生物大分子结构与功能相互作用力.pptxVIP

生物大分子结构与功能相互作用力;一、共价相互作用：（二硫键）

二硫键在胞外蛋白和胞内蛋白中的功能

二硫桥作为蛋白质结构花样的组成部分;二硫键(-S-S-)又称作二硫桥或硫硫键：是指两个硫原子之间形成的化学键其键能很大大约为30~100Kcal/mol因此是一种很强的化学键它可以把不同的肽链或同一肽链的不同部分连接起来对稳定蛋白质的构

象起着重要的作用;二硫键在胞外蛋白中的功能：在胞外蛋白中二硫键决定了胞外蛋白的机械性质;蛇毒毒素蛋白和其它的毒素蛋白多肽激素消化酶免疫球蛋白

溶菌酶以及牛奶蛋白等，在这些蛋白质中二硫键的作用对于结构的稳定;二硫键在胞内蛋白中的功能：二硫键决定了胞内蛋白的化学性质新合成的蛋白很少具有二硫键，通常胞内蛋白中的二硫键只与功能性相关而与结构稳定无关;Thirodoxinsystem;还原状态;Thioredoxinreductaseinyeast;ComplexofTrxandTrrinE.coli;ThepseudodimerofTrx2

inyeast.theactivesiteof

onemonomerisexposedto

thesolvent,theotheris

coveredbyitsneighbor;二、非共价相互作用;类型;1、范得华相互作用:原子间以及被化学键所饱和的分子间存在着弱的相互吸引力

①极性基团偶极矩之间的静电力（葛生力Keeson）；

②诱导力(Debye力)；

③色散力（London力）。

三种范得华相互作用中，色散力是占主要地位的相互作用力。;色散力London力:

非极性分子中的原子和分子的原点振动引起的,动态极化可使在某一瞬间电子云的重心偏离核正电荷的中心使得非极性

分子产生瞬间偶极矩此瞬间偶极矩将在邻近分子中诱导出偶极矩这种瞬间偶极矩与诱导偶极矩的相互作用力称作色散力;原子;2、静电相互作用:因为分子中不同类型的原子形成共价键时成键电子的分布是不对称的因此分子中大多数的原子都带有部分电荷另外蛋白质分子中极性,氨基酸的侧链也带有部分电荷;3、氢键:氢键是通过氢原子参与成键的特殊形式的化学键;氢键的本质是XH之间为极性的共价结合。电负性较强的X原子将氢原子的电子云拉向自己一方使XH变为偶极元，从而使X原子带有部分负电荷，而氢原子则带有部分正电荷。当带有部分正电荷的H和具有孤电子对电负性较强的Y原子接近时它们之间存在着静电引力于是便形成了带部分共价键性质的氢键氢键的键能一般为-3~-6Kcal/mol，介于范得华力和共价键之间，这样的能量表明氢键既有足够的稳定性，提供显著的结合能，又可以迅速解离;氢键类型;4、疏水相互作用：疏水相互作用是由于非极性基团的存在，引起了水分子的结构重排，形成了水和水之间的氢键网络，使水的有序度增加而使熵降低。

维持蛋白质三级结构最主要的因素是疏水相互作用。;氨基酸;5、盐键

当一个氨基酸的氨基和与它空间相邻的另一个氨基酸的羧基互相靠近时，形成盐键。

-COO......H3N-;三、蛋白质工程

蛋白质工程的目的之一是提高蛋白质的稳定性。蛋白质的去折叠和折叠态之间的自由能变化之差来衡量：

ΔG＝GD－GN;在蛋白质工程研究中，人们拟从下面几个方面对蛋白质分子进行改造，以图提高蛋白质分子的稳定性：

1、疏水相互作用

2、静电相互作用

3、氢键

4、二硫键;疏水相互作用被认为是蛋白质折叠的主要驱动力，蛋白质分子中的疏水基团暴露于溶剂中往往会引起不利于蛋白质折叠的自由能变化，将氨基酸从水中转移到有机溶剂中的转移自由能的大小可用来衡量疏水相互作用的大;2静电相互作用;3氢键;4二硫键;Proteaseinhibitors;RAWLINGSetal.2004;BodandHuber1992;TheCrystalStructureoftheDouble-headedArrowheadProtease

InhibitorAinComplexwithTwoTrypsins;第34页，共42页，星期日，2025年，2月5日;第35页，共42页，星期日，2025年，2月5日;第36页，共42页，星期日，2025年，2月5日;第37页，共42页，星期日，2025年，2月5日;第38页，共42页，星期日，2025年，2月5日;第39页，共42页，星期日，2025年，2月5日;第40页，共42页，星期日，2025年，2月5日;Themonome