蛋白质的分子结构

βββ
βαβ
β-转角
（五）分子伴侣 （chaperon） • 概念：帮助新生多肽链正确折叠的一 类蛋白质。 • 作用： 1. 可逆地与未折叠肽段的疏水部分 结合，防止错误折叠。 2. 与错误折叠的肽段结合，诱导其 正确折叠。 3. 对蛋白质分子中二硫键的正确形 成起重要作用。
三、蛋白质的三级结构 ( tertiary structure) • 概念：指整条肽链中全部氨基酸残 基的相对空间位置，也就是整条肽 链所有原子在三维空间的排布位置。 • 稳定因素： 非共价键：疏水键 氢键 盐键 Van der Waals力 共价键： 二硫键
3. -转角 4. 无规卷曲
1. -螺旋(-helix) (1) -螺旋结构要点:
①多肽链主链围绕中心轴形成右
手螺旋，侧链伸向螺旋外侧。
② 每圈螺旋含3.6个氨基酸，螺距 为0.54nm。
③ 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。 ④ 氢键与螺旋长轴基本平行。
(2)影响-螺旋形成的因素 ① 氨基酸侧链所带电荷 (如：酸 性或碱性氨基酸）Asp Glu , Arg Lys ② 氨基酸侧链的大小（如：Phe, Trp, Ile , Gly) ③ 氨基酸侧链的形状 (如：Pro)
• 一级结构相似的多肽和蛋白质的空间结 2. 空间结构与功能
• 变性时空间结构改变-功能改变 • 变构作用 • 酶原激活
氢键： 连在电负性强的半径小的原子上 的H与另一个电负性强的原子之 间的相互作用。 －C=O ﹉ H-O-H －C=O
﹉
H-N－
盐键 ：正负离子间的静电引力。 带正电的基团： + － NH3 ＋ Lys的ε－NH3 ＋ His 的咪唑基 Arg 的胍基 带负电的基团： －COO ASP 的β－COO Glu的γ－COO － NH3 ＋ ﹉ －OOC－
叫酰胺平面或肽键平面。它是蛋
白质构象的基本结构单位。
O
R'
H Cα
H
0.123 nm
O
C N
N
7 14 0.
φ
ψ
Hale Waihona Puke Baidu
C
nm
2 13 0. nm
H
O
H
0. 15 3
C
Cα
N H
nm
R''
肽单元结构特点：
①肽键的C—N键长介于单键和 双键之间，具有部分双键性质， 不能自由旋转。 ②肽键的 -C=O 和 -N-H 及两个 C均为反式构型。
• Hb亚基间的盐键
1. 一级结构与功能
• 一级结构是空间结构和功能的基础。
Hb: 2α 2β
HbA HbS •
βchain
Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys 镰刀型贫血
一级结构决定空间结构：
•
人工合成胰岛自动形成天然空间结构 构和功能也相似 胰岛素
第二节
蛋白质的分子结构
蛋白质的一级结构 蛋白质的二级结构 蛋白质的三级结构 高级结构
蛋白质的四级结构
一、蛋白质的一级结构 primary structure • 概念：蛋白质分子中氨基酸的排列 顺序。 • 主键：肽键 二硫键
• 一级结构是由遗传信息决定的。
• 一级结构是蛋白质空间结构的基础。
胰岛素的一级结构
疏水键： 疏水基团在水中避开水而聚集在 一起的作用力。Ala, Leu, Ileu, Val, Trp, Pro 范德华力：分子间的静电引力。 0.3-0.5nm
结构域（domain） 分子量大的蛋白质三级结构分
割成1至数个球状或纤维状的区
域，折叠得较为紧密，各行其功
能，称为结构域。 属超二级结
反向平行
顺向平行
3. -转角 ( -turn)
① 肽链内形成180º 回折。
②含4个氨基酸残基，第一个氨基 酸残基C=O与第四个氨基酸残基 N－H形成键。 ③ 第二个氨基酸残基常Pro。
4. 无规卷曲 (random coil)
没有确定规律性的肽链结构。
（四）模序（motif） • 概念：蛋白质分子中，两个或三 个具有二级结构的肽段， 在空间上相互接近，形成 一个具有特殊功能的空间 结构。 • 形式：βββ βαβ 螺旋-环-螺旋 螺旋-转角-螺旋 锌指 亮氨酸拉链
③与 C 相连的单键可自由旋转， C—C 旋转角度以 （ psi) 表示， C —N旋转角度以表示，即两 面角。这样，两个相邻肽单元可 以围绕一个共用的 C 自由旋转， 而造成两个肽单元在空间的不同 位置。这就是肽链折叠、盘曲的 基础。
(三) 二级结构的主要构象形式
1. -螺旋 2. -折叠
二、蛋白质的二级结构 secondary structure （一）概念：多肽链主链的局部 空间结构，不涉及氨基酸残基侧 链的构象。 稳定因素：在肽键的羰基氧和亚 氨氢之间形成的氢键。
（二）肽单元（peptide unit)： 参与组成肽键的6个原子（-C -
CO- NH- C-)位于同一平面，又
构。
四、蛋白质的四级结构 quaternary structure • 亚基（subunit）：蛋白质分子中
每一个具有独立三级结构的多肽 链称为亚基（或亚单位）。
• 亚基之间呈特定的三维空间排布， 并以非共价键相连。 • 这种蛋白质分子内各个亚基的空 间排布及相互作用关系称为蛋白 质的四级结构。 • 维系四级结构的化学键：疏水作 用、氢键、盐键。
2. -折叠结构（ －pleated sheet）
①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。 ②两段以上的-折叠结构平行排 列 ，两链间可顺向平行，也可 反向平行 。
③两链间的肽键之间形成氢键， 以稳固-折叠结构。氢键与
螺旋长轴垂直。
-折叠形成条件：要求氨基 酸侧链较小。