第5章蛋白质的三维结构ppt课件.pptx

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1、第五章蛋白质的三维结构一、研究蛋白质构象的方法二、稳定蛋白质三维结构的作用力三、多肽主链折叠的空间限制四、二级结构：多肽链折叠的规则方式五、纤维状蛋白质六、超二级结构和结构域七、球状蛋白质与三级结构八、膜蛋白的结构九、蛋白质折叠和结构预测十、亚基缔合和四级结构一、研究蛋白质构象的方法构型和构象构型－－在立体结构中取代原子或基团在空间的取向。涉及共价键的断裂。构象－－取代基团当单键旋转时可能形成不同的立体结构。不涉及共价键的断裂。（一）X射线衍射法（二）研究溶液中蛋白质构象的光谱学方法如：紫外差光谱、荧光

2、和荧光偏震、圆二色性、核磁共振（NMR）吸收二、稳定蛋白质三维结构的作用力a.氢键b.盐键c.疏水键d.范德华力e.二硫键de三、多肽主链折叠的空间限制多肽主链上只有α碳原子连接的两个键（Cα-N1和Cα-C2）是单键，能自由旋转。四、二级结构：多肽链折叠的规则方式蛋白质的二级结构（Secondarystructure）是指肽链的主链在空间的排列，或规则的几何走向、旋转及折叠。它只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成的氢键。肽链主链骨架原子包括N（氨基氮）、Cα（α-碳原子）和CO（羰基碳）3个原子依次重

3、复排列。-螺旋(-helix)-折叠(-pleatedsheet)-转角(-turn)无规卷曲(randomcoil)蛋白质二级结构的主要形式：维系二级结构的主要化学键：氢键LinusPauling,1901–1994RobertCorey,1897–19711954年的诺贝尔化学奖1962年的诺贝尔和平奖在α螺旋中，多肽主链按右手或左手方向盘绕，形成右手螺旋或左手螺旋，相邻的螺圈之间形成链内氢键，构成螺旋的每个Cα都取相同的二面角Φ、Ψ。典型的α螺旋特征：① 二面角：Φ= -57°, Ψ=

4、 - 48°；② 每圈螺旋：3.6个a.a残基，  高度：0.54nm；③每个残基绕轴旋转100°，沿轴上升0.15nm；（一）-螺旋（-helix）Right-handedα-helix④ 是一种右手螺旋；氨基酸残基侧链向外；hydrogenbondPro/Gly稳定因素⑤ 相邻螺圈之间形成链内氢链，氢键的取向几乎与中心轴平行。⑥ 肽键上N-H氢与它后面（N端）第四个残基上的C=O氧间形成氢键。影响α螺旋形成的因素R侧链的大小和带电性决定了能否形成α螺旋以及形成的α螺旋的稳定性：① 多肽链上连续出

5、现带同种电荷基团的氨基酸残基,(如Lys，或Asp，或Glu)，则由于静电排斥，不能形成链内氢键，从而不能形成稳定的α螺旋。如多聚Lys、多聚Glu。②Gly的Φ角和Ψ角可取较大范围，在肽中连续存在时，使形成α螺旋所需的二面角的机率很小，不易形成α螺旋。丝心蛋白含50%Gly，不形成α—螺旋。③R基大（如Ile）不易形成α螺旋。④Pro－Pro中止α螺旋。hydrogenbond氢键Peptide1Peptide2Peptide3Peptide4（二）β折叠片（-pleatedsheet）反平行β折叠

6、平行β折叠4个连续的氨基酸残基构成，使多肽主链出现180º的回折。（三）β-转角（β-turn）β-转角也称β-回折（reverse turn）、β-弯曲（β-bend）、发夹结构（hair-pin structure）转角处多有甘氨酸，或脯氨酸参与无规卷曲是用来阐述没有确定规律性的那部分肽链结构。（四） 无规卷曲六、超二级结构和结构域（一）超二级结构已知的超二级结构有3种基本组合形式：αα、βαβ（包括βxβ）、βββ。钙结合蛋白中结合钙离子的模体锌指结构在二级结构及超二级结构的基础上，多肽链进一步卷

7、曲折叠，组装成几个相对独立、近似球形的三维实体。通常含有100～200个氨基酸残基。substrateNAD+（二）结构域（sructuraldomain，domain）Glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase稳定蛋白质三维结构的作用力a.氢键b.盐键c.疏水键d.范德华力e.二硫键de七、球状蛋白质与三级结构三级结构（tertiarystructure）是指球状蛋白质的多肽链在二级结构的基础上，通过侧链基团的相互作用进一步卷曲折叠，借助次级键维系使α-螺旋、β-折

8、叠、β-转角和无规则卷曲等二级结构相互配置而形成特定的构象。多肽链中所有原子的空间排布球状蛋白质三维结构的特征含多种二级结构单元；有明显的折叠层次；是紧密的球状或椭球状实体；疏水侧链埋藏在分子内部，亲水侧链暴露在分子表面；分子表面有一空穴(活性部位)。β-折叠β-转角无规则卷曲空穴α－螺旋鸡卵清溶菌酶的三级结构八、膜蛋白的结构九、蛋白质折叠和结构预测（一）蛋白质的变性当天然蛋白质受到某些物理因素和化学因素的影响，使其分子内部原有的高级构象发