05-5 蛋白质的三级结构.docVIP

5. 蛋白质的三级结构 球状蛋白质分子在二级结构、超二级结构乃至结构域的基础上，沿多个方向进一步折叠、卷曲形成一个紧密的近似球形的结构，这种结构称为蛋白质的三级结构。三级结构包括多肽链中一切原子的空间排列方式。三级结构主要靠次级键（包括二硫键）来维持。 在不同的蛋白质中，α-螺旋和β-折叠的含量不同。如肌红蛋白中只有α-螺旋，免疫球蛋白中只有β-折叠，而磷酸丙糖异构酶中α-螺旋和β-折叠相间存在。 三级结构的特点 三级结构只存在于球状蛋白中，不存在于纤维状蛋白中。 维持三级结构的键除二硫键外都是次级键。 对小分子球蛋白来说，结构域就是它的三级结构。 球状蛋白在水溶液中，大多数非极性侧链总是埋在分子内部，形成一个疏水核。大部分极性侧链则分布在蛋白质分子的表面，与水分子之间形成氢键，使蛋白质分子周围拥有一层水膜。所以球蛋白通常都是水溶性蛋白。 6． 蛋白质的四级结构 自然界中有很多蛋白质是以独立折叠的球状蛋白质的聚集体形式存在，这些球状蛋白质通过非共价键彼此缔合在一起而成的聚合体结构就是蛋白质的四级结构。在具有四级结构的蛋白质中，每一个具有独立三级结构的多肽链称该蛋白质的亚基，也称亚单位。在一种蛋白质中的亚基可以相同，也可以不同。亚基一般以α，β，γ等命名。 前白蛋白；四聚体蛋白（两个相同的二聚体组成） 肝乙醇脱氢酶：两个相同亚基组成的二聚体 血红蛋白：（α2β2 ） 四级结构的特点 维持四级结构的作用力是次级键 四级结构破坏，蛋白质活性丢失 亚基单独不具生物活性 亚基可为同种或异种，数量不同 分子的对称性好 蛋白质的结构与功能 蛋白质的一级结构与空间结构的关系 蛋白质的一级结构决定于它的空间结构；蛋白质的空间结构取决于它的一级结构，包括氨基酸的组成和顺序。 2. 一级结构与功能的关系 (1) 一级结构的微小差别可导致生理功能的重大不同 镰刀形红细胞贫血症（sickle-cell anemia） (2). 同功能蛋白质中氨基酸顺序的种属差异与生物进化 蛋白质的空间结构与功能 蛋白质的空间结构与它的生物学功能是密切相关的，生物体中的各种蛋白质都有自己特定的空间构象，这种构象与它们的功能是相适应的，如果空间构象发生了改变，蛋白质的生理功能也就随之消失。 （1）蛋白质的变性 蛋白质的变性是指二级结构以上的高级结构的破坏，从而导致生物活性丧失的过程。变性的本质是次级键的破坏（包括二硫键）。 导致变性的因素 物理因素：加热、高压、剧烈搅拌、超声波、紫外照射等 化学因素：酸、碱、有机溶剂（苯酚、乙醚等）、变性剂（尿素、盐酸胍等）、去垢剂（SDS ：十二烷基硫酸钠） 变性产生的后果： a. 蛋白质溶解度下降或易于沉淀。这是由于次级键破坏，肽链完全伸展，使整个蛋白质分子的空间构象变的松散、不稳定。同时，分子内部的疏水基团暴露而相互凝集成沉淀。b. 变性使得埋藏在分子内部的侧链基团暴露出来，易被蛋白酶水解。c. 变性使得蛋白质的生物活性丧失。 （2）蛋白质的复性 变性蛋白在去除变性因素后可重新恢复到天然构象，恢复其生物活性，这种现象称为蛋白质的复性。 2