【正文】 α 螺旋 β 折迭 β 轉角 無規(guī)卷曲 104 ?在蛋白質分子中 ， 若干具有二級結構的肽段在空間上相互接近 ， 形成具有特殊功能的結構區(qū)域 ， 稱 模序 （ motif)或超二級結構 。 ⑶ 構象依靠第一殘基的 CO基與第四殘基的 NH基之間形成氫鍵來維系 。 回折 。 ?turn 100 β轉角 101 ?β轉角 是多肽鏈 180176。 ?彎曲處的第一個氨基酸殘基的 C=O 和第四個殘基的 –NH 之間形成氫鍵，形成一個不很穩(wěn)定的環(huán)狀結構。另一種為反平行式，即相鄰兩條肽鏈的方向相反。 ??折疊有兩種類型。肽鏈的主鏈呈鋸齒狀折疊構象 ?在 ?折疊中， a碳原子總是處于折疊的角上，氨基酸的 R基團處于折疊的棱角上并與棱角垂直，兩個氨基酸之間的軸心距為 ； ?pleated sheet 96 ??折疊結構的氫鍵主要是由兩條肽鏈之間形成的；也可以在同一肽鏈的不同部分之間形成。 ； ⑶ 有 Pro等 亞氨基酸存在 （ 不能形成氫鍵 ） 。 （ 存在空間位阻 ） ； ⑵ 連續(xù)存在的側鏈 帶有相同電荷 的氨基酸殘基 （ 同種電荷的互斥效應 ） 若一段肽鏈有多個 Glu（ 谷氨酸 ） 或 Asp（ 天冬氨酸 ） 相鄰 ,則因 pH= ,防礙 α 螺旋的形成 。 ?蛋白質分子為右手 a螺旋。 90 E311 a螺旋 ahelix ?在 a螺旋中肽平面的鍵長和鍵角一定； ?肽鍵的原子排列呈反式構型； ?相鄰的肽平面構成兩面角； CON C N+OC NCOHC91 a 螺旋 ： 92 ?多肽鏈中的各個肽平面圍繞同一軸旋轉，形成螺旋結構，螺旋一周，沿軸上升的距離即螺距為 ,含 基酸殘基 ；兩個氨基酸之間的距離為 。 但由于 α碳原子與其他原子之間均形成單鍵 ， 因此兩相鄰的肽鍵平面可以作相對旋轉 。 D31 蛋白質的二級結構 86 87 立體結構模型 88 蛋白質立體結構原則： 1. 由于 C=O雙鍵中的 π電子云與 N原子上的未共用電子對發(fā)生 “ 電子共振 ” ， 使 肽鍵具有部分雙鍵的性質 ， 不能自由旋轉 。它只涉及肽鏈主鏈的構象及鏈內或鏈間形成的氫鍵。 ?比較不同生物細胞色素 C的一級結構可以幫助了解物種間的進化關系，物種間越接近，則細胞色素 C的一級結構越相似。 如血紅蛋白 β 亞基 6 位Glu被 Val代替 （ 基因突變 ） ， 即表現為鐮刀狀貧血 ， 為世上最常見的血紅蛋白病 。 83 ? 在鐮刀狀紅細胞貧血患者中 ， 由于基因突變導致 血紅蛋白 β 鏈第六位氨基酸殘基由谷氨酸改變?yōu)槔i氨酸 ， 血紅蛋白的親水性明顯下降 ， 從而發(fā)生聚集 ， 使紅細胞變?yōu)殓牭稜?。 A鏈 21個氨基酸殘基 ， B鏈 30個氨基酸殘基 。 ?其中最重要的是多肽鏈的氨基酸順序，它是蛋白質生物功能的基礎。 ? 1965年我國科學家完成了結晶牛胰島素的合成，是世界上第一例人工合成蛋白質。 ? 1954年英國生化學家 Sanger報道了胰島素的一級結構，是世界上第一例確定一級結構的蛋白質。蛋白質是由一條或多條多肽 (polypeptide)鏈以特殊方式結合而成的生物大分子。 80 ? 蛋白質的一級結構是指蛋白質多肽鏈中通過肽鍵連接起來的氨基酸的排列順序，即多肽鏈的線狀結構。 ?在近中性環(huán)境中 ， 蛋白質分子中的酸性氨基酸殘基側鏈電離后帶負電荷 ， 而堿性氨基酸殘基側鏈電離后帶正電荷 ， 二者之間可形成離子鍵 。 ?蛋白質分子中的許多氨基酸殘基側鏈也是非極性的 ， 這些非極性的基團在水中也可相互聚集 ， 形成疏水鍵 ， 如 Leu， Ile， Val，Phe， Ala等的側鏈基團 。 ?氫鍵的鍵能較低 (~12kJ/mol)，因而易被破壞。 71 ?示例 72 木瓜蛋白酶（組織蛋白酶） 73 蝦紅素 74 E1 非共價鍵 (次級鍵 ) E11. 氫鍵： ?氫鍵 (hydrogen bond)的形成常見于連接在一電負性很強的原子上的氫原子 ， 與另一電負性很強的原子之間 。 ?構象是由于有機分子中單鍵的旋轉所形成的 。 ?蛋白質的分子結構可人為劃分為一 、 二 、 三 、 四級結構 。主要見于下丘腦及垂體分泌的激素。一個人得體內在任一個給定時刻大約有10000種抗體存在。這些小分子物質稱為 半抗原(hapten)。 67 抗原抗體的作用 68 ?某些低分子量的物質可以與抗體結合，但它們本身不能刺激抗體的產生。 抗原 —抗體復合物往往是不溶的 ， 因此常從溶液中沉淀出來 ， 此即 “ 沉淀反應 ” 。 65 免疫球蛋白的結構 66 抗體的特點 ?抗體具有兩個最顯著的特點 ， 一是高度特異性 ， 二是 多樣性 。 四條鏈通過二硫鍵共價 聯接 成 Y字形結構。 ?免疫球蛋白 G(IgG)是一類最簡單的免疫球蛋白。 64 免疫球蛋白 G ?人的免疫球蛋白可分為 五大類 ，其分子量范圍從 150000到 950000道爾頓。 ?當一類外來的被稱為抗原的物質，如 多糖、核酸和蛋白質 等侵入機體時即引起抗體的產生，這就是所謂免疫反應。它的 合成場所 是 網狀內皮系統(tǒng)的細胞 。糖蛋白中的蛋白質與糖是共價聯接的。血紅素同肽鏈的連接是血紅素的 Fe原子以配價鍵與肽鏈分子中的 組氨酸咪唑基的氮原子 相連。 ?血紅蛋白是一種結合蛋白。因此，表面是親水性的，而內部則是疏水性的。 60 膠原蛋白的結構 61 生物體內膠原蛋白網 62 D32．球狀蛋白 ?球狀蛋白是結構最復雜，功能最多的一類蛋白質。下面主要討論膠原蛋白 I。 單體 肌動蛋白 微管蛋白 二聚物 纖維 亞組 59 (4) 膠原蛋白 ?膠原蛋白或稱膠原 (collagen)是很多脊椎動物和無脊椎動物體內含量最豐富的蛋白質。纖維狀肌動蛋白實際上是一根由 G—肌動蛋白分子 (分子量為 46000)締合而成的細絲。 ?肌球蛋白也存在于非肌肉細胞內。按生物功能來說它們不是基本的結構蛋白質，它們參與需能的收縮活動。絲蛋白的肽鏈通常是由多個六肽單元重復而成。 54 絲蛋白的結構 ?絲蛋白是由伸展的肽鏈沿纖維軸平行排列成反向 ?折疊結構。它具有 期 ，這與 a—角蛋白在濕熱中伸展后形成的?—角蛋白很相似( )。 53 （ 2） ?角蛋白 ?絲心蛋白 (fibroin)這是蠶絲和蜘蛛絲的一種蛋白質。 大原纖維 微纖維 50 二聚物 原細絲 51 角蛋白分子中的二硫鍵 52 卷發(fā) (燙發(fā) )的生物化學基礎 ?永久性卷發(fā) (燙發(fā) )是一項生物化學工程(biochemical engineering),a—角蛋白在濕熱條件下可以伸展轉變?yōu)??—構象，但在冷卻干燥時又可自發(fā)地恢復原狀。在這些細胞中，大纖維沿軸向排列。 49 毛發(fā)的結構 ? 一根毛發(fā)周圍是一層鱗狀細胞 (scaIe cell)，中間為皮層細胞(cortical celI)。一般是由三條右手 a螺旋肽鏈形成一個原纖維 ?a角蛋白的伸縮性能很好，當 a角蛋白被過度 拉伸時，則氫鍵被破壞而不能復原。角蛋白中主要的是 a角蛋白。 ?外形呈 纖維狀或細棒狀 ，分子軸比 (長軸／短軸 )大于 1 0 小于 10的為球狀蛋白質 ?分子是有規(guī)則的線型結構。如細胞核中的核糖核蛋白等。 如血清a， ?脂蛋白等。如細胞膜中的糖蛋白等。如血紅蛋白、葉綠蛋白和細胞色素等。 ? 4，硬蛋白 ： 存在于各種軟骨、腱、毛、發(fā)、絲等組織中，分為角蛋白、膠原蛋白、彈性蛋白和絲蛋白。 ? 2，谷蛋白 和 醇溶谷蛋白 ：植物蛋白，不溶于水，易溶于稀酸、稀堿中，后者可溶于 70－ 80％乙醇中。 ? 1，清蛋白和球蛋白 ：廣泛存在于動物組織中。它又可分為 可溶性纖維狀蛋白質和不溶性纖維狀蛋白質 。 ?球狀蛋白質： globular protein外形接近球形或橢圓形，溶解性較好，能形成結晶，大多數蛋白質屬于這一類。 39 C y sT y rI L eG l nA s nC y sP r oL e uG l y N H2SS牛 催 產 素C y sT y rG l nA s nC y sP r oSSP h eA r gG l y N H2牛 加 壓 素 +H3NTyrGlyGlyPheMetCOO +H3NTyrGlyGlyPheLeuCOO Met腦啡肽 Leu腦啡肽 40 LLeuDPheLProLVal ? ? LOrn LOr ? ? LValLProDPheLLeu 短桿菌肽 S(環(huán)十肽 ) 由細菌分泌的多肽 ， 有時也都含有 D氨基酸和一些不常見氨基酸 ， 如鳥氨酸 （ Ornithine, 縮寫為 Orn） 。其巰基可氧化、還原，故有還原型（ GSH）與氧化型（ GSSG）兩種存在形式。 ?如：腦啡肽；激素類多肽；抗生素類多肽；谷胱甘肽；蛇毒多肽等。 ?但是，也有許多分子量比較小的多肽以游離狀態(tài)存在。 ?在大多數情況下，以反式結構存在。 ?組成肽鍵的原子處于同一平面 。 ?凡氨基酸殘基數目在 50個以上 ， 且具有特定空間結構的肽稱蛋白質；凡氨基酸殘基數目在 50個以下 ， 且無特定空間結構者稱多肽 。多肽鏈中的氨基酸單位稱為 氨基酸殘基 。 ? 氨基酸的順序是從 N端的氨基酸殘基開始，以 C端氨基酸殘基為終點的排列順序。 組成多肽的氨基酸單元稱為氨基酸殘基 。 Section C Peptide 28 ?一個氨基酸的氨基與另一個氨基酸的羧基之間失水形成的 酰胺鍵稱為肽鍵，所形成的化合物稱為肽 。 酸性氨基酸： pI = (pK’1 + pK’RCOO )/2 堿性氨基酸： pI = (pK’2 + pK’R