蛋白质空间结构.ppt

蛋白质存在着四种水平的结构
肽单位是一个有极性的且呈平面的单位
肽链在构象上受到很大的限制
-螺旋是一种常见的二级结构
-折叠是另一种常见的二级结构
胶原中存在着不同的螺旋结构
肌红蛋白是第一个被确定具有三级结构的蛋白
第4章:蛋白质的三维结构和功能
球蛋白的折叠依赖于各种相互作用
伴娘蛋白协助蛋白质折叠
变性剂可引起蛋白质去折叠
球蛋白还存在着其它一些结构
具有四级结构的蛋白质是球状亚基的组装体
抗体识别和结合特异的抗原
构象是分子中的原子的空间排列,但这些原子的空间排列取决于它们绕键的旋转,因此构象不同于构型,一个蛋白质的构象在不破坏共价键的情况下是可以改变的。
蛋白质可以分为两种主要类型:纤维蛋白和球蛋白。
纤维蛋白一般是不溶于水的,延展的分子具有韧性。它们的主要功能是维持和支撑单个的细胞和整个的有机体。-角蛋白和胶原蛋白是最常见的纤维蛋白,-角蛋白是毛发和动物尾巴的主要成分,而胶原蛋白是腱、皮肤、骨骼和牙齿的主要蛋白成分。
球蛋白是水溶性的、多肽链紧密折叠、轮廓上象一个球型的大分子。球蛋白典型特征是它有一个疏水的内部环境和一个亲水的表面。球蛋白一般都有一个裂隙,这个裂隙可以特异地识别和瞬间结合其它的化合物。球蛋白包括绝大多数细胞内的催化剂-酶和具有其它功能的蛋白质。

一级结构:是共价连接的氨基酸残基的序列,它描述的是蛋白质的线性的(或一维)结构。
二级结构:是通过肽键中的酰***氮和羰基氧之间形成的氢键维持的,包括-螺旋、-折叠和转角等。
三级结构:是指一条多肽链形成紧密的一个或多个球状单位或结构域,三级结构的稳定依赖于非相邻的氨基酸残基侧链的相互作用。
四级结构:并不是每个蛋白质都具有的,只有那些是由两条或两条以上多肽链组成的蛋白质才具有四级结构,每一条肽链也称之亚基,肽链可以是相同的,也可以是不同的。
四种结构以及它们之间的关系
肽单位是一个有极性的且呈平面的单位
一个多肽链的骨架是由通过肽键连接的重复单位N-C-C组成的(图a)。参与肽键形成的2个原子以及另外4个取代成员:羰基氧原子、酰***氢原子、以及2个相邻的-碳原子构成了一个肽单位(图b)。
肽平面内各个健的健长和健角
肽健
肽健(酰***健)C-=N()长,但比一般的C-N单健()短,所以肽健具有部分双健特性(约具有40%双健特性)。
由于肽健的双健特性使得该健不能旋转,保持酰***基处于平面。所以参与肽键形成的2个原子以及另外4个取代成员:羰基氧原子、酰***氢原子、以及2个相邻的-碳原子构成的肽单位处于同一平面,该平面称为肽平面,或称为酰***平面。
肽键的部分双键特性足以防止肽健C-N的旋转,但蛋白质中的每一个N-C键和每一个C-N键都可以自由旋转。所以肽平面内的两个C可以处于顺式构型或反式构型。
反式(trans)构型:相邻的两个氨基酸残基的-碳处于肽键的
两侧,具体讲是处于肽单位平面形成的矩形的对角,
两个-碳之间离的最远。
顺式(cis)构型:两个-碳处于肽键的同一侧,它们之间靠的
最近。
由于侧链基团之间的立体干扰,不利于顺式构型的形成,对伸展的反式构型的形成有利,因此蛋白质中几乎所有的肽单位都是反式构型。但也有例外,一般都出现在脯氨酸的酰***氮参与形成的肽键,只是顺式构型引起的立体干扰比反式构象多些。通过X-射线晶体分析发现蛋白质中大约有6%的脯氨酸残基处于顺式构型。
反式构型
顺式构型
反式构型
顺式构型
肽健
肽健
C
C
C
N-C键限制在吡咯烷环中,已被固定,不能旋转。