第三章蛋白质的三维结构.doc

第三章蛋白质的三维结构 1.研究蛋白质构象的方法 a.构象和构型的区别 构型－－在立体结构中取代原子或基团在空间的取向。涉及共价键的断裂。　构象－－取代基团当单键旋转时可能形成不同的立体结构。不涉及共价键的断裂。 b.研究蛋白质构象的方法 ---X射线衍射法 ---研究溶液中蛋白质构象的光谱学方法 2.维系蛋白质三维结构的作用力 氢键---范德华力---疏水作用力---盐键---二硫键 3．多肽链折叠的空间限制 多肽主链上只有α碳原子连接的两个键（Cα-N1和Cα-C2）是单键，能自由旋转。 4．蛋白质的各级结构 定义 稳定因素 基本元件 主要形式 特点 蛋白质一级结构 蛋白质多肽链中氨基酸的排列是顺序 肽键 氨基酸 多肽链 蛋白质二级结构 是指肽链的主链在空间的排列，或规则的几何走向、旋转及折叠。（多肽链主链原子的空间排布） 氢键 肽链的平面结构（？） (-螺旋 β-折叠片（正向和反向） β-转角 无规则卷曲 蛋白质超二级结构 相邻二级结构的规则组合或结构串 次级键 二级结构 (( β(β β-折叠片 β曲折 结构域 在二级结构及超二级结构的基础上，多肽链进一步卷曲折叠，组装成几个相对独立、近似球形的三维实体 次级键 二级结构和超二级结构 蛋白质三级结构 指球状蛋白质的多肽链在二级结构的基础上，通过侧链基团的相互作用进一步卷曲折叠，借助次级键维系使α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲等二级结构相互配置而形成特定的构象。 （多肽链上所有原子的空间排布） 氢键；盐碱；疏水键；范德华力 二级结构的基本元件及它们形成的结构域 含多种二级结构单元；有明显的折叠层次；是紧密的球状或椭球状实体；疏水侧链埋藏在分子内部，亲水侧链暴露在分子表面；分子表面有一空穴 蛋白质四级结构 指由相同或不同的称作亚基（subunit）的亚单位按照一定排布方式缔合而成的蛋白质结构。 氢键，盐键，疏水键（主要作用力），范德华力 亚基 5．(-螺旋 特点 ①?二面角：Φ=?-57°,?Ψ=?-?48°； ②?每圈螺旋：3.6个a.a残基，??高度：0.54nm； ③?每个残基绕轴旋转100°，沿轴上升0.15nm； ④?是一种右手螺旋；氨基酸残基侧链向外； ⑤?相邻螺圈之间形成链内氢链，氢键的取向几乎与中心轴平行。 ⑥?肽键上N-H氢与它后面（N端）第四个残基上的C=O氧间形成氢键。 影响因素 多肽链上连续出现带同种电荷基团的氨基酸残基,(如Lys，或Asp，或Glu)，则由于静电排斥，不能形成链内氢键，从而不能形成稳定的α螺旋。如多聚Lys、多聚Glu。 Gly的Φ角和Ψ角可取较大范围，在肽中连续存在时，使形成α螺旋所需的二面角的机率很小，不易形成α螺旋。 ③?R基大（如Ile）不易形成α螺旋。 ④?Pro－Pro中止α螺旋。 6．β-转角 4个连续的氨基酸残基构成，使多肽主链出现180o的回折。转角处多有甘氨酸，或脯氨酸。 7．蛋白质变性 定义：当天然蛋白质受到某些物理因素和化学因素的影响，使其分子内部原有的高级构象发生变化时，蛋白质的理化性质和生物学功能都随之改变或丧失，但并未导致其一级结构的变化，这种现象称为变性作用。 变性现象：生物活性丧失；侧链基团暴露；物理化学性质改变；生物 化学性质改变。 变性因素：强酸和强碱；有机溶剂，破坏疏水作用；去污剂，都是两亲分子，破坏疏水作用；还原性试剂：尿素、β-硫基乙醇；盐浓度，盐析、盐溶；重金属离子，Hg2+、pb2+，能与-SH或带电基团反应；温度；机械力。 8．蛋白质变性与复性实验 流程：核糖核酸酶A-----加入变性剂和β-巯基乙醇------变性的RNA酶分子无活性（二硫键断裂，结构松散）-------透析祛除变性剂和β-巯基乙醇------复性RNA酶分子 实验意义：蛋白质一级结构序列决定空间的三维结构。 小结： 蛋白质一、二、三、四级结构的定义及维系这些结构稳定的作用键？ 蛋白质二级结构的基本形式？并试述α-螺旋的结构特点。 何谓蛋白质的变性？蛋白质变性的实质及变性后蛋白质的性质有何改变。