最新3蛋白质结构-2
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c 韧性，多螺旋结构紧密
3 合成部位：
胶原蛋白前体在粗面内质网上合成，并在形成三 股螺旋之前于内质网腔中进行羟基化修饰。
Pro残基的羟化反应是在与膜结合的脯氨酰-4羟 化酶及脯氨酰-3羟化酶的催化下进行的。VC是这 两种酶所必需的辅因子。VC缺乏导致胶原的羟化 反应不能充分进行，不能形成正常的胶原纤维。 导致血管、肌腱、皮肤变脆，易出血，称为坏血 病。
1 膜外周蛋白示例：藻胆蛋白
No Image
PE 藻胆蛋白
PC
APC
No Image
2 内在蛋白:
占膜蛋白的70%-80% 依靠疏水作用与膜相互作用，在膜内部是疏水作
用, 膜外部是亲水 难于和膜分离，常需要借助去污剂、有机溶剂或
超声波
根据与膜相互作用情况，目前主要有两大类，分 别以-螺旋（血型糖蛋白、菌紫质、 LHCII）和以 β-折叠片跨膜（某些孔道蛋白，如LamB等）
每肽结合约12个叶绿素分子
N
基质
几乎所有的捕光色素蛋白都是跨膜
三螺旋模式
D
类囊体膜腔 C
BA C
E
3. 脂锚定蛋白:
某些膜蛋白通过脂类分子共价连接而结合于膜上 脂类分子(脂锚钩)作用：固定蛋白、对蛋白起调节作用 分类：
通过脂肪酸锚定 通过糖基（链）
4）3酰）胺酰连胺接连的接糖的基豆磷蔻脂酰酰锚肌钩醇：(PGrP-NI)-锚末钩： 12端）PGr硫-lyC醚酯--N末连H端接-豆a的a蔻异脂-酰磷戊肪-酸二酰膜乙烯锚醇基钩胺锚: 残钩基：-寡糖-
2. 共价键：
二硫键：使三级结构趋向稳定化 配位键:由两原子中的一个单方提供电子对，蛋白与配位金属
具备三级结构的蛋白质分子一般都有近似球形或椭球形的 物理外形；是蛋白质功能发挥至关重要的一个结构层次
一 . 一级结构决定蛋白的三级结构：
证据主要来自三个方面： ① 蛋白变性复性 ②人工合成蛋白 ③ 生物合成蛋白
二. 维持三级结构的力
1. 主要是非共价键或次级键，包括：
氢键：骨架之间，主、侧链之间，侧链之间，侧链与介质等 疏水作用：疏水基团聚集作用 范德华力（定向效应，诱导效应，分散效应） 离子键（盐键）：内部盐桥；表面形成水化层
① 人红细胞血型糖蛋白（glycophorin)
位于人红细胞膜表面的糖蛋白，富含 带负电的唾液酸。有A、B、C、D 4种， B、C、D在红细胞中含量较少
A型由131aa构成： N-端：70aa，在细胞膜外，结合约 16个糖链，约100个糖残基， 决定血型 中部：20aa残基构成一个跨膜 -螺旋棒，固定蛋白 C-端：41aa残基，亲水，在细胞膜内
3蛋白质结构-2
(一)角蛋白 （keratin）:
-角蛋白, β-角蛋白, 羽毛角蛋白, 无定形角蛋白
1. -角蛋白：头发角蛋白 构成：
-helix(0.45nm)原纤维(2nm) 微纤维(8nm)大纤维(200nm) 特性:
a 有较强的伸缩性，在热水或 碱溶液中可伸展为β-sheet
b 水不溶性(含大量的疏水aa)
年龄增长，氧化反应加剧，胶原蛋白交联程度过 大，韧性降低，脆性增加，易断裂，产生皱纹。
二 膜蛋白结构:
膜蛋白：各种与生物膜相关连的蛋白
(一) 膜蛋白的分类：
1. 外周蛋白:
位于膜表面或通过其它蛋白和膜相连的蛋白。与膜结合松 散，一般是水溶性的
结合力：与脂双层表面通过静电力、氢键或范德华力结合， 改变离子强度或加入金属螯合剂可达到分离 如：红细胞血影收缩蛋白，藻胆蛋白，cytC等
肌P醇Prr磷--CC酸y-s末如-膜( 端：或-cSCAeyMrs，P-T依聚h赖r异)-蛋脂戊白肪二激酸烯酶-基膜、- ；膜
毒蛋H如I白V：-等1多的如如种g：：a表gG酵蛋面蛋母白抗白交等原偶配，联因黏受子着体等分子，朊病
(二) 内在膜蛋白和膜脂间的相互作用
1 结合力： 外周蛋白：静电力, 氢键, 疏水相互作用 内在蛋白：疏水作用(蛋白非极性基与脂双层烃基—范德华力)
N-端和Cwk.baidu.com端都在细胞内侧 β-转角在胞内侧的桶边; 长回环在细胞外侧
胞外
NC 胞内侧
④ 植物捕光色素蛋白复合物
(light-harvesting complex, LHCII)
叶绿体类囊体膜上的捕光天线蛋白 LHCII通常以三聚体存在
每个单体N -端在外，C-端在内，由 233个aa组成，共A-E 5个helix, A、 B、C 3个为跨膜helix。
② 细菌视红素（菌紫质）
（bacteriorhodopsin）:
有色蛋白（247aa的单肽链 – Lys216 - - NH- 视黄醛）， 是一个光驱动的跨膜质子泵， 可参与ATP合成
分子量26,000，C-端在细胞 质侧，N-端在细胞外侧
肽链共形成7个跨膜-helix，螺旋之间以亲水性短链连接。 每个螺旋3.5nm长，与膜同高，相隔1nm围成桶状
疏水/亲水作用（跨膜脂双层两种作用并存)
2 内在蛋白对膜脂的特殊要求: 内在蛋白需要有一定量的膜脂存在才能维持功能 有些要求特定种类的膜脂与其配合，如：线粒体内膜的
β-羟丁酸脱氢酶要求必须有磷脂酰胆碱才表现活性
3 膜蛋白结合对膜脂的作用
界面脂： 指生物膜中内在蛋白周围一层或数
层紧密结合的膜脂分子。其流动性大大降低； 可封闭蛋白不产生非特异性泄露；通常是 维持其生物活性的必要条件
大部分为疏水基位于桶外侧；少数亲水基在桶内侧，功能一 是形成内部氢键及盐桥，固定桶的结构，二是作为质子通道
③ E.coli 麦芽糖膜孔道蛋白（malto porin，LamB）
β-折叠膜蛋白主要存在于 细菌细胞膜、线粒体等
参与麦芽糖或其糊精出入 E. coli 细胞膜的运输
以三聚体形式存在于膜上， 每单体为421aa构成的肽链， 形成18-股反平行β-折叠桶 相邻折叠片之间以回环或 β-转角连接
影响脂双层的排列： 短程效应：如柱状蛋白，只影响相邻膜脂 长程效应：蛋白的疏水核为楔形或部分 嵌入膜内时，使膜发生变形
4 膜蛋白在膜上的运动：横向迁移，垂直旋动，不能翻转
第七节 蛋白质的三级结构
三级结构：蛋白质的三级结构是指二级结构和超二级结构 进一步盘曲折叠，形成包括主侧链在内的专一性 三维排布。是蛋白质所有原子的空间排布。
3 合成部位：
胶原蛋白前体在粗面内质网上合成，并在形成三 股螺旋之前于内质网腔中进行羟基化修饰。
Pro残基的羟化反应是在与膜结合的脯氨酰-4羟 化酶及脯氨酰-3羟化酶的催化下进行的。VC是这 两种酶所必需的辅因子。VC缺乏导致胶原的羟化 反应不能充分进行，不能形成正常的胶原纤维。 导致血管、肌腱、皮肤变脆，易出血，称为坏血 病。
1 膜外周蛋白示例：藻胆蛋白
No Image
PE 藻胆蛋白
PC
APC
No Image
2 内在蛋白:
占膜蛋白的70%-80% 依靠疏水作用与膜相互作用，在膜内部是疏水作
用, 膜外部是亲水 难于和膜分离，常需要借助去污剂、有机溶剂或
超声波
根据与膜相互作用情况，目前主要有两大类，分 别以-螺旋（血型糖蛋白、菌紫质、 LHCII）和以 β-折叠片跨膜（某些孔道蛋白，如LamB等）
每肽结合约12个叶绿素分子
N
基质
几乎所有的捕光色素蛋白都是跨膜
三螺旋模式
D
类囊体膜腔 C
BA C
E
3. 脂锚定蛋白:
某些膜蛋白通过脂类分子共价连接而结合于膜上 脂类分子(脂锚钩)作用：固定蛋白、对蛋白起调节作用 分类：
通过脂肪酸锚定 通过糖基（链）
4）3酰）胺酰连胺接连的接糖的基豆磷蔻脂酰酰锚肌钩醇：(PGrP-NI)-锚末钩： 12端）PGr硫-lyC醚酯--N末连H端接-豆a的a蔻异脂-酰磷戊肪-酸二酰膜乙烯锚醇基钩胺锚: 残钩基：-寡糖-
2. 共价键：
二硫键：使三级结构趋向稳定化 配位键:由两原子中的一个单方提供电子对，蛋白与配位金属
具备三级结构的蛋白质分子一般都有近似球形或椭球形的 物理外形；是蛋白质功能发挥至关重要的一个结构层次
一 . 一级结构决定蛋白的三级结构：
证据主要来自三个方面： ① 蛋白变性复性 ②人工合成蛋白 ③ 生物合成蛋白
二. 维持三级结构的力
1. 主要是非共价键或次级键，包括：
氢键：骨架之间，主、侧链之间，侧链之间，侧链与介质等 疏水作用：疏水基团聚集作用 范德华力（定向效应，诱导效应，分散效应） 离子键（盐键）：内部盐桥；表面形成水化层
① 人红细胞血型糖蛋白（glycophorin)
位于人红细胞膜表面的糖蛋白，富含 带负电的唾液酸。有A、B、C、D 4种， B、C、D在红细胞中含量较少
A型由131aa构成： N-端：70aa，在细胞膜外，结合约 16个糖链，约100个糖残基， 决定血型 中部：20aa残基构成一个跨膜 -螺旋棒，固定蛋白 C-端：41aa残基，亲水，在细胞膜内
3蛋白质结构-2
(一)角蛋白 （keratin）:
-角蛋白, β-角蛋白, 羽毛角蛋白, 无定形角蛋白
1. -角蛋白：头发角蛋白 构成：
-helix(0.45nm)原纤维(2nm) 微纤维(8nm)大纤维(200nm) 特性:
a 有较强的伸缩性，在热水或 碱溶液中可伸展为β-sheet
b 水不溶性(含大量的疏水aa)
年龄增长，氧化反应加剧，胶原蛋白交联程度过 大，韧性降低，脆性增加，易断裂，产生皱纹。
二 膜蛋白结构:
膜蛋白：各种与生物膜相关连的蛋白
(一) 膜蛋白的分类：
1. 外周蛋白:
位于膜表面或通过其它蛋白和膜相连的蛋白。与膜结合松 散，一般是水溶性的
结合力：与脂双层表面通过静电力、氢键或范德华力结合， 改变离子强度或加入金属螯合剂可达到分离 如：红细胞血影收缩蛋白，藻胆蛋白，cytC等
肌P醇Prr磷--CC酸y-s末如-膜( 端：或-cSCAeyMrs，P-T依聚h赖r异)-蛋脂戊白肪二激酸烯酶-基膜、- ；膜
毒蛋H如I白V：-等1多的如如种g：：a表gG酵蛋面蛋母白抗白交等原偶配，联因黏受子着体等分子，朊病
(二) 内在膜蛋白和膜脂间的相互作用
1 结合力： 外周蛋白：静电力, 氢键, 疏水相互作用 内在蛋白：疏水作用(蛋白非极性基与脂双层烃基—范德华力)
N-端和Cwk.baidu.com端都在细胞内侧 β-转角在胞内侧的桶边; 长回环在细胞外侧
胞外
NC 胞内侧
④ 植物捕光色素蛋白复合物
(light-harvesting complex, LHCII)
叶绿体类囊体膜上的捕光天线蛋白 LHCII通常以三聚体存在
每个单体N -端在外，C-端在内，由 233个aa组成，共A-E 5个helix, A、 B、C 3个为跨膜helix。
② 细菌视红素（菌紫质）
（bacteriorhodopsin）:
有色蛋白（247aa的单肽链 – Lys216 - - NH- 视黄醛）， 是一个光驱动的跨膜质子泵， 可参与ATP合成
分子量26,000，C-端在细胞 质侧，N-端在细胞外侧
肽链共形成7个跨膜-helix，螺旋之间以亲水性短链连接。 每个螺旋3.5nm长，与膜同高，相隔1nm围成桶状
疏水/亲水作用（跨膜脂双层两种作用并存)
2 内在蛋白对膜脂的特殊要求: 内在蛋白需要有一定量的膜脂存在才能维持功能 有些要求特定种类的膜脂与其配合，如：线粒体内膜的
β-羟丁酸脱氢酶要求必须有磷脂酰胆碱才表现活性
3 膜蛋白结合对膜脂的作用
界面脂： 指生物膜中内在蛋白周围一层或数
层紧密结合的膜脂分子。其流动性大大降低； 可封闭蛋白不产生非特异性泄露；通常是 维持其生物活性的必要条件
大部分为疏水基位于桶外侧；少数亲水基在桶内侧，功能一 是形成内部氢键及盐桥，固定桶的结构，二是作为质子通道
③ E.coli 麦芽糖膜孔道蛋白（malto porin，LamB）
β-折叠膜蛋白主要存在于 细菌细胞膜、线粒体等
参与麦芽糖或其糊精出入 E. coli 细胞膜的运输
以三聚体形式存在于膜上， 每单体为421aa构成的肽链， 形成18-股反平行β-折叠桶 相邻折叠片之间以回环或 β-转角连接
影响脂双层的排列： 短程效应：如柱状蛋白，只影响相邻膜脂 长程效应：蛋白的疏水核为楔形或部分 嵌入膜内时，使膜发生变形
4 膜蛋白在膜上的运动：横向迁移，垂直旋动，不能翻转
第七节 蛋白质的三级结构
三级结构：蛋白质的三级结构是指二级结构和超二级结构 进一步盘曲折叠，形成包括主侧链在内的专一性 三维排布。是蛋白质所有原子的空间排布。