關(guān)于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)包括:

高級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)(primarystructure)二級結(jié)構(gòu)(secondarystructure)三級結(jié)構(gòu)(tertiarystructure)四級結(jié)構(gòu)(quaternarystructure)第2頁,共29頁，2024年2月25日，星期天定義:蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指在蛋白質(zhì)分子從N-端至C-端的氨基酸排列順序。一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)主要的化學(xué)鍵:1.肽鍵2.二硫鍵(disulfidebond)是指由兩個硫原子間所形成的化學(xué)鍵，在蛋白質(zhì)分子中由兩個半胱氨酸側(cè)鏈的巰基脫氫形成。二硫鍵是較強(qiáng)的化學(xué)鍵，鍵能約為210kJ/mol，對穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)具有重要作用第3頁,共29頁，2024年2月25日，星期天一級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)空間構(gòu)象和特異生物學(xué)功能的基礎(chǔ)，但不是決定蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的唯一因素。第4頁,共29頁，2024年2月25日，星期天第5頁,共29頁，2024年2月25日，星期天二、蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu)，即該段肽鏈主鏈骨架原子的相對空間位置，并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象

。定義:

主要的化學(xué)鍵：氫鍵

第6頁,共29頁，2024年2月25日，星期天（一）參與肽鍵形成的6個原子在同一平面上肽鍵與相鄰的α兩個碳原子所組成的基本單位（參與肽鍵的6個原子C

1、C、O、N、H、C

2位于同一平面）構(gòu)成了所謂的肽單位(peptideunit)

。其結(jié)構(gòu)式為：肽單位和各氨基酸殘基側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)對蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象有重要影響。第7頁,共29頁，2024年2月25日，星期天肽單位具有以下特性：（1）肽單位中的肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。（2）肽單位是剛性平面（rigidplane）結(jié)構(gòu)。即肽單位上的六個原子都位于同一個平面，稱為肽平面（圖2-6）。肽單位中與C-N相連的氫和氧原子與兩個α碳原子呈反向分布。第8頁,共29頁，2024年2月25日，星期天

-螺旋(

-helix)

-折疊(

-pleatedsheet)

-轉(zhuǎn)角(

-turn)無規(guī)則卷曲(randomcoil)

（二）α-螺旋結(jié)構(gòu)是常見的蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)第9頁,共29頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)分子中多個肽鍵平面通過氨基酸α碳原子的旋轉(zhuǎn)，使多肽鏈的主骨架沿中心軸盤曲成穩(wěn)定的α-螺旋（α-helix）構(gòu)象，α螺旋具有如下特征：（1）右手螺旋，每3.6個氨基酸旋轉(zhuǎn)一周，螺距為0.54nm，每個氨基酸殘基的高度為0.15nm，肽鍵平面與螺旋長軸平行。（2）氫鍵是α螺旋穩(wěn)定的主要次級鍵。相鄰的螺旋之間形成鏈內(nèi)氫鍵。因此α螺旋靠氫鍵維持是相當(dāng)穩(wěn)定的。若破壞氫鍵，則α螺旋構(gòu)象即遭破壞。（3）肽鏈中氨基酸殘基的R基側(cè)鏈分布在螺旋的外側(cè)，其形狀、大小及電荷等均影響α螺旋的形成和穩(wěn)定性。第10頁,共29頁，2024年2月25日，星期天

-螺旋第11頁,共29頁，2024年2月25日，星期天人頭發(fā)中角蛋白的二級結(jié)構(gòu)是典型的α螺旋結(jié)構(gòu)，請簡述化學(xué)燙發(fā)的基本原理。思考題：第12頁,共29頁，2024年2月25日，星期天（三）

-折疊使多肽鏈形成片層結(jié)構(gòu)在β折疊中，兩條以上氨基酸鏈（肽鏈），或同一條肽鏈之間的不同部分形成平行或反平行排列，成為“股”。肽平面之間呈手風(fēng)琴狀折疊，股與股之間會通過氫鍵固定，但氫鍵主要在股間而不是股內(nèi)。氨基酸殘基的R側(cè)鏈分布在片層的上下。第13頁,共29頁，2024年2月25日，星期天（四）

-轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲在蛋白質(zhì)分子中普遍存在

-轉(zhuǎn)角無規(guī)卷曲是用來闡述沒有確定規(guī)律性的那部分肽鏈結(jié)構(gòu)。β轉(zhuǎn)角也稱β彎曲、β回折、緊密轉(zhuǎn)角和發(fā)夾結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)是伸展的肽鏈形成180°的U型回折。第14頁,共29頁，2024年2月25日，星期天第15頁,共29頁，2024年2月25日，星期天（五）超二級結(jié)構(gòu)在許多蛋白質(zhì)分子中，可發(fā)現(xiàn)二個或三個具有二級結(jié)構(gòu)的肽段，在空間上相互接近，形成一個有規(guī)則的二級結(jié)構(gòu)組合，被稱為超二級結(jié)構(gòu)。超二級結(jié)構(gòu)也稱為基序(motif)或基元。超二級結(jié)構(gòu)組合形式有3種：αα，βαβ，βββ第16頁,共29頁，2024年2月25日，星期天第17頁,共29頁，2024年2月25日，星期天基序是具有特殊功能的超二級結(jié)構(gòu)，是蛋白質(zhì)發(fā)揮特定功能的基礎(chǔ)。第18頁,共29頁，2024年2月25日，星期天鈣結(jié)合蛋白中結(jié)合鈣離子的模序鋅指結(jié)構(gòu)α-螺旋-β轉(zhuǎn)角（或環(huán)）-α-螺旋鏈-β轉(zhuǎn)角-鏈鏈-β轉(zhuǎn)角-α-螺旋-β轉(zhuǎn)角-鏈基序常見的形式鋅指結(jié)構(gòu)由一個α-螺旋和兩個反向平行的β-折疊三個肽段組成。形似手指，具有結(jié)合鋅離子的功能。第19頁,共29頁，2024年2月25日，星期天（六）結(jié)構(gòu)域（Domain）在蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)內(nèi)的獨(dú)立折疊單元。通常是幾個超二級結(jié)構(gòu)單元的組合，是介于二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)之間的一種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)域是構(gòu)成蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的基本單元丙酮酸激酶，具有三個結(jié)構(gòu)域的一種蛋白質(zhì)第20頁,共29頁，2024年2月25日，星期天第21頁,共29頁，2024年2月25日，星期天（七）蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)氫鍵、疏水鍵、離子鍵、配位鍵和VanderWaals力等。主要的化學(xué)鍵:整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置。即肽鏈中所有原子在三維空間的排布位置。定義:（一）三級結(jié)構(gòu)是指整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置第22頁,共29頁，2024年2月25日，星期天第23頁,共29頁，2024年2月25日，星期天纖連蛋白分子的結(jié)構(gòu)域（二）結(jié)構(gòu)域是三級結(jié)構(gòu)層次上的局部折疊區(qū)分子量較大的蛋白質(zhì)常可折疊成多個結(jié)構(gòu)較為緊密的區(qū)域，并各行其功能，稱為結(jié)構(gòu)域(domain)

。第24頁,共29頁，2024年2月25日，星期天

肌紅蛋白(Mb)N端C端肌紅蛋白是一個只有三級結(jié)構(gòu)的單鏈蛋白質(zhì)，有8段α-螺旋結(jié)構(gòu)。肌紅蛋白（Myoglobin,Mb）是哺乳動物細(xì)胞(主要是肌細(xì)胞)儲存和分配氧的蛋白質(zhì)，它是由一條多肽鏈和一個輔基血紅素構(gòu)成，相對分子質(zhì)量為16700，含153個氨基酸殘基。第25頁,共29頁，2024年2月25日，星期天亞基之間的結(jié)合主要是氫鍵和離子鍵。（八）蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用，稱為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。有些蛋白質(zhì)分子含有二條或多條多肽鏈，每一條多肽鏈都有完整的三級結(jié)構(gòu)，稱為蛋白質(zhì)的亞基(subunit)。第26頁,共29頁，2024年2月25日，星期天由2個亞基組成的蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)中，若亞基分子結(jié)構(gòu)相同，稱之為同二聚體(homodimer)