第二章 蛋白质化学 生物化学简明教程.pptVIP

血红蛋白质（α2β2）看成由二个原聚体（αβ）组成的对称二聚体结构 蛋白质分子中的共价键与次级键 共价键 次级键 化学键 肽键 一级结构 氢键 二硫键 二、三、四级结构 疏水键 盐键 范德华力 三、四级结构 蛋白质的一二三四级结构 2.5 蛋白质结构与功能的关系 蛋白质分子具有多样的生物学功能，需要一定的化学结构，还需要一定的空间构象。 蛋白质的一级结构和三维结构均与其特定的功能相关。 2.5.1 一级结构与功能的关系 种属关系—分子进化 蛋白质一级结构的种属差异十分明显，但相同部分氨基酸对蛋白质的功能起决定作用。根据蛋白质结构上的差异，可以断定它们在亲缘关系上的远近。 分子病（molecular disease） 基因突变导致蛋白质一级结构的突变，导致蛋白质生物功能的下降或丧失，就会产生疾病，这种病称为分子病。 一级结构的氨基酸排列顺序与正常有所不同。 最早的序列分析：胰岛素蛋白质 Insulin Chain A: 8-10位存在着不同（牛，ASV；猪，TSI；羊，AGV）（Brown et al.，1955） 一级结构相似的蛋白质功能相似 表 - 胰岛素的一级结构及种属差异 细胞色素c 是由104个氨基酸组成的蛋白质。 比较50种不同的生物，凡与人类亲缘关系越远的生物，其氨基酸顺序与人类的差异越大。 分子进化 从细胞色素c的一级结构看生物进化 促肾上腺素皮质激素 MSH 促黑激素 一级结构不同的蛋白质功能不同 氨基酸组成变化改变其功能 最早从分子水平证明的先天性遗传病，镰刀形红细胞贫血症 （sickle-cell anemia） 正常人血红蛋白β链的第6位氨基酸是Glu，而镰刀状细胞贫血病人的血红蛋白中， Glu变成了Val，仅此一个氨基酸之差，本是水溶性的血红蛋白，就聚集成不溶性的纤维束，并引起红细胞变形成镰刀状而极易破裂，产生贫血。 β-链 1 2 3 4 5 6 7 Hb-A Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Lys… Hb-S Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Lys… Val取代Glu 含氧-HbA O2 O2 粘性疏水斑点 含氧HbS 脱氧HbS 疏水位点 血红蛋白分子凝集 由较短肽链组成的蛋白质一级结构，其结构不同，生物功能也不同 由较长肽链组成的蛋白质一级结构中，其中“关键”部分结构相同，其功能也相同；“关键”部分改变，其功能也随之改变。 2.5.2 构象与功能的关系 别（变）构作用：含亚基的蛋白质由于一个亚基的构象改变而引起其余亚基和整个分子构象、性质和功能发生改变的作用。因别构而产生的效应称别构效应。 是蛋白质表现其生物功能的一种相当普遍而又十分重要的现象。 螺旋体中所有氨基酸残基R侧链都伸向外侧，链中的全部＞C＝O 和＞N－H几乎都平行于螺旋轴 氢键是稳定螺旋的主要作用力 每个氨基酸残基的＞N－H与前面第四个氨基酸残基的＞C＝O形成氢键，肽链上所有的肽键都参与氢键的形成。 多个肽键平面通过α－碳原子紧密盘曲成稳固的右手螺旋。 主链呈螺旋上升，每3.6个氨基酸残基上升一圈，螺距0.54nm。 相邻两圈螺旋之间借肽键中C＝O和N－H之间形成许多链内氢健，每一个氨基酸残基中的N － H和前面相隔三个残基的C＝O之间形成氢键。 肽链中氨基酸侧链R，分布在螺旋外侧。 （1）为一右手螺旋 （2）螺旋每圈包含3.6个氨基酸残基，螺距为0.54nm （3）螺旋以氢键维系 （4）氨基酸侧链伸向外侧 总结 其他类型的螺旋 310-螺旋 直径0.4nm 螺距0.6nm 4.416-螺旋 直径0.6nm 螺距0.52nm ② β-折叠（β-pleated sheet） 肽键平面呈伸展的锯齿状排列形成的结构称β－折叠。 常为两条或两条以上伸展的多肽链；侧向聚集在一起形成扇面状，故又称β－折叠或β－片层。 相邻肽键平面的夹角为110° ，呈锯齿状排列；侧链Ｒ基团交错地分布在片层平面的两侧。 相临AA之间的距离是0.35nm 2~5条肽段平行排列构成，肽段之间 可顺向平行（均从N－C），也可反向平行 。 反向平行 顺向平行 由氢键维持稳定。其方向与折叠的长轴接近垂直。能量上看，反式比平行更稳定（氢键最强）。纤维状蛋白质中，主要以反式存在，球状蛋白质中两种方式都存在。 肽链平面之间折叠成锯齿状，相邻肽键平面间呈110°角，R侧链在锯齿的上方或下方 两条肽链或一