第5章蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)

5.1研究蛋白質(zhì)構(gòu)象的方法5.2穩(wěn)定蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的作用力5.3多肽主鏈折疊的空間限制5.4二級結(jié)構(gòu)：多肽鏈折疊的規(guī)則方式5.5纖維狀蛋白質(zhì)5.6超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域5.7球狀蛋白質(zhì)與三級結(jié)構(gòu)5.9蛋白質(zhì)折疊和結(jié)構(gòu)預測5.10亞基締合和四級結(jié)構(gòu)第5章蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)1本文檔共105頁；當前第1頁；編輯于星期三\8點36分

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的組織層次3-dimesionalstructureofproteins

2本文檔共105頁；當前第2頁；編輯于星期三\8點36分蛋白質(zhì)從伸展的多肽鏈形成其特定的立體結(jié)構(gòu)的過程叫折疊（folding）。蛋白質(zhì)的天然折疊結(jié)構(gòu)決定于三個因素：1）與溶劑分子（一般是水）的相互作用2）溶劑的pH和離子組成3）蛋白質(zhì)的氨基酸序列3-dimesionalstructureofproteins

3本文檔共105頁；當前第3頁；編輯于星期三\8點36分5.1研究蛋白質(zhì)構(gòu)象的方法5.1.1X射線衍生法－－晶體5.1.2紫外光差譜5.1.2熒光和熒光偏振液體5.1.3圓二色性4本文檔共105頁；當前第4頁；編輯于星期三\8點36分5.2穩(wěn)定蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的作用力ForcesstabilizingProtein3-dimentionalstructure5本文檔共105頁；當前第5頁；編輯于星期三\8點36分共價鍵非共價鍵化學鍵肽鍵一級結(jié)構(gòu)氫鍵二硫鍵二、三、四級結(jié)構(gòu)疏水作用鹽鍵范德華力三、四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子中的共價鍵與非共價鍵三、四級結(jié)構(gòu)ForcesstabilizingProtein

3-dimentionalstructure6本文檔共105頁；當前第6頁；編輯于星期三\8點36分5.2.1氫鍵

Hydrogenbonds氫鍵：連在電負性強的半徑小的原子上的氫原子與另一個電負性強的原子之間的相互作用。

xH···yx，y的特點：電負性強；分子半徑??；有孤對電子代表:N，O，S原子等-N--H···

O-+

-

-

7本文檔共105頁；當前第7頁；編輯于星期三\8點36分Hydrogenbonds氫鍵的2個重要特征：1.方向性2.飽和性OHH8本文檔共105頁；當前第8頁；編輯于星期三\8點36分

HydrogenbondisthemainforcetomaintainthesecondarystructureofproteinHydrogenbonds9本文檔共105頁；當前第9頁；編輯于星期三\8點36分5.2.2范德華力

vanderWaalsforce廣義的范德華力包括三種弱的作用力：定向效應誘導效應分散效應

10本文檔共105頁；當前第10頁；編輯于星期三\8點36分效應分子或基團偶極偶極方向圖例定向效應極性分子或基團之間永久偶極間靜電相互作用固定誘導效應極性與非極性基團間永久偶極與誘導偶極間固定分散效應非極性分子或基團間瞬時偶極間瞬時變化vanderWaalsforce11本文檔共105頁；當前第11頁；編輯于星期三\8點36分疏水作用非極性分子進入水中，有聚集在一起形成最小疏水面積的趨勢，保持這些非極性分子聚集在一起的作用則稱為疏水作用。5.2.3疏水作用（熵效應）Hydrophobicinteractions12本文檔共105頁；當前第12頁；編輯于星期三\8點36分對蛋白質(zhì)來說，在水相溶液中，球狀蛋白質(zhì)的折疊總是傾向于把疏水殘基埋藏在分子的內(nèi)部，這種現(xiàn)象可稱為疏水作用。203主鏈:粉色

疏水:綠色

親水:黃色

Hydrophobicinteraction13本文檔共105頁；當前第13頁；編輯于星期三\8點36分疏水作用的本質(zhì)

Hydrophobicinteraction14本文檔共105頁；當前第14頁；編輯于星期三\8點36分5.2.4鹽鍵(Saltbridge,Ionicinteraction)

離子鍵Ionicinteractions

（鹽鍵）正電荷和負電荷之間的一種靜電作用。

其大小與電荷電量的乘積成正比，與電荷質(zhì)點間的距離成反比。Na+Cl－F=Q1Q2R215本文檔共105頁；當前第15頁；編輯于星期三\8點36分Ionicinteractions

生理pH下，Asp、Glu側(cè)鏈解離成負離子，Lys、Arg、His側(cè)鏈解離成正離子多數(shù)情況下，這些基團分布在球狀蛋白質(zhì)分子的表面，與水分子作用形成排列有序的水化層，穩(wěn)定蛋白質(zhì)的構(gòu)象。16本文檔共105頁；當前第16頁；編輯于星期三\8點36分Covalentbondbetweensidechainsoftwocysteineresidues5.2.5二硫鍵

Disulfidebond17本文檔共105頁；當前第17頁；編輯于星期三\8點36分Disulfidebond二硫鍵對蛋白質(zhì)的構(gòu)象和生物活性有穩(wěn)定作用二硫鍵的形成并不規(guī)定多肽鏈的折疊二硫鍵可以選擇性地被還原18本文檔共105頁；當前第18頁；編輯于星期三\8點36分19本文檔共105頁；當前第19頁；編輯于星期三\8點36分abcdeacdAProtein’sConformationIsStabilizedLargelybyWeakInteractionsa.Ionicinteractionb.Hydrogenbond

c.Hydrophobicinteractiond.VanderWaalsforcese.Disulfidebond20本文檔共105頁；當前第20頁；編輯于星期三\8點36分蛋白質(zhì)中幾種鍵的鍵能p201TypeofbondBondEnergy（kJ/mol）Hydrogenbond13－30VanderWaalsforces4－8Hydrophobicinteraction12－20Ionicinteraction12－30Disulfidebond210Covalentbond376.8121本文檔共105頁；當前第21頁；編輯于星期三\8點36分5.3多肽主鏈折疊的空間限制5.3.1肽鍵和肽平面多肽主鏈是由-NH-Cα-CO-相連重復排列形成的。164肽基（peptidegroup)或肽單位(peptideunit)：肽鏈中的酰胺基，叫肽基或肽單位。肽平面或肽基平面：組成肽基的4個原子和2個相鄰的Cα傾向于一個平面，這個平面稱酰胺平面，又呈肽平面或肽基平面。產(chǎn)生平面的原因：肽鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)，與其相鄰的6個原子共處同一個平面。本文檔共105頁；當前第22頁；編輯于星期三\8點36分肽鍵肽鍵的特點是氮原子上的孤對電子與羰基具有明顯的共軛作用。組成肽鍵的原子處于同一平面。本文檔共105頁；當前第23頁；編輯于星期三\8點36分肽鍵具有局部雙鍵性質(zhì)，其鍵長僅1.33?（1?=10-8cm），比一般的C-N單鍵（1.45?）短。因此肽鍵不能旋轉(zhuǎn)，具有反式（trαns）和順式（cis）二種構(gòu)型：

本文檔共105頁；當前第24頁；編輯于星期三\8點36分本文檔共105頁；當前第25頁；編輯于星期三\8點36分5.3.2酰胺平面與α-碳原子的二面角（φ和ψ）因為肽鍵不能自由旋轉(zhuǎn)，所以肽鍵的四個原子和與之相連的兩個α碳原子共處一個肽平面或稱為酰胺平面。肽鏈可看作由一系列剛性的肽平面通過α碳原子連接起來的長鏈，主鏈的構(gòu)象由肽平面之間的角度決定。26本文檔共105頁；當前第26頁；編輯于星期三\8點36分ThePeptideBondIsRigidandPlanar27本文檔共105頁；當前第27頁；編輯于星期三\8點36分

主鏈上只有α碳原子連接的兩個鍵是單鍵，可自由旋轉(zhuǎn)

繞Cα-N旋轉(zhuǎn)的-角

繞Cα-C旋轉(zhuǎn)的角

這兩個角稱為二面角多肽主鏈折疊的空間限制28本文檔共105頁；當前第28頁；編輯于星期三\8點36分和取值范圍是正負180度從C沿鍵軸方向觀察，順時針旋轉(zhuǎn)的和角度為正值，逆時針為負值。多肽主鏈折疊的空間限制29本文檔共105頁；當前第29頁；編輯于星期三\8點36分多肽主鏈折疊的空間限制20530本文檔共105頁；當前第30頁；編輯于星期三\8點36分Ramachandran根據(jù)蛋白質(zhì)中非共價鍵合原子間的最小接觸距離，確定了哪些成對二面角（和）所規(guī)定的兩個相鄰肽單位的構(gòu)象是允許的，哪些是不允許的，并且以為橫坐標，以為縱坐標，在坐標圖上標出，該坐標圖稱拉氏構(gòu)象圖。5.3.3可允許的二面角值：拉氏構(gòu)象圖：31本文檔共105頁；當前第31頁；編輯于星期三\8點36分⑴深藍色區(qū)域：允許區(qū)；⑵淺藍色區(qū)域：不完全允許區(qū)；⑶灰色區(qū)域：不允許區(qū)。上圖：L-Ala殘基的拉氏構(gòu)象圖，橫坐標為的取值，縱坐標為

的取值。拉氏構(gòu)象圖：32本文檔共105頁；當前第32頁；編輯于星期三\8點36分拉氏圖不僅對蛋白質(zhì)的構(gòu)象研究起到了簡化作用，對于判斷所得到的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)模型的正誤也有意義。實際得到的許多蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)證實了拉氏圖是基本正確的。多肽主鏈形成三維結(jié)構(gòu)的空間限制33本文檔共105頁；當前第33頁；編輯于星期三\8點36分5.4二級結(jié)構(gòu)：多肽鏈折疊的規(guī)則方式

Secondarystructure:Thecommonregularfoldingpatternsofthepolypeptidebackbone.

蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)（概念）：207蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)主鏈折疊所產(chǎn)生的由氫鍵維系的規(guī)則構(gòu)象。通過形成鏈內(nèi)或鏈間氫鍵可以使肽鏈卷曲折疊形成各種二級結(jié)構(gòu)元件，主要有螺旋、折疊片、轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲。復雜的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)就由這些比較簡單的二級結(jié)構(gòu)元件進一步組合而成。34本文檔共105頁；當前第34頁；編輯于星期三\8點36分ProteinSecondarystructure蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)元件：Secondarystructuralelements

螺旋-Helix折疊片-

PleatedSheet轉(zhuǎn)角Turn無規(guī)卷曲Randomcoil35本文檔共105頁；當前第35頁；編輯于星期三\8點36分5.4.1-Helixα螺旋是蛋白質(zhì)中最常見、最典型、含量最豐富的二級結(jié)構(gòu)元件。ProteinSecondarystructure36本文檔共105頁；當前第36頁；編輯于星期三\8點36分Characteristicsof-helix多肽鏈中的各個肽平面圍繞同一軸旋轉(zhuǎn)，形成螺旋結(jié)構(gòu)；=-57o，=-47o；37本文檔共105頁；當前第37頁；編輯于星期三\8點36分38本文檔共105頁；當前第38頁；編輯于星期三\8點36分-helixLinusPauling（1901－1994）Thesimplestarrangementofthepolypeptidechainwasproposedtobeahelicalstructurecalled-helix(PaulingandCorey,1951)ProteinSecondarystructure39本文檔共105頁；當前第39頁；編輯于星期三\8點36分α螺旋的結(jié)構(gòu)的要點207每圈螺旋有3.6個氨基酸殘基每個殘基繞軸旋轉(zhuǎn)100°，沿軸上升0.15nm螺旋一周，沿軸上升的距離即螺距為0.54nm,螺旋的直徑約為0.5nm相鄰螺圈之間形成氫鍵，氫鍵的取向幾乎與螺旋軸平行。每個氨基酸殘基的-CO基的氧與前面第四個氨基酸殘基上的-NH基的氫形成氫鍵。ProteinSecondarystructure40本文檔共105頁；當前第40頁；編輯于星期三\8點36分α螺旋由氫鍵構(gòu)成一個封閉環(huán)，其中包括三個殘基，共13個原子，3.613—螺旋ProteinSecondarystructure41本文檔共105頁；當前第41頁；編輯于星期三\8點36分42本文檔共105頁；當前第42頁；編輯于星期三\8點36分α螺旋相當于在N—末端積累了部分負電荷，在C—末端積累了部分正電荷α螺旋的偶極矩ProteinSecondarystructure43本文檔共105頁；當前第43頁；編輯于星期三\8點36分α螺旋的手性蛋白質(zhì)中的α螺旋幾乎都是右手的(除膠原蛋白外)。ProteinSecondarystructure44本文檔共105頁；當前第44頁；編輯于星期三\8點36分與它的氨基酸組成和序列有極大的關(guān)系:側(cè)鏈R-基團所帶的電荷。如多聚賴氨酸，不能形成；R-基團的大?。禾笥绊懄?螺旋的形成，如多聚亮氨酸；脯氨酸和羥脯氨酸，不能形成鏈內(nèi)氫鍵，故多肽鏈中只要出現(xiàn)脯氨酸螺旋就被中斷，產(chǎn)生一個結(jié)節(jié)。影響α螺旋形成的因素45本文檔共105頁；當前第45頁；編輯于星期三\8點36分本文檔共105頁；當前第46頁；編輯于星期三\8點36分5.4.2折疊片（-pleatedsheet）β折疊股（－strand)：在多肽鏈中具有近乎全伸展的構(gòu)象，肽鏈的主鏈呈鋸齒狀折疊構(gòu)象,每個周期性的結(jié)構(gòu)具有2個氨基酸殘基。β折疊股不能單獨存在，只有當一股β鏈與另一股β鏈間以主鏈氫鍵相聯(lián)，組合成β層時，它們才能穩(wěn)定。本文檔共105頁；當前第47頁；編輯于星期三\8點36分折疊片（-pleatedsheet）折疊片：是由兩條或多條β折疊股，通過鏈間(或鏈內(nèi)）形成的氫鍵交聯(lián)而成。在折疊片中，-碳原子總是處于折疊線上，氨基酸的R基團與折疊線相連，并交替地從平面的上下二側(cè)伸出，為一種周期性結(jié)構(gòu)。本文檔共105頁；當前第48頁；編輯于星期三\8點36分折疊片有兩種類型。一種為平行式，即所有肽鏈的N-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。反平行折疊片較穩(wěn)定，重復單位為0.7nm，即每個氨基酸的長度為0.35nm;平行-折疊片不穩(wěn)定，重復單位為0.65nm。反平行-折疊本文檔共105頁；當前第49頁；編輯于星期三\8點36分本文檔共105頁；當前第50頁；編輯于星期三\8點36分反平行折疊片平行折疊片本文檔共105頁；當前第51頁；編輯于星期三\8點36分自然界的蛋白質(zhì)大多是球狀蛋白質(zhì)β轉(zhuǎn)角,或β彎曲（β—bend）或發(fā)夾結(jié)構(gòu)（hairpinstructure）,非重復性結(jié)構(gòu)。第一個殘基的C==O與第四個殘基的N—H氫鍵鍵合，形成一個緊密的環(huán)。β轉(zhuǎn)角在球狀蛋白質(zhì)中約占全部殘基的四分之一。5.4.3β轉(zhuǎn)角和β凸起52本文檔共105頁；當前第52頁；編輯于星期三\8點36分Twomainβ--turns

ProteinSecondarystructure53本文檔共105頁；當前第53頁；編輯于星期三\8點36分凸起：是一種小片的非重復性結(jié)構(gòu)，可認為在構(gòu)成的折疊片中，其中一條折疊股額外地插入了一個殘基。其結(jié)果導致多肽鏈彎曲，方向改變。ProteinSecondarystructure54本文檔共105頁；當前第54頁；編輯于星期三\8點36分5.4.4Randomcoil無規(guī)卷曲或稱卷曲（coil），泛指那些不能被歸入明確的二級結(jié)構(gòu)如折疊片或螺旋的多肽區(qū)段。這些“無規(guī)卷曲”也像其他二級結(jié)構(gòu)那樣是明確而穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

ProteinSecondarystructure55本文檔共105頁；當前第55頁；編輯于星期三\8點36分這類有序的非重復性結(jié)構(gòu)經(jīng)常構(gòu)成酶活性部位和其它蛋白質(zhì)特異的功能部位，例如鐵氧還蛋白和紅氧環(huán)蛋白中結(jié)合鐵硫串(iron-sulfurcluster)的肽環(huán)以及許多鈣結(jié)合蛋白中結(jié)合鈣離子的E—F手結(jié)構(gòu)（E—Fhandstructure）的中央環(huán)。56本文檔共105頁；當前第56頁；編輯于星期三\8點36分二級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)主鏈的折疊產(chǎn)生的有規(guī)則的構(gòu)象。維系蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要作用力是氫鍵，氫鍵存在于肽鏈主鏈之間而不是氨基酸側(cè)鏈基團之間。氨基酸殘基側(cè)鏈沿蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的分布是有規(guī)律的。不同的氨基酸對形成某種二級結(jié)構(gòu)有一定的偏好，同時對形成某種二級結(jié)構(gòu)有一定的排斥。

二級結(jié)構(gòu)特點總結(jié)57本文檔共105頁；當前第57頁；編輯于星期三\8點36分GluMetAlaLeuLysPheGln

TrpIleValAspHisArgThrSerCysTyrAsn

ProGlyhelixsheetturnAminoacidandsecondarystructure58本文檔共105頁；當前第58頁；編輯于星期三\8點36分5.5纖維狀蛋白質(zhì)

Fibrousproteins

α-角蛋白與α-螺旋

絲心蛋白與β-折疊

膠原蛋白

59本文檔共105頁；當前第59頁；編輯于星期三\8點36分（1）-角蛋白212-角蛋白的構(gòu)成：主要由-螺旋構(gòu)象的多肽鏈組成。一般是由三條右手-螺旋肽鏈形成一個左手超螺旋的原纖維，原纖維的肽鏈之間有二硫鍵交聯(lián)以維持其穩(wěn)定性。根據(jù)含硫多少的不同，α-角蛋白分為：硬角蛋白：含硫高，如蹄、爪甲等，質(zhì)地硬，不能拉伸；軟角蛋白：含硫少，如毛發(fā)。本文檔共105頁；當前第60頁；編輯于星期三\8點36分角蛋白分子中的二硫鍵本文檔共105頁；當前第61頁；編輯于星期三\8點36分毛發(fā)中-角蛋白的結(jié)構(gòu)毛發(fā)-角蛋白的結(jié)構(gòu)：主要由-螺旋構(gòu)象的多肽鏈組成。一般是由三條右手-螺旋肽鏈形成一個左手超螺旋的原纖維，原纖維的肽鏈之間有二硫鍵交聯(lián)以維持其穩(wěn)定性。原纖維再排列為“9+2”結(jié)構(gòu)的微纖維，成百根的微纖維結(jié)合在一起，合成不規(guī)則的纖維束，稱為大纖維。-角蛋白的伸縮性能很好，當-角蛋白被過度-拉伸時，則氫鍵被破壞而不能復原。此時-角蛋白轉(zhuǎn)變成-折疊結(jié)構(gòu)，稱為-角蛋白。本文檔共105頁；當前第62頁；編輯于星期三\8點36分毛發(fā)的結(jié)構(gòu)P212本文檔共105頁；當前第63頁；編輯于星期三\8點36分卷發(fā)(燙發(fā))的生物化學基礎(chǔ)永久性卷發(fā)(燙發(fā))是一項生物化學工程(biochemicalengineering),—角蛋白在濕熱條件下可以伸展轉(zhuǎn)變?yōu)椤獦?gòu)象，但在冷卻干燥時又可自發(fā)地恢復原狀。這是因為—角蛋白的側(cè)鏈R基一般都比較大，不適于處在—構(gòu)象狀態(tài)，此外—角蛋白中的螺旋多肽鏈間有著很多的二硫鍵交聯(lián)，這些交聯(lián)鍵也是當外力解除后使肽鏈恢復原狀(—螺旋構(gòu)象)的重要力量。這就是卷發(fā)行業(yè)的生化基礎(chǔ)。還原劑——加熱——氧化劑——冷卻本文檔共105頁；當前第64頁；編輯于星期三\8點36分角蛋白分子中的二硫鍵本文檔共105頁；當前第65頁；編輯于星期三\8點36分（2）-角蛋白絲心蛋白(fibroin)的結(jié)構(gòu)絲心蛋白是典型的反平行式折疊片，它具有0.7nm周期，多肽鏈取鋸齒狀折疊構(gòu)象，酰胺基的取向使相鄰的C為側(cè)鏈騰出空間，從而避免了任何空間位阻。在這種結(jié)構(gòu)中，側(cè)鏈交替地分布在折疊片的兩側(cè)。本文檔共105頁；當前第66頁；編輯于星期三\8點36分本文檔共105頁；當前第67頁；編輯于星期三\8點36分絲心蛋白的結(jié)構(gòu)絲心蛋白是由伸展的肽鏈沿纖維軸平行排列成反向-折疊結(jié)構(gòu)。分子中不含-螺旋。絲蛋白的肽鏈通常是由多個六肽單元重復而成。這六肽的氨基酸順序為：

-（Gly-Ser-Gly-Ala-Gly-Ala）n-相鄰兩折疊片層之間，甘氨酸的側(cè)鏈分布在一起，絲氨酸或丙氨酸的側(cè)鏈排列在一起。本文檔共105頁；當前第68頁；編輯于星期三\8點36分本文檔共105頁；當前第69頁；編輯于星期三\8點36分(3)膠原蛋白分布：膠原蛋白或稱膠原(collagen)是很多脊椎動物和無脊椎動物體內(nèi)含量最豐富的蛋白質(zhì)，它也屬于結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)，使骨、腱、軟骨和皮膚具有機械強度。類型：膠原蛋白至少包括五種類型，稱膠原蛋白I、Ⅱ、Ⅲ、IV和Ⅴ。本文檔共105頁；當前第70頁；編輯于星期三\8點36分膠原蛋白的氨基酸組成如皮膚膠原蛋白（Ⅰ型），一級結(jié)構(gòu)分析表明，肽鏈的96%都是按三聯(lián)體的重復順序：(G1y—x—y)n排列而成。Gly數(shù)目占殘基總數(shù)的三分之一，x常為Pro，y常為Hpro(羥脯氨酸)和Hlys（羥賴氨酸）。膠原蛋白還含有糖，為糖蛋白。少量的糖與羥賴氨酸的羥基共價連接。本文檔共105頁；當前第71頁；編輯于星期三\8點36分膠原蛋白的結(jié)構(gòu)組成膠原蛋白的每個肽鏈是左手螺旋三股左手螺旋鏈形成右手螺旋－原膠原分子原膠原分子再聚合形成膠原纖維膠原纖維與糖結(jié)合形成膠原蛋白72本文檔共105頁；當前第72頁；編輯于星期三\8點36分73本文檔共105頁；當前第73頁；編輯于星期三\8點36分本文檔共105頁；當前第74頁；編輯于星期三\8點36分膠原蛋白的結(jié)構(gòu)本文檔共105頁；當前第75頁；編輯于星期三\8點36分5.6超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域

Super-secondarystructure(motif)andDomain

超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域是位于二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)之間的兩個層次，超二級結(jié)構(gòu)的層次接近二級結(jié)構(gòu)，而結(jié)構(gòu)域的層次接近三級結(jié)構(gòu)。76本文檔共105頁；當前第76頁；編輯于星期三\8點36分

QuaternarystructureTertiarystructureDomainSuper-secondarystrutureSecondarystructurePrimarystructureSuper-secondarystructureanddomain77本文檔共105頁；當前第77頁；編輯于星期三\8點36分5.6.1超二級結(jié)構(gòu)220若干相鄰的二級結(jié)構(gòu)元件（主要是α螺旋和β折疊片）組合在一起，彼此相互作用，形成種類不多的、有規(guī)則的二級結(jié)構(gòu)組合(combination)或二級結(jié)構(gòu)串（cluster）,在多種蛋白質(zhì)中充當三級結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，稱為超二級結(jié)構(gòu)(super-secondarystructure)、標準折疊單位(standardfoldingunit)、折疊花式(foldingmotif)。(基序，motif)78本文檔共105頁；當前第78頁；編輯于星期三\8點36分αα：是一種α螺旋束，常為兩股平行或反平行的右手螺旋段纏繞形成的左手超螺旋。存在纖維狀蛋白質(zhì)和球狀蛋白質(zhì)中。螺旋之間通過疏水側(cè)面連接。βαβ：兩段平行的β折疊股和作為連接鏈的α螺旋組成，常見為Rossman折疊。Rossman折疊：p221ββ：兩個β股之間通過短環(huán)連接。最簡單的為β發(fā)夾結(jié)構(gòu)，由其可以形成β曲折和希臘鑰匙拓撲結(jié)構(gòu)。超二級結(jié)構(gòu)的類型79本文檔共105頁；當前第79頁；編輯于星期三\8點36分αα超二級結(jié)構(gòu)本文檔共105頁；當前第80頁；編輯于星期三\8點36分本文檔共105頁；當前第81頁；編輯于星期三\8點36分5.6.2結(jié)構(gòu)域Domain多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)或超二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成三級結(jié)構(gòu)的局部折疊區(qū)，它是相對獨立的緊密球狀實體，稱為結(jié)構(gòu)域（structuraldomain,）或域(domain）。22282本文檔共105頁；當前第82頁；編輯于星期三\8點36分結(jié)構(gòu)域是球狀蛋白質(zhì)的獨立折疊單位。對于那些較小的球狀蛋白質(zhì)分子或亞基來說，結(jié)構(gòu)域和三級結(jié)構(gòu)是一個意思，這些蛋白質(zhì)或亞基是單結(jié)構(gòu)域(Singledomain)

Domain83本文檔共105頁；當前第83頁；編輯于星期三\8點36分

Domain84本文檔共105頁；當前第84頁；編輯于星期三\8點36分結(jié)構(gòu)域的特點（功能上）：通過結(jié)構(gòu)域之間的相對運動，使蛋白質(zhì)分子實現(xiàn)一定的生物功能。酶的活性中心往往位于兩個結(jié)構(gòu)域的界面上．在蛋白質(zhì)分子內(nèi)，結(jié)構(gòu)域可作為結(jié)構(gòu)單位進行相對獨立的運動，水解出來后仍能維持穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，甚至保留某些生物活性（功能的獨立性）。

Domain85本文檔共105頁；當前第85頁；編輯于星期三\8點36分結(jié)構(gòu)域與功能域（蛋白質(zhì)中能獨立存在的功能單位）的關(guān)系：有時一個結(jié)構(gòu)域就是蛋白質(zhì)的功能域，但不總是。功能域通常由多個結(jié)構(gòu)域組成。作為酶活性部位的功能域經(jīng)常由多個結(jié)構(gòu)域的相鄰部分組成，結(jié)構(gòu)域的剩余部分不參與組成活性部位。

Domain86本文檔共105頁；當前第86頁；編輯于星期三\8點36分5.7球狀蛋白質(zhì)與三級結(jié)構(gòu)GlobularProteinsandTertiarystructure蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)是指由二級結(jié)構(gòu)原件（α螺旋，β構(gòu)象，β轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲等）構(gòu)建成的總?cè)S結(jié)構(gòu)，包括一級結(jié)構(gòu)中相距遠的肽段之間的幾何關(guān)系和側(cè)鏈在三維空間中彼此間的相互關(guān)系。22487本文檔共105頁；當前第87頁；編輯于星期三\8點36分5.7.1球狀蛋白質(zhì)的分類Classificationofglobularprotein

◎全α—結(jié)構(gòu)（反平行α螺旋）蛋白質(zhì)◎

α，β—結(jié)構(gòu)（平行或混合型β折疊片）蛋白質(zhì)◎全β—結(jié)構(gòu)（反平行β折疊片）蛋白質(zhì)◎富含金屬和二硫鍵（小的不規(guī)則）蛋白質(zhì)88本文檔共105頁；當前第88頁；編輯于星期三\8點36分5.7.2球狀蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的特征

Characteristicsofglobularprotein3-dimentionalstructure1）球狀蛋白質(zhì)分子含多種二級結(jié)構(gòu)原件；2）球狀蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)具有明顯的折疊層次；3)球狀蛋白質(zhì)分子是緊密的球狀或橢球狀實體；4)球狀蛋白質(zhì)疏水側(cè)鏈埋藏在分子內(nèi)部，親水側(cè)鏈暴露在分子表面；5）球狀蛋白質(zhì)分子表面有一個空穴（也稱裂溝、凹槽或口袋）。89本文檔共105頁；當前第89頁；編輯于星期三\8點36分90本文檔共105頁；當前第90頁；編輯于星期三\8點36分91本文檔共105頁；當前第91頁；編輯于星期三\8點36分5.9.1蛋白質(zhì)的變性Proteindenature蛋白質(zhì)變性：天然蛋白質(zhì)分子受到某些物理因素如熱、紫外線照射、高壓和表面張力等或化學因素如有機溶劑、脲、胍、酸、堿等的影響時，生物活性喪失，溶解度降低，不對稱性增高及其他的物理化學常數(shù)發(fā)生改變，這種過程稱為蛋白質(zhì)變性。2335.9蛋白質(zhì)折疊和結(jié)構(gòu)預測92本文檔共105頁；當前第92頁；編輯于星期三\8點36分蛋白質(zhì)變性的實質(zhì)是蛋白質(zhì)分子中次級鍵被破壞，引起天然構(gòu)象解體。Proteindenature93本文檔共105頁；當前第93頁；編輯于星期三\8點36分蛋白質(zhì)變性的過程中，往往發(fā)生下列現(xiàn)象：１）生物活性的喪失２）一些側(cè)鏈基團的暴露３）一些物理化學性質(zhì)的改變:①溶解度降低;②分子形狀發(fā)生改變,不對稱性增加，黏度增減，旋光和紫外吸收變化

4）生物化學性質(zhì)的改變：易被酶水解Proteindenature94本文檔共105頁；當前第94頁；編輯于星期三\8點36分變性劑：尿素和鹽酸胍，能與多肽主鏈競爭氫鍵，因此破壞蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)。十二烷基硫酸鈉（ＳＤＳ）。關(guān)于蛋白質(zhì)變性的學說，我國生物化學家吳憲在２０世紀３０年代就已提出，天然蛋白質(zhì)分子因環(huán)境的種種關(guān)系，從有序而緊密的結(jié)構(gòu)，變?yōu)闊o序而松散的結(jié)構(gòu)，這就是變性。Proteindenature95本文檔共105頁；當前第95頁；編輯于星期三\8點36分當變性因素去除后，變性蛋白質(zhì)又可重新恢復到天然構(gòu)象，為蛋白質(zhì)的復性Proteindenature96本文檔共105頁；當前第96頁；編輯于星期