蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)(已修改)
2024-09-02 00:45 本頁(yè)面
【正文】 蛋白質(zhì)分子的高級(jí)結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)分子中的結(jié)構(gòu)層次 一級(jí)結(jié)構(gòu) → 二級(jí)結(jié)構(gòu) → 超二級(jí)結(jié)構(gòu) → 結(jié)構(gòu)域→ 三級(jí)結(jié)構(gòu) → 亞基 → 四級(jí)結(jié)構(gòu) 定義 蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)指多肽鏈中 氨基酸的排列順序 。 一、蛋白質(zhì)的一級(jí) (共價(jià) ) 結(jié)構(gòu) 主要的化學(xué)鍵 肽鍵 ，有些蛋白質(zhì)還包括 二硫鍵 。 N末端 C末端 牛核糖核酸酶 一級(jí)結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì) 空間構(gòu)象和特異生物學(xué)功能 的 基礎(chǔ) 。 胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的根本差異在于一級(jí)結(jié)構(gòu)的不同 多肽鏈中氨基酸序列分析 —— 一級(jí)結(jié)構(gòu)測(cè)定 準(zhǔn)備工作： ?樣品純度 97%以上； ?測(cè)定蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量（允許誤差 10%左右） ?測(cè)定肽的數(shù)目； ?測(cè)定氨基酸組成 多肽鏈中氨基酸序列分析 分析已純化蛋白質(zhì)的氨基酸殘基組成（純度 97%以上） 測(cè)定多肽鏈的 氨基末端 與 羧基末端 為何種氨基酸殘基 把肽鏈水解成片段，分別進(jìn)行分析 測(cè)定各肽段的氨基酸排列順序，一般采用 Edman降解法 一般需用 數(shù)種水解法 ，并分析出各肽段中的氨基酸順序，然 后經(jīng)過(guò) 組合排列對(duì)比 ，最終得出完整肽鏈中氨基酸順序結(jié)果。 ?胰蛋白酶： 水解 賴(lài)氨酸 和 精氨酸 的 羧基形成的肽鍵； ?糜蛋白酶（胰凝乳蛋白酶）： 水解芳香族氨基酸 【 苯丙氨酸（ Phe）、酪氨酸（ Tyr）、色氨酸（ Trp） 】 等氨基酸殘基的 羧基 形成的肽鍵。 ?胃蛋白酶：專(zhuān)一性較差，主要水解 Glu、Asp或其他氨基酸的側(cè)鏈。 則其氨基酸排列順序?yàn)椋? ThrAsnValLysAlaTrpGlylys 如測(cè)一個(gè)九肽 測(cè)得 N端氨基酸殘基為 Thr 又分別測(cè)得片段 : AlaAlaTrpGlyLys ValLysAlaAlaTrp ThrAsnValLys 例 1： 某五肽先經(jīng)酸水解再經(jīng)堿水解，得到摩爾數(shù)相等的五種氨基酸（ Ala、 Cys、 Lys、 Phe和 Ser）混合物，用 Edman分析法進(jìn)行 N端分析，獲得 PHTSer；經(jīng)胰蛋白酶水解可得到一種 N端為 Cys的三肽和另一種 N端為 Ser的二肽；用胰糜蛋白酶水解上述三肽，得到 Ala和另一個(gè)二肽。問(wèn)該五肽的氨基酸順序怎樣？ 解答： 是一個(gè) N端為 Ser的五肽； 胰蛋白酶的水解部位是 Lys或 Arg的羧基端肽鍵，因?yàn)榈玫揭环N N端為 Ser的二肽，因此第二位為 Lys； 經(jīng)胰蛋白酶水解可得到一種 N端為 Cys的三肽，所以第三位為 Cys； 因?yàn)橐让拥鞍酌钢凰夥枷阕灏被岬聂然穗逆I，水解上述三肽，得到 Ala和另一個(gè)二肽，所以三肽為： CysPheAla 整個(gè)五肽的順序?yàn)?Ser Lys CysPheAla。 例 2： 當(dāng)一種 4肽與 FDNB反應(yīng)后 ,用 Val及 3種其他氨基酸 。當(dāng)這 4肽用胰蛋白酶水解時(shí)發(fā)現(xiàn)有兩種碎片段，其中一片用 LiBH4還原后再進(jìn)行酸水解 ,水解液內(nèi)有氨基乙醇和一種在有濃硫酸條件下能與已醛酸反應(yīng)產(chǎn)生紫 (紅 )色產(chǎn)物的氨基酸 .試問(wèn)這 4肽的一級(jí)結(jié)構(gòu)是由哪幾種氨基酸。（ LiBH4還原羧酸成為醇類(lèi)，可使 C末端 AA還原為相應(yīng)的氨基醇。） 分析： FDNB即 2， 4二硝基氟苯，在弱堿性溶液中可與肽鏈 N末端的氨基酸生成黃色的二硝基苯氨基酸（ DNPAA）。鹽酸水解可以打開(kāi)所有的肽鏈，使蛋白質(zhì)或者多肽變?yōu)橛坞x的氨基酸。 LiBH4還原羧酸成為醇類(lèi)，可使 C末端 AA還原為相應(yīng)的氨基醇。胰蛋白酶可專(zhuān)一性水解由堿性氨基酸（ lys， Arg）羧基端形成的肽鍵。 解題： （ 1）四肽與 FDNB反應(yīng)后，用 Val，證明 N端為 Val； （ 2） LiBH4還原后再水解，水解液中有氨基乙醇， Gly是氨基乙酸，證明肽的 C端為 Gly； （ 3）水解液中有在濃 H2SO4條件下能與乙醛酸反應(yīng)產(chǎn)生紫紅色產(chǎn)物的氨基酸，說(shuō)明此氨基酸為 Trp； （ 4）根據(jù)胰蛋白酶的專(zhuān)一性，得知此肽鍵 COOH末端是Lys或者 Arg； 根據(jù)以上結(jié)果可知道四肽的順序：ValLysTrpGly 或者 ValArgTrpGly 。 二、蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu) ， 即該段肽鏈 主鏈骨架原子的相對(duì)空間位臵 ， 并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象 。 蛋白質(zhì)多肽鏈本身的折疊盤(pán)繞方式 。 定義 主要的化學(xué)鍵： 氫鍵 、 鹽鍵、疏水鍵、范德華力 （一）酰胺平面 參與形成肽鍵的 4個(gè)原子 （ C、O、 N、 H） 和與之相連的 2個(gè) ?碳原子 （ C? C?2） 共處于 同一平面上 ，形成 酰胺平面 ， 或稱(chēng)肽鍵平面 ， 肽平面 ， 肽單元 。 C?1和 C?2在平面上所處的位置為反式 (trans)構(gòu)型 。 肽單元RC αC αCOORNCNψφ它是蛋白質(zhì)構(gòu)象的 基本結(jié)構(gòu)單位 （二）蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要形式 ? ?螺旋 ( ? helix ) ? ?折疊 ( ?pleated sheet ) ? ?轉(zhuǎn)角 ( ?turn ) ? 無(wú)規(guī)卷曲 ( random coil ) ?螺旋 結(jié)構(gòu)要點(diǎn) : ① 從 N端為起點(diǎn)，多肽鏈主鏈圍繞中心軸形成 右手螺旋 ， 側(cè)鏈伸向螺旋外側(cè)。 ?多個(gè)肽鍵平面通過(guò) α 碳原子旋轉(zhuǎn)，相互之間緊密盤(pán)曲成穩(wěn)固的 右手 螺旋。 ?每個(gè)肽鍵的亞氨氫和第四個(gè)肽鍵的羰基氧形成的氫鍵 保持螺旋穩(wěn)定（ 氫鍵是穩(wěn)定 α－螺旋的主要鍵）， 氫鍵與螺旋長(zhǎng)軸基本平行。 ?主鏈呈螺旋上升， 每個(gè)氨基酸殘基沿軸上升，沿軸旋轉(zhuǎn) 1000， 每 一圈 ，相當(dāng)于上升高度 (螺距 )， 螺旋的直徑約為 。 α－螺旋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 例題：一個(gè) α螺旋片段含有 180個(gè)氨基酸殘基，該片段中有多少圈螺旋？計(jì)算該 α螺旋片段的軸長(zhǎng)。 解答： 180/=50圈， 50 =27nm，該片段中含有 50圈螺旋，其軸長(zhǎng)為 27nm。 例題：一個(gè)含有
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