）超二级结构和结构域三级结构（tertiarystructure）四级结构（quaternarystructure）空间结构（三维结构）共价结构注意：并不是所有的蛋白质都具有三维结构。一些简单的短肽，在生物体中就是以单纯的线形形式存在，但同样具备生物学活性（如谷胱甘肽GSH）。具备空间结构的蛋白质未必都同时具有二级、三级和四级结构。蛋白质由于自身复杂程度的不同，以不同的结构形式存在，有的蛋白质只具有二级结构，有的具有三级结构，还有一些蛋白质具备四级结构。三、研究蛋白质空间结构的重要性例：细胞色

5、素C：在进化中发生了相当大的变化，亲缘关系越远，变化越大。但是对于真核生物来讲，虽然不同真核生物体内细胞色素C的一级结构差别较大，但是在真核生物体内发挥的作用却是相似的。高级结构在其功能行使中发挥作用。蛋白质的高级结构与其生物学功能息息相关（蛋白质特定的生物功能寓于特定的空间构象中）四、蛋白质空间结构的研究方法（P197-200）（一）研究晶体蛋白质空间结构的方法X射线衍射法（二）研究溶液中蛋白质构象的光谱学方法紫外差光谱荧光和荧光偏振圆二色性核磁共振（一）X射线衍射法至今研究蛋白质的三维结构所取得的主要成就主要是应用间接的X-射线衍射法取得（X-

6、raydiffractionmethod）。原理：由X射线管产生X射线（λ=0.154nm）投射到蛋白质晶体上，散射后的衍射波包含蛋白质构造的全部信息，得到一张衍射图案。用数学方法进行重组，绘出电子密度图,从中构造出三维结构图象---分子结构模型。X-射线只能用于测定晶体结构,不能用于测单个分子的结构。特点：（二）研究溶液中蛋白质构象的光谱学方法紫外差光谱荧光和荧光偏振圆二色性核磁共振（自学）五、维持蛋白质三维结构的作用力（P201-204）稳定蛋白质三维结构的主要作用力是一些所谓弱的相互作用或称非共价键或次级键，包括：氢键、范德华力、疏水作用和盐

7、键（离子键）。此外共价二硫键在稳定某些蛋白质的构象方面也起着重要作用。a:离子间的盐键b:极性基间的氢键c:非极性基间的疏水键d:范德华力e:二硫键f:酯键abecccfda（P201图5-8）（一）氢键（hydrogenbond）氢键的形成位置：1.多肽链上2.侧链与侧链3.侧链与介质H2O4.主链肽基与侧链5.主链肽基与H2O氢键的贡献是协同蛋白质的折叠和帮助稳定球蛋白的天然构象,对蛋白质空间结构的稳定起到重要作用。（二）范德华力（VanderWaalsforce）定向效应：发生在极性分子与极性基团之间。诱导效应：发生在极性物质与非极性物质之间

8、。分散效应：是非极性分子或基团间仅有的一种范德华力即狭义的范德华力。范德华力包括吸引力和斥力两种相互作用，范德华力只有当两