【文章內容簡介】 022年 10月 第二節(jié) 蛋白質的分子結構 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 高級結構（ 空間結構 ），又稱 構象 ，是指蛋白質分子中所有原子在三維空間的排布。 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 ?一級結構是指蛋白質的多肽鏈中氨基酸的排列順序；主要靠 肽鍵 維系，另外還有 二硫鍵 。 ?二～四級結構稱為蛋白質的空間結構，或 空間構象 ；主要靠 次級鍵 維系。 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 一、蛋白質的一級結構 (primary structure) ? 定義 ：是指蛋白質分子中氨基酸的排列順序。 ? 連接鍵：主要靠 肽鍵 維系，另外還有 二硫鍵 。 ? 重要意義： ?一級結構體現(xiàn)生物信息： 20n …………. 多樣性 ?一級結構是空間結構及生物活性的基礎 ….. 特異性 ?研究一級結構有助于從分子水平診斷和治療遺傳病 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 一級結構是蛋白質空間構象和特異生物學 功能的基礎 ， 但不是決定蛋白質空間構象的 唯一因素 。 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 二、蛋白質的空間結構 ? 定義 指蛋白質分子內各原子圍繞 某些共價鍵 的旋轉而形成的各種 空間排布 及 相互關系 ，又稱 蛋白質的構象 。 ? 分類 主鏈構象 是指多肽 主鏈骨架 上各原子的排布及相互關系； 側鏈構象 是指各氨基酸殘基 側鏈基團 中原子的排布及相互關系。 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 （一）蛋白質的二級結構 ?定義 指多肽主鏈 骨架原子 的 局部空間 排列， 不涉及氨基酸殘基側鏈 的構象，也就是該肽段主鏈骨架原子的相對空間位置。 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 形成二級結構的基礎 —— 肽鍵平面 (peptide unit) 由肽鍵中的四個原子和與之相鄰的兩個碳原子共同構成的剛性平面。（ Cα1CONHCα2） 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 肽鍵結構互變 肽鍵平面 — C — N — O H — C — N+ — O H 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 蛋白質二級結構的基本形式 ?分類：主要有 α螺旋 、 β折疊 、 β轉角 和 無規(guī)則卷曲 等 ?維持二級結構的力量為 氫鍵 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 （ 1） α螺旋 (αhelix) ?以肽鍵平面為單位，以 α碳原子為轉折點，形成的右手螺旋 ? AA/圈，螺距 ； ?氫鍵：第一個肽鍵的 NH與第四個肽鍵的 CO形成氫鍵，方向與主鏈長軸平行； ?側鏈 R基團伸向螺旋的外側 【 舉例 】 肌紅蛋白、血紅蛋白、角蛋白、肌球蛋白和纖維蛋白等 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 （ 2） β折疊 (βpleated sheet) ?多肽鏈充分伸展，肽平面折疊成鋸齒狀； ?側鏈交錯位于鋸齒狀結構的上下方； ?氫鍵：氫鍵的方向垂直長軸； ?可有順向平行和反向平行 2種結構。 【 舉例 】 蠶絲蛋白 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 （ 3） β轉角（ βturn） ?多肽主鏈出現(xiàn)的 180176。 回折部分稱 β轉角 ?通常由 4個連續(xù)的氨基酸殘基構成， 第 1個殘基的CO與 第 4個殘基的 NH形成氫鍵。 （ 4）不規(guī)則卷曲 多肽鏈中沒有確定規(guī)律性的部分構象 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 （二）三級結構 ?定義 指在一條多肽鏈中所有原子的整體空間排布，包括 主鏈構象 和 側鏈構象 。三級結構的形成使得在序列中相隔較遠的氨基酸側鏈相互靠近。 ?氨基酸位置由側鏈極性決定：非極性（內）、極性（表面，少數(shù)內部）、帶電（表面） ?次級鍵維系： 疏水鍵 、 離子鍵 、 氫鍵 、 范德華力 、 二硫鍵 ?功能區(qū)：表面或特定部位 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 次級鍵介導蛋白質高級結構形成 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 纖維連接蛋白分子的結構域 結構域 是三級結構層次上的局部折疊區(qū) 肽鏈中某些局部的二級結構常可折疊成多個結構較為緊密的區(qū)域，并各行其功能，稱為 結構域 (domain)。 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 ?定義：由 2個或 2個以上具有獨立三級結構的多肽鏈借 非共價鍵 相互聚合形成的整體 。 ?亞基 (subunit)：寡聚蛋白中的單條獨立的多肽鏈，具有獨立的一、二、三級結構，單獨存在時一般無生物學活性。 ?亞基之間以 非共價鍵 聯(lián)系，包括疏水鍵、氫鍵、離子鍵、范德華力 ?亞基可以相同或不同 （三）四級結構 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 若亞基分子結構相同 ， 稱之為 同聚體 ；若亞基分子結構不同 ， 則稱之為 異聚體 。 血紅蛋白的四級結構 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 對比蛋白質的分子結構 分子結構 定義 連接鍵 一級結構 氨基酸的排列順序 肽鍵 二級結構 局部主鏈骨架原子的空間排列 肽鍵平面為基礎，氫鍵連接 三級結構 一條多肽鏈內所有原子的空間排列 次級鍵 四級結構 兩條及以上的多肽鏈的空間排列 次級鍵 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 三、蛋白質結構與功能的關系 ?蛋白質一級結構是空間結構和生物功能的基礎，一級結構決定空間結構；但一級結構并非決定空間結構的唯一因素。 ?空間結構是生物活性的直接體現(xiàn)。 韶關學院醫(yī)學院生化檢驗教研室 劉毅 2022年 10月 一級結構中的保守序列決定空間結構 （