蛋白质的空间结构.ppt

蛋白质分子的高级结构
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蛋白质分子中的结构层次　
　　
一级结构→二级结构→超二级结构→结构域→三级结构→亚基→ 四级结构
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定义
蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的排列顺序。
一、蛋白多肽链本身的折叠盘绕方式。
定义
主要的化学键： 氢键、盐键、疏水键、范德华力
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（一）酰胺平面
参与形成肽键的4个原子（C、O、N、H）和与之相连的2个-碳原子（ C1、C2）共处于同一平面上，形成酰胺平面，或称肽键平面，肽平面，肽单元。C1和C2在平面上所处的位置为反式(trans)构型。
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它是蛋白质构象的基本结构单位
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（二）蛋白质二级结构的主要形式
-螺旋 (  -helix )
-折叠 ( -pleated sheet )
-转角 ( -turn )
无规卷曲 ( random coil )
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1、 -螺旋
结构要点:
①从N端为起点，多肽链主链围绕中心轴形成右手螺旋，侧链伸向螺旋外侧。
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多个肽键平面通过α-碳原子旋转，相互之间紧密盘曲成稳固的右手螺旋。
每个肽键的亚氨氢和第四个肽键的羰基氧形成的氢键保持螺旋稳定（氢键是稳定α－螺旋的主要键），氢键与螺旋长轴基本平行。
主链呈螺旋上升，，沿轴旋转1000，，相当于上升高度(螺距)， 。
α－螺旋的结构特点
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例题：一个α螺旋片段含有180个氨基酸残基，该片段中有多少圈螺旋？计算该α-螺旋片段的轴长。
解答：180/=50圈，50×=27nm，该片段中含有50圈螺旋，其轴长为27nm。
例题：一个含有78个氨基酸残基的α螺旋的轴长是多少？此多肽的α螺旋完全伸展时多长？
解答：78×=
，故该α螺旋圈数为：78÷；
，。
完全伸展的α螺旋长度约为：×（78÷）≌
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多肽链充分伸展，相邻肽单元之间折叠成锯齿状结构，侧链位于锯齿结构的上下方。
2、-折叠
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-折叠
②-折叠结构的肽链几乎是完全伸展的，两段以上的β-折叠结构平行排列，两链间可顺向平行，也可反向平行，反平行结构更为稳定 。
③两链间的肽键之间形成氢键，以稳固β-折叠结构。氢键与螺旋长轴垂直。
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反平行
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平行
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3、-转角
蛋白质多肽链经常出现180˚的回折，这种肽链回折处的称为-转角（ -tern）或-bend，或称发夹结构（hairpin structure）。
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一般由四个连续的氨基酸残基组成，第一个氨基酸残基与第四个形成氢键。
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4、Ω环
Ω环多存在于球状蛋白质分子中，形状像“Ω”，称为Ω环（ Ωloop）。
由6-16个氨基酸残基组成
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5、无规卷曲（自由回转）
是用来阐述没有确定规律性的那部分肽链结构。
酶的功能部位常位于这种构象区域
H2N
COOH
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氨基酸残基的侧链对二级结构形成的影响
蛋白质二级结构是以一级结构为基础的。一段肽链的氨基酸残基的侧链适合形成-螺旋或β-折叠时，它就会出现相应的二级结构。
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1、超二级结构（Supersecondary structure）
在蛋白质分子中，由若干相邻的二级结构单元组合在一起，彼此相互作用，形成有规则的、在空间上能辨认的二级结构组合体。
几种类型的超二级结构：
αα
ββ
βαβ
（三）二、三级过渡态—— 蛋白质的超二级结构和结构域
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2、结构域
多肽链在超二级结构基础上进一步绕曲折叠成较为紧密的近似球状或纤维状、具有部分生物功能的结构，称为结构域(domain)
大分子蛋白质的三级结构常可分割成一个或数个球状或纤维状的区域，折叠得较为紧密，各行使其功能，称为结构域(domain) 。
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纤连蛋白分子的结构域
丙糖磷酸异构酶
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三、蛋白质的三级结构
（二）主要的化学键
非共价键：
疏水键: 多肽链上疏水性较强的氨基酸