蛋白质的1-4级结构

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平行 （parallel）
反向平行 （anti-parallel）
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蚕丝蛋白
丝心蛋白具有抗张强度 高，质地柔软的特性， 但不能拉伸。丝心蛋白
是典型的反平行式-折
叠片，多肽链取锯齿状 折叠构象
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2-4 -转角和无规卷曲
-转角： 1.肽链内形成180º回折。 2.含4个氨基酸残基，第一个与第四个氨基 酸残基形成氢键。
蛋白质的分子结构
The Molecular Structure of Protein
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本节教学重点
1. 掌握：蛋白质一、二、三、四级结构的概念；二级结构主 要形式及结构特点
2. 理解：稳定各级结构的主要化学键；构型和构象
3. 重点难点：蛋白质结构的四个层次
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蛋白质的分子结构
一级结构 (primary structure) 二级结构 (secondary structure) 三级结构 (tertiary structure) 四级结构 (quaternary structure) 高级结构
3.第二个氨基酸残基常为脯氨酸（Pro）。 无规卷曲：没有确定规律性的肽链结构。
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-转角：
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2-5 超二级结构
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2-6 模体
钙结合蛋白中结合 钙离子的模体
锌指结构
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ห้องสมุดไป่ตู้
三、蛋白质的三级结构
定义
整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。
即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。 稳定因素：
疏水键、离子键、氢键和 范德华力等。
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卷发(烫发)的生物化学基础
烫发的原理
α-角蛋白的分子结构
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2-3 -折叠
1.多肽链充分伸展，相邻酰胺平面之间折叠成 锯齿状结构，侧链位于锯齿结构的上下方。
2.两段以上的β-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β-折叠 结构。氢键与螺旋长轴垂直。
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四、蛋白质的四级结构
1.定义：蛋白质分子中两条或两条亚基的空间排布及亚基 接触部位的布局和相互作用，称为蛋白质的四级结构。 2.每条具有完整三级结构的多肽链，称为亚基 (subunit)。 3.亚基之间的结合力主要是氢键和离子键。 4.由2个亚基组成的蛋白质四级结构中，若亚基分子结构相 同，称之为同二聚体(homodimer)，若亚基分子结构不
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一、蛋白质的一级结构
定义： 蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸 的排列顺序。 主要化学键：肽键
二硫键的位置也属于一级结构范畴。
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胰岛素的一级结构 一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功 能的基础。
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二、蛋白质的二级结构
• 定义：蛋白质的二级结构是指多肽链中某个肽 段的主链骨架原子的相对空间位置。 • 主链骨架原子包括N（氨基氮），CO（羰基碳） 和相邻的2个C 。 • 稳定蛋白质二级结构的主要化学键是氢键。
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离子键
氢键
疏水键 疏水键 疏水键 氢键 氢键
离子键
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3-1 肌红蛋白 (myoglobin，Mb)
C 端 N端
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3-2 结构域
定义：分子量较大的蛋白质常可折叠成多个结构 较为紧密且稳定的区域，并各行其功能，称为结构 域（domain）。 结构域是三级结构层次上的独立功能区。
结构域 1 结构域 2
卵溶菌酶三级结构中的两个结构域
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3-3 分子伴侣(chaperon)
是为加速蛋白质折叠成天然构象或形成四级结构提供 合适微环境的一类蛋白质。 * 热休克蛋白70(Hsp70) * 伴侣蛋白(chaperonin) (如Hsp60/GroEL、GroES) * 核质蛋白(nucleoplasmin)
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2-1 肽单元或肽单位(peptide unit)
47°
57°
参与肽键的6个原子C1、C、O、N、 H、C2位于同一平面，C1和C2
在平面上所处的位置为反式(trans)构
型，此同一平面上的6个原子构成了 所谓的肽单元 。
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蛋白质二级结构的主要形式 • -螺旋 ( -helix ) • -折叠 ( -pleated sheet ) • -转角 ( -turn )
同，则称之为异二聚体(heterodimer)。
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血红蛋白（ Hemoglobin, Hb）的四级结构
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思考题：
1.简述蛋白质一级结构、二级结构、三级结构、四
级结构基本概念及各结构层次间的内在关系。
2.解释蛋白质分子中模体和结构域概念及其与二、 三级结构的关系。
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• 无规卷曲 ( random coil )
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2-2 -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， 即0.15nm/氨基酸残基。
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。氢键与螺旋长轴基本平 行。
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