蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)ppt課件(參考版)
2025-05-05 08:56本頁(yè)面
【正文】 極性基團(tuán)的種類、數(shù)量以及在分子表面不同區(qū)域的分布對(duì)于生物活性和功能發(fā)揮十分重要。三條多肽鏈相互絞合形成右手超螺旋。 破壞： 過(guò)甲酸氧化： — S— S— +HCOOOH → SO3H β巰基乙醇還原： — S— S— → SH 目 錄 ?維系蛋白質(zhì)分子的 一級(jí)結(jié)構(gòu)：肽鍵、二硫鍵 ?維系蛋白質(zhì)分子的 二級(jí)結(jié)構(gòu)：氫鍵 ?維系蛋白質(zhì)分子的 三級(jí)結(jié)構(gòu)：疏水相互作用力、氫鍵、范德華力、鹽鍵 ?維系蛋白質(zhì)分子的四級(jí)結(jié)構(gòu)： 疏水相互作用力、氫鍵、范德華力、鹽鍵 a鹽鍵（離子鍵 ） b氫鍵 c疏水相互作用力 d范德華力 e二硫鍵 f 酯鍵 目 錄 ?氫鍵、范德華力、疏水相互作用力、鹽鍵，均為次級(jí)鍵 ?氫鍵、范德華力雖然鍵能小，但數(shù)量大 ?疏水相互作用力對(duì)維持三級(jí)結(jié)構(gòu)特別重要 ?鹽鍵數(shù)量小 ?二硫鍵對(duì)穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象很重要，二硫鍵越多，蛋白質(zhì)分子構(gòu)象越穩(wěn)定 離子鍵 氫鍵 范德華力 疏水相互作用力 目 錄 六、 纖維狀蛋白質(zhì)和球狀蛋白質(zhì)的構(gòu)象 Ⅰ 纖維狀蛋白質(zhì)：外形呈纖維狀或細(xì)棒狀；廣泛存在于脊椎動(dòng)物和無(wú)脊椎動(dòng)物體內(nèi)； 結(jié)構(gòu)蛋白 ； 特性：在一定限度內(nèi)伸長(zhǎng)后還能恢復(fù)、 不被一般的蛋白酶水解、氨基酸組成不同于球蛋白 。 目 錄 結(jié)合比較牢固 ，對(duì)維持和穩(wěn)定蛋白質(zhì)的構(gòu)象具有重要作用。在許多情況下，二硫鍵可以選擇性地被還原，這些實(shí)驗(yàn)證明， 某些二硫鍵是生物活性所必需的 ，另一些二硫鍵則不是生物活性所必需的，但 與維持蛋白質(zhì)的穩(wěn)定有關(guān) 。在二硫鍵形成之前，蛋白質(zhì)分子已形成三級(jí)結(jié)構(gòu)，二硫鍵不指導(dǎo)多肽鏈的折疊，三級(jí)結(jié)構(gòu)形成后，二硫鍵可穩(wěn)定此構(gòu)象。它可以把不同的肽鏈或同一條肽鏈的不同部分連接起來(lái)。 對(duì)維持和穩(wěn)定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)具有一定的作用。如果溶液中的 pH值比羧基的 pK值低 l2個(gè) pH單位，或者比氨基的 pK值高 l2個(gè) pH單位，由于上述基團(tuán)的解離狀態(tài)或帶電狀態(tài)發(fā)生改變，因而它們之間就不能形成離子鍵。偶爾有少數(shù)帶相反電荷的測(cè)鏈在分子的疏水內(nèi)部形成鹽鍵。多數(shù)情況下，這些基團(tuán)分布在球狀蛋白質(zhì)分子的表面，與水分子形成排列有序的水化層。它是 由帶相反電荷的兩個(gè)基團(tuán)間的靜電吸引所形成的。 對(duì)維持和穩(wěn)定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)具有一定的作用 。超過(guò)最高溫度 (5060℃ ，因側(cè)鏈不同而異 )后復(fù)又減弱。非極性 AA一般位于蛋白質(zhì)的疏水核心，少數(shù)暴露于溶液中；帶電荷的 AA和極性 AA位于表面。疏水作用其實(shí)并不是疏水基團(tuán)之間有什么吸引力的緣故，而是疏水基團(tuán)或疏水側(cè)鏈出自避開(kāi)水的需要而被迫接近。這一現(xiàn)象被稱為疏水效應(yīng)，也曾不正確地稱為 疏水鍵 。 目 錄 (3) 疏水作用力 (hydrophobic interaction) 疏水作用力是指非極性基團(tuán)即疏水基團(tuán)為了避開(kāi)水相而群集在一起的趨向力 。 迄今所測(cè)得的蛋白質(zhì)構(gòu)象都顯示出蛋白質(zhì)分子內(nèi)的基團(tuán)是緊密堆積的。 當(dāng)非共價(jià)鍵合原子或分子相互挨得太近時(shí)，由于電子云重疊，將產(chǎn)生范德華斥力。 目 錄 誘導(dǎo)效應(yīng)：極性基團(tuán)與非極性基團(tuán)的偶極與誘導(dǎo)偶極間的相互作用。 定向效應(yīng)：極性基團(tuán)的瞬時(shí)偶極與瞬時(shí)偶極間的相互作用，偶極方向是瞬時(shí)變化的。 廣義的范德華力包括 3種較弱的作用力，即 定向效應(yīng)、誘導(dǎo)效應(yīng)和分散效應(yīng) 。 目 錄 (2) 范德華力 (Van derwaals) 在物質(zhì)的聚集狀態(tài)中，分子與分子之間存在著一種較弱的作用力。 特點(diǎn) ： 方向性 :相互吸收的方向沿氫受體 y的孤電子對(duì)軌道軸，受體 y與供體 x之間的角度接近 180 飽和性 :一般情況下 xH只能和一個(gè) y原子相結(jié)合。 x — H … y 這里 x、 y是電負(fù)性強(qiáng)的原子（ N、 O、 S等）， x— H是共價(jià)鍵。 目 錄 鍵 能 肽鍵 二硫鍵 離子鍵 氫鍵 疏水鍵 范德華力 90kcal/mol 3kcal/mol 1kcal/mol 1kcal/mol 這四種鍵能遠(yuǎn)小于共價(jià)鍵，稱 次級(jí)鍵 提問(wèn)：次級(jí)鍵微弱但卻是 維持蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)中主要的作用力 ,原因何在 ? 數(shù)量巨大 目 錄 (1) 氫鍵 (hydrogen bond) 定義：由電負(fù)性較強(qiáng)的原子與氫形成的基團(tuán)如 N－ H和 O－ H具有很大偶極距，成鍵電子云分布偏向電負(fù)性大的原子核，因此氫原子核周圍的電子分布就少，正電荷的氫核（質(zhì)子）就在外側(cè)裸露。 離子鍵 （或鹽鍵） 維系這種特定結(jié)構(gòu)的力主要有氫鍵、疏水鍵、離子鍵和范德華力等。 無(wú)四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)稱為單體蛋白質(zhì) 如核糖核酸酶 。 對(duì)稱性 是四級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)最重要的性質(zhì)之一。 目 錄 *如血紅蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu)得測(cè)定 佩魯茨 1958年完成 ,其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)為： ? 球狀蛋白，寡聚蛋白，含四個(gè)亞基 ? 亞基單獨(dú)沒(méi)有生物功能 ? 兩條 α鏈，兩條 β鏈， α2β2 ? α鏈： 141個(gè)殘基； β鏈 146個(gè)殘基 ? 分子量 65000 含四個(gè)血紅素輔基 ? 親水性側(cè)鏈基團(tuán)在分子表面，疏水性基團(tuán)在分子內(nèi)部 目 錄 血紅蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu) 維持亞基之間的化學(xué)鍵主要是疏水 作用 . 目 錄 煙草花葉病毒示意圖 煙草花葉病毒的外殼蛋白四級(jí)結(jié)構(gòu)：亞基呈螺旋狀排布。 亞基一般只是一條多肽鏈，但有的亞基由二條或多條多肽鏈組成，這些多肽鏈相互間以二硫鍵相連，注意，由二硫鍵連接的幾條肽鏈不具有四級(jí)結(jié)構(gòu)。 蛋白質(zhì)是由兩個(gè)或兩個(gè)以上獨(dú)立的三級(jí)結(jié)構(gòu)通過(guò)非共價(jià)鍵結(jié)合成的多聚體 ，稱為 寡聚蛋白 。 每一條多肽都有其完整的三級(jí)結(jié)構(gòu)，稱為 蛋白質(zhì)的亞基 。 （ 5）球狀蛋白質(zhì)分子的表面有一個(gè)空穴 目 錄 肌紅蛋白分子的三級(jí)結(jié)
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