蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

1、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分類蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分類 一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)( (蛋白質(zhì)最基本的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)最基本的結(jié)構(gòu)) )：氨基酸序列，肽鍵相連；：氨基酸序列，肽鍵相連； 高級結(jié)構(gòu)高級結(jié)構(gòu) 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)，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)， -螺旋螺旋 、-折疊、折疊、-轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲；轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲； 三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu): :整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置，整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置， 主要靠次級鍵（疏水鍵、離子鍵、氫鍵和主要靠次級鍵（疏水鍵、離子鍵、氫鍵和Van der WallsVan der Walls力力 維持）；維持）； 四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu): :蛋

2、白質(zhì)分子中各個亞基的空間排布及亞基接觸蛋白質(zhì)分子中各個亞基的空間排布及亞基接觸 部位的布局和相互作用（主要靠疏水鍵維持）；部位的布局和相互作用（主要靠疏水鍵維持）； 定義定義 : :多肽鏈內(nèi)氨基酸殘基從多肽鏈內(nèi)氨基酸殘基從N N末端到末端到C C末端的排末端的排 列順序，或稱氨基酸序列，是蛋白質(zhì)最基本的結(jié)構(gòu)。列順序，或稱氨基酸序列，是蛋白質(zhì)最基本的結(jié)構(gòu)。 蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu) 包括：組成蛋白質(zhì)的多肽鏈數(shù)目；包括：組成蛋白質(zhì)的多肽鏈數(shù)目； 多肽鏈的氨基酸順序；多肽鏈的氨基酸順序； 多肽鏈內(nèi)或鏈間二硫鍵的數(shù)目和位置；多肽鏈內(nèi)或鏈間二硫鍵的數(shù)目和位置； 蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)示意圖蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

3、示意圖 共價主鏈共價主鏈 氨基酸氨基酸 殘基殘基 N N末端末端(H)(H)C-C-末端末端(OH)(OH) 肽單位肽單位 重復單位重復單位 共價主鏈共價主鏈 ) )測定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的數(shù)目測定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的數(shù)目 多肽鏈的拆分多肽鏈的拆分 3 3）測定多肽鏈的氨基酸組成）測定多肽鏈的氨基酸組成 4 4）肽鏈末端氨基酸的分析）肽鏈末端氨基酸的分析 5 5）多肽鏈中二硫健的斷裂）多肽鏈中二硫健的斷裂 6 6）多肽的選擇性降解）多肽的選擇性降解 7 7）肽片斷的分離純化）肽片斷的分離純化 測定氨基酸順序的一般步驟測定氨基酸順序的一般步驟 8 8）各個肽段的氨基酸序列測定）各個肽段的氨基酸序

4、列測定 9 9）確定原多肽鏈中二硫健的位置）確定原多肽鏈中二硫健的位置 構(gòu)型與構(gòu)象構(gòu)型與構(gòu)象 構(gòu)型：指在立體異構(gòu)體中取代原子或基團在空間構(gòu)型：指在立體異構(gòu)體中取代原子或基團在空間 的取向。的取向。 構(gòu)象：指取代基團當單鍵旋轉(zhuǎn)時可能形成的不同構(gòu)象：指取代基團當單鍵旋轉(zhuǎn)時可能形成的不同 立體結(jié)構(gòu)。這空間位置的改變并不涉及共價鍵的破立體結(jié)構(gòu)。這空間位置的改變并不涉及共價鍵的破 裂。裂。 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu) 主要的化學鍵主要的化學鍵 氫鍵氫鍵 定義：蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間定義：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結(jié)構(gòu)，即該段肽鏈主鏈骨架原子的

5、相對空間 位置，只涉及肽鏈主鏈的構(gòu)象及鏈內(nèi)或鏈間位置，只涉及肽鏈主鏈的構(gòu)象及鏈內(nèi)或鏈間 形成的氫鍵。并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)形成的氫鍵。并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu) 象象 。 蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要形式蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要形式: : 螺旋螺旋 折疊折疊 轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 無規(guī)卷曲無規(guī)卷曲 膠原螺旋膠原螺旋 （1） -螺旋螺旋 定義：蛋白質(zhì)分子中局部肽鏈的肽平面通過定義：蛋白質(zhì)分子中局部肽鏈的肽平面通過碳碳 原子旋轉(zhuǎn)，使碳原子旋轉(zhuǎn)，使碳 鏈主鏈沿中心軸盤曲成穩(wěn)定的右手螺旋構(gòu)象；鏈主鏈沿中心軸盤曲成穩(wěn)定的右手螺旋構(gòu)象； 螺旋螺旋 每個螺旋圈含每個螺旋圈含3.63.6個氨基酸殘基，螺距個氨基酸殘基，螺距 為為

6、0.54nm;0.54nm; 螺旋圈之間通過氫鍵維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定螺旋圈之間通過氫鍵維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定; ; 相鄰的螺圈之間形成鏈內(nèi)氫鍵，氫鍵相鄰的螺圈之間形成鏈內(nèi)氫鍵，氫鍵 的取何幾乎與中心軸平行。的取何幾乎與中心軸平行。 氫鍵是由每一個氨基酸殘基上的氫鍵是由每一個氨基酸殘基上的C=OC=O中中 的氧與其后第的氧與其后第4 4個氨基酸殘基上的個氨基酸殘基上的-NH-NH上的上的 H H之間形成的。之間形成的。 肽鏈上所有的肽鍵都參與氫鍵的形成。肽鏈上所有的肽鍵都參與氫鍵的形成。 因此，因此，-螺旋相當穩(wěn)定。螺旋相當穩(wěn)定。 定義：多肽鏈的局部肽定義：多肽鏈的局部肽 段，以肽鍵平面為單位段，以肽鍵平面為單位

7、 折疊成鋸齒狀的一種較折疊成鋸齒狀的一種較 伸展結(jié)構(gòu)。伸展結(jié)構(gòu)。 折疊折疊 - -折疊折疊 - -折疊結(jié)構(gòu)的氫鍵形成：主要是由兩條肽鏈之間形成折疊結(jié)構(gòu)的氫鍵形成：主要是由兩條肽鏈之間形成 的；也可以在同一肽鏈的不同部分之間形成。幾乎所有肽的；也可以在同一肽鏈的不同部分之間形成。幾乎所有肽 鍵都參與鏈內(nèi)氫鍵的交聯(lián)，氫鍵與鏈的長軸接近垂直。鍵都參與鏈內(nèi)氫鍵的交聯(lián)，氫鍵與鏈的長軸接近垂直。 - -折疊有兩種類型：一種為平行式，即所有肽鏈的折疊有兩種類型：一種為平行式，即所有肽鏈的N-N- 端都在同一邊。另一種為反平行式，即相鄰兩條肽鏈的方端都在同一邊。另一種為反平行式，即相鄰兩條肽鏈的方 向相反。向

8、相反。 A.平行式平行式 B.反平行式反平行式 - -轉(zhuǎn)角的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角的結(jié)構(gòu) -轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 定義：多肽鏈定義：多肽鏈 中的某局部出中的某局部出 現(xiàn)現(xiàn)180180度回折處度回折處 形成的特定構(gòu)形成的特定構(gòu) 象。象。 無規(guī)卷曲無規(guī)卷曲 沒有一定規(guī)律的松散肽鏈結(jié)構(gòu)。但沒有一定規(guī)律的松散肽鏈結(jié)構(gòu)。但 仍是緊密有序的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，通過主鏈間仍是緊密有序的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，通過主鏈間 及主鏈與側(cè)鏈間氫鍵維持其構(gòu)象。不同及主鏈與側(cè)鏈間氫鍵維持其構(gòu)象。不同 的蛋白質(zhì)，自由回轉(zhuǎn)的數(shù)量和形式各不的蛋白質(zhì)，自由回轉(zhuǎn)的數(shù)量和形式各不 相同。相同。 蛋白質(zhì)的超二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的超二級結(jié)構(gòu) 概念：二級結(jié)構(gòu)與三級結(jié)構(gòu)之間的結(jié)構(gòu)層次，概念：二

9、級結(jié)構(gòu)與三級結(jié)構(gòu)之間的結(jié)構(gòu)層次， 是三級結(jié)構(gòu)的是三級結(jié)構(gòu)的“建筑模塊建筑模塊”；有些有特定功能；有些有特定功能; ; 常見類型：常見類型：、 組合組合 組合組合 組合組合 結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域 定義：多肽鏈上某些超二級結(jié)構(gòu)相互聯(lián)系，進定義：多肽鏈上某些超二級結(jié)構(gòu)相互聯(lián)系，進 一步形成可明顯區(qū)分的空間結(jié)構(gòu)區(qū)域一步形成可明顯區(qū)分的空間結(jié)構(gòu)區(qū)域, ,并具有特并具有特 定的生物學功能。定的生物學功能。 特征：特征： 結(jié)構(gòu)域是球狀蛋白質(zhì)的折疊單位結(jié)構(gòu)域是球狀蛋白質(zhì)的折疊單位100200100200個氨個氨 基酸殘基構(gòu)成，與整個蛋白質(zhì)分子是共價相連；基酸殘基構(gòu)成，與整個蛋白質(zhì)分子是共價相連； 蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)蛋白

10、質(zhì)的三級結(jié)構(gòu) 定義定義 ：指多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上通過側(cè)鏈基：指多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上通過側(cè)鏈基 團的相互作用進一步卷曲折疊，并借助次級鏈維團的相互作用進一步卷曲折疊，并借助次級鏈維 系使二級結(jié)構(gòu)互相配置而形成的特定的構(gòu)象。系使二級結(jié)構(gòu)互相配置而形成的特定的構(gòu)象。 主要的化學鍵：主要的化學鍵： 疏水鍵、離子鍵、二硫鍵、疏水鍵、離子鍵、二硫鍵、 氫鍵和配位鍵穩(wěn)定維系三氫鍵和配位鍵穩(wěn)定維系三 級結(jié)構(gòu)的作用級結(jié)構(gòu)的作用 肌紅肌紅 蛋白蛋白 N 端端 C 端端 三級結(jié)構(gòu)是整條多肽鏈的空間排布三級結(jié)構(gòu)是整條多肽鏈的空間排布 亞基之間的結(jié)合力主要是疏水作用，其次亞基之間的結(jié)合力主要是疏水作用，其次 是氫鍵和離子鍵。是氫鍵和離子鍵。 蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)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蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布