生物化學第二章ppt課件(已修改)
2025-01-27 03:47 本頁面
【正文】 第四節(jié) 蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu) 一級結(jié)構(gòu) 初級結(jié)構(gòu)（共價結(jié)構(gòu)） 二級結(jié)構(gòu) 高級結(jié)構(gòu)（空間結(jié)構(gòu)） 三級結(jié)構(gòu) 四級結(jié)構(gòu) 在二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)之間還有另一些層次，如 超二級結(jié)構(gòu) 和 結(jié)構(gòu)域 。 一 . 蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的主要層次 一級結(jié)構(gòu) 四級結(jié)構(gòu) 二級結(jié)構(gòu) 三級結(jié)構(gòu) primary structure secondary structure Tertiary structure quariernary structure 超二級結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)域 supersecondary structure Structure doman 蛋白質(zhì)的 一級結(jié)構(gòu) （ primary structure） 是指蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序 ,或稱氨基酸序列 。 而蛋白質(zhì)的 化學結(jié)構(gòu) 包括肽鏈數(shù)目 、 端基組成 、 氨基酸序列和二硫鍵的位置 ， 又稱 共價結(jié)構(gòu) 。 蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)是最基本的結(jié)構(gòu) ， 它決定著蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu) 。 一 . 蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu) 以 胰島素 為例 ， 胰島素是動物胰臟中胰島 β 細胞分泌的一種分子量較小的激素蛋白 ， 它的主要功能是降低體內(nèi)血糖含量 。 臨床上用來治療糖尿病 。 最先由 Sanger于 1953年完成測定胰島素一級結(jié)構(gòu) . 20 世紀 50 年代末，美國學者 Moore 等人完成牛胰核糖核酸酶全序分析。該酶由一條含 124 個氨基酸殘基的多肽鏈組成，分子內(nèi)含有 4 個鏈內(nèi)二硫鍵，分子量為 12600，是水解核糖核酸分子中磷酸二酯鍵的一種酶。 二、蛋白質(zhì)的構(gòu)象和維持構(gòu)象的作用力 構(gòu)型與構(gòu)象 構(gòu)型 （ configuration） 是指不對稱碳原子上相連的各原子或取代基團的空間排布 （ D構(gòu)型 、 L構(gòu)型 ） 。 構(gòu)型的改變伴隨著共價鍵的斷裂和重新形成 。 構(gòu)象 （ conformation） 是指相同構(gòu)型的化合物中 ，與碳原子相連的各原子或取代基團在 單鍵旋轉(zhuǎn)時 形成的相對空間排布 。 構(gòu)象的改變不需要共價鍵的斷裂和重新形成 。 ? 氫 鍵 ? 范德華力 ? 疏水作用 ? 鹽 鍵 ? 二 硫 鍵 ? 配 位 鍵 維持蛋白質(zhì)分子構(gòu)象的作用力 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)（ secondary structure）指 肽鏈主鏈不同區(qū)段通過自身的相互作用，形成氫鍵，沿某一主軸盤旋折疊而形成的局部空間結(jié)構(gòu)， 是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)象單元．主要有以下類型： 三 、 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)的概念 二級結(jié)構(gòu)的概念 天然蛋白質(zhì)包括 α 螺旋、 β 折疊、 β 轉(zhuǎn)角、 無規(guī)則卷曲 等二級結(jié)構(gòu)。 X射線衍射技術(shù)研究表明 ， 肽鍵 CN鍵介于單鍵和雙鍵之間 ， 具有部分雙鍵性質(zhì) ， 不能自由旋轉(zhuǎn) ， 其中絕大多數(shù)都形成剛性的酰胺平面結(jié)構(gòu) 。 蛋白質(zhì)的構(gòu)象 ? 雖是單鍵卻有 雙鍵 性質(zhì) ? 周邊六個原子在 同一平面 上 ? 前后兩個 acarbon在對角 (trans) C N C H a N C O C a CN nm (正常 ) C=N nm C=N nm (正常 ) 肽單位的構(gòu)象具有三個顯著的特征 ： 1．肽單位是一個 剛性的 平面結(jié)構(gòu) . 2．肽平面中羰基氧與亞氨基氫幾乎總是處于 相反 的位置 . 3． Cα 和亞氨基 N 及 Cα 與羰基 C 之間的鍵是 單鍵 ，可以自 由旋轉(zhuǎn) . 完全伸展的多肽主鏈構(gòu)象 α碳原子 酰胺平面 Φ=1800， ψ=1800 Φ=00， ψ=00的多肽主鏈構(gòu)象 酰胺平面 Φ=00， ψ=00 側(cè)鏈 非鍵合原子接觸半徑 因此 ， 從理論上講 ， 蛋白質(zhì)中的所有 Cα C單鍵和Cα N單鍵都能自由旋轉(zhuǎn)而形成無數(shù)變化的構(gòu)象 。 但事實上 ， 一個天然蛋白質(zhì)多態(tài)鏈在一定條件下只有一種或很少幾種構(gòu)象 ， 而且相當穩(wěn)定 。 主要原因： 1/3具有部分雙鍵性質(zhì)的 CN 鍵 ， 不能自由旋轉(zhuǎn) 。 R側(cè)鏈 ， 其大小及電荷情況各異 。 空間位阻 和 靜電效應(yīng) ， 制約著大量的構(gòu)象形成 。 可將肽鏈的主鏈看成是由被 Ca隔開的許多平面組成的。 1. a螺旋 (ahelix) 2. b折疊 (
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