7版－第一章蛋白質(zhì)(編輯修改稿)
2025-03-20 13:35 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 鏈模體 見圖 112 例如：鋅指結(jié)構(gòu) —— 結(jié)合鋅離子功能 鈣結(jié)合蛋白 —— 結(jié)合鈣離子功能 鈣結(jié)合蛋白中結(jié)合鈣離子的模體 鋅指結(jié)構(gòu) （六）氨基酸殘基的側(cè)鏈對二級(jí)結(jié)構(gòu)形成的影響 ①酸性或堿性氨基酸集中的區(qū)域， 同種電 荷排斥 。 ②較大的 R基團(tuán)（亮、天冬酰胺、苯丙） 集中的區(qū)域， 產(chǎn)生位阻 。 ③脯氨酸是亞氨基酸，形成肽鍵后 N原子 上沒有 H， 不能形成氫鍵， 走向轉(zhuǎn)折 。 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)是以一級(jí)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的。一段肽鏈其氨基酸殘基的側(cè)鏈適合形成 ?螺旋或 β折疊，它就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的二級(jí)結(jié)構(gòu)。 三、 在二級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上多肽鏈進(jìn)一步折疊形成蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu) ※ 主要的化學(xué)鍵 : 見圖 114 疏水鍵、離子鍵、氫鍵和 Van der Waals力等。 整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位臵。即肽鏈中所有原子在三維空間的排布位臵。例如： 肌紅蛋白 見圖 113 ※ 定義 : （一）三級(jí)結(jié)構(gòu)是指整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置 N 端 C端 B. 結(jié)合氧示意圖 纖連蛋白分子的結(jié)構(gòu)域 （二）結(jié)構(gòu)域 是三級(jí)結(jié)構(gòu)層次上的局部折疊區(qū) 分子量較大的蛋白質(zhì)常可折疊成多個(gè)結(jié)構(gòu)較為緊密的區(qū)域，并各行其功能，稱為 結(jié)構(gòu)域 (domain) 。 （三）分子伴侶 參與蛋白質(zhì)折疊 ※ 分子伴侶 (chaperon)通過提供一個(gè)保護(hù)環(huán)境 從而 加速蛋白質(zhì)折疊成天然構(gòu)象 或形成四 級(jí)結(jié)構(gòu)。 ※ 可逆地與未折疊肽段的疏水部分結(jié)合隨后 松開，如此重復(fù)進(jìn)行可 防止錯(cuò)誤的聚集發(fā) 生 ，使肽鏈正確折疊。 ※ 也可與錯(cuò)誤聚集的肽段結(jié)合，使之解聚后， 再 誘導(dǎo)其正確折疊 。 ※ 在蛋白質(zhì)分子折疊過程中 二硫鍵的正確形 成起了重要的作用 。 ※ 主要的化學(xué)鍵 :亞基之間的結(jié)合主要是氫鍵 和離子鍵。 四、 含有二條以上多肽鏈的蛋白質(zhì)具有四級(jí)結(jié)構(gòu) ※ 定義 :蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布及亞 基接觸部位的布局和相互作用，稱為 蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu) 。 有些蛋白質(zhì)分子含有二條或多條多肽鏈，每一條多肽鏈都有完整的三級(jí)結(jié)構(gòu)，稱為蛋白質(zhì)的 亞基 (subunit)。 由 2個(gè)亞基組成的蛋白質(zhì) 四級(jí)結(jié)構(gòu) 中 ， 若亞基分子結(jié)構(gòu)相同 ， 稱之為 同二聚體 (homodimer)， 若亞基分子結(jié)構(gòu)不同 ， 則稱之為 異二聚體 (heterodimer)。 血紅蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu) 單獨(dú)的亞基一般沒有生物 學(xué)功能，只有完整的四級(jí) 結(jié)構(gòu)的寡聚體才有生物學(xué) 功能 五、蛋白質(zhì)的分類 ※ 根據(jù)蛋白質(zhì)組成成分 : 單純蛋白質(zhì) 結(jié)合蛋白質(zhì) = 蛋白質(zhì)部分 + 非蛋白質(zhì)部分 ※ 根據(jù)蛋白質(zhì)形狀 : 纖維狀蛋白質(zhì) 球狀蛋白質(zhì) 六、蛋白質(zhì)組學(xué) （一）蛋白質(zhì)組學(xué)基本概念 蛋白質(zhì)組是指一種細(xì)胞或一種生物所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)，即“一種基因組所表達(dá)的全套蛋白質(zhì)”。 （二）蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)平臺(tái) 蛋白質(zhì)組學(xué)是高通量，高效率的研究 : ?雙向電泳分離樣品蛋白質(zhì) ?蛋白質(zhì)點(diǎn)的定位、切取 ?蛋白質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)譜分析 （三）蛋白質(zhì)組學(xué)研究的科學(xué)意義 第三節(jié) 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系 一、蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)是高級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的基礎(chǔ) （一）一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ) 氨基酸排列順序決定蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu) 這一原則首先由 Anfinsen在研究核糖核酸 酶時(shí)發(fā)現(xiàn)。 由 124個(gè)氨基酸殘基組成的核糖核酸酶 中含有 4對二硫鍵。如果將其還原成 8個(gè)巰 基，則空間結(jié)構(gòu)被破壞，喪失功能。但由 于一級(jí)結(jié)構(gòu)沒遭破壞，當(dāng)重新氧化時(shí)，可 以回復(fù)原來的空間結(jié)構(gòu)，功能也依然恢復(fù)。 圖 牛核糖核酸酶的一級(jí)結(jié)構(gòu) 二硫鍵 圖 2－ 17牛核糖核酸酶一級(jí)結(jié)構(gòu)與空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系 去除尿素、 β巰基乙醇 尿素、 β巰基乙醇 天然狀態(tài)，有催化活性 非折疊狀態(tài)，無活性 （二）一級(jí)結(jié)構(gòu)相似的蛋白質(zhì)具有相似的高級(jí)結(jié)構(gòu)與功能 胰島素 氨基酸殘基序號(hào) A5 A6 A10 B30 人 Thr Ser Ile Thr 豬 Thr Ser Ile Ala 狗 Thr Ser Ile Ala 兔 Thr Gly Ile Ser 牛 Ala Gly Val Ala 羊 Ala Ser Val Ala 馬 Thr Ser Ile Ala （三） 氨基酸序列提供重要的生物化學(xué)信息 一些廣泛存在于生物界的蛋白質(zhì)如細(xì)胞色素 (cytochrome C)，比較它們的一級(jí)結(jié)構(gòu)，可以幫助了解物種進(jìn)化間的關(guān)系。 （四）重要蛋白質(zhì)的氨基酸序列改變可引起疾病 例：鐮刀形紅細(xì)胞貧血 Nval his leu thr pro glu glu C(146) HbS β 肽鏈 HbA β 肽 鏈 Nval his leu thr pro val glu C(146) 這種由蛋白質(zhì)分子發(fā)生變異所導(dǎo)致的疾病，稱為“分子病”。 肌紅蛋白 /血紅白 含有血紅素輔基 血紅素結(jié)構(gòu) 二、 蛋白質(zhì)的功能依賴特定空間結(jié)構(gòu) （一） 血紅蛋白亞基與肌紅蛋白結(jié)構(gòu)相似 血紅素結(jié)構(gòu) 肌紅蛋白 (myoglobin， Mb) 肌紅蛋白是一個(gè)只有三級(jí)結(jié)構(gòu)的單鏈蛋白質(zhì) ， 有 8段 α螺旋結(jié)構(gòu) 。 血紅素分子中的兩個(gè)丙酸側(cè)鏈以離子鍵形式與肽鏈中的兩個(gè)堿性氨基酸側(cè)鏈上的正電荷相連 ， 加之肽鏈中的 F8組氨酸殘基還與 Fe2+形成配位結(jié)合 ，所以血紅素輔基與蛋白質(zhì)部分穩(wěn)定結(jié)合 。 圖 1－ 21 脫氧 Hb亞基間和亞基內(nèi)的鹽鍵 血紅蛋白 (hemoglobin， Hb) 血紅蛋白具有 4個(gè)亞基組成的四級(jí)結(jié)構(gòu) ， 每個(gè)亞基可結(jié)合1個(gè)血紅素并攜帶 1分子氧 。 Hb亞基之間通過8對鹽鍵 ， 使 4個(gè)亞基緊密結(jié)合而形成親水的球狀蛋白 。 Hb與 Mb一樣能可逆地與 O2結(jié)合 ， Hb與 O2結(jié)合后稱為 氧合 Hb。 氧合 Hb占總Hb的百分?jǐn)?shù) （ 稱 百分飽和度 ） 隨 O2濃度變化而改變 。 （二）血紅蛋白亞基構(gòu)象變化可影響亞基與氧結(jié)合 ※ Mb的氧解離曲線呈 直角雙曲線 ，有利
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