蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(1)-文庫(kù)吧資料
2025-05-07 18:19本頁(yè)面
【正文】 內(nèi)亞島發(fā)現(xiàn)了一種奇怪的疾病 ，當(dāng)?shù)氐耐林朔Q之為 “ kuru”。引自 Stanley B. Prusiner 1997 CJD的傳播方式 ? 主要方式為家族 遺傳 ? 另外還可以 傳染 ： ①手術(shù)時(shí)接觸受朊病毒污染的器械 ②食用被瘋牛病污染了的牛肉或牛骨髓 ③移植攜帶 CJD的器官 卡里頓 CJD: CreutzfeldJakob disease ? 學(xué)名 ：克羅伊茨費(fèi)爾德 —雅各布氏癥 簡(jiǎn)稱克 雅氏癥 （ 人紋狀體脊髓變性病 CJD） ? 俗名 ： 瘋牛病 ? 臨床癥狀 ：出現(xiàn)進(jìn)行性癡呆或神經(jīng)錯(cuò)亂，視覺(jué)模糊，平衡障礙，肌肉收縮等。動(dòng)物間的傳播是由朊病毒蛋白（ Prion protein, PrP）組成的傳染性顆粒（不含核酸）完成的，是一種蛋白質(zhì)感染因子。又稱海綿狀腦病。 是由 朊病毒蛋白 (prion protein, PrP)引起的一組人和動(dòng)物神經(jīng)退行性病變。 已發(fā)現(xiàn) 20多種蛋白，包括 Prion蛋白、Aβ 等可形成與疾病有關(guān)的淀粉樣沉淀。 如果是促進(jìn)作用則稱為正協(xié)同效應(yīng) (positive cooperativity) 如果是抑制作用則稱為負(fù)協(xié)同效應(yīng) (negative cooperativity) Hb and Mb Hb： 4 亞基，四級(jí)結(jié)構(gòu) Mb： 1亞基，三級(jí)結(jié)構(gòu) Hb: 運(yùn)輸 O2 Mb: 儲(chǔ)存 O2 ? 空間結(jié)構(gòu) Hb：正協(xié)同效應(yīng) Mb：無(wú)協(xié)同效應(yīng) ? O2 結(jié)合特性 ? 功能 （三）蛋白質(zhì)構(gòu)象改變與疾病 蛋白質(zhì)構(gòu)象疾病 （ 折疊病 ） ：若蛋白質(zhì)的折疊發(fā)生錯(cuò)誤 ， 盡管其一級(jí)結(jié)構(gòu)不變 ， 但蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生改變 ， 仍可影響其功能 ，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致疾病發(fā)生 。 別 構(gòu)效應(yīng) (Allosteric effect) ? 配體分子 (O2)與蛋白質(zhì) (Hb亞基 )結(jié)合后 , 蛋白質(zhì)空間構(gòu)象發(fā)生變化 ,從而引起功能的變化，稱為別構(gòu)效應(yīng)。 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 。 僅此一個(gè)氨基酸之差 ,使水溶性的血紅蛋白，聚集成絲，相互粘著，紅細(xì)胞變形成為鐮刀狀而極易破碎，產(chǎn)生貧血。 glu pro leu C(146) HbS β 肽鏈 HbA β 肽 鏈 Nval glu thr his (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)和功能 胰島素 氨基酸殘基序號(hào) A5 A6 A10 A30 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 Homology (同源性 )： 由同一基因進(jìn)化而來(lái)的一類蛋白質(zhì)。 但不是決定蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的唯一因素 。 亞基之間的結(jié)合力主要是氫鍵和離子鍵。 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) 。 ? 球狀蛋白質(zhì)的獨(dú)立折疊單位，有較獨(dú)立的三維結(jié)構(gòu)。即肽鏈中所有原子在三維空間的排布位置。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)。 ? 一個(gè)模體有其特征性的氨基酸序列 . 常見(jiàn)模體 motif： ? α helix－ β turn (or loop) –α helix ? β α β ? Chain β turn – chain ? Chain β turn – α helix β turn – chain等 鈣結(jié)合蛋白中結(jié)合鈣離子的模體 鋅指結(jié)構(gòu) ? 有些模體也可僅由幾個(gè)氨基酸殘基（而非超二級(jí)結(jié)構(gòu)）組成。 模體 (motif) 是具有特殊功能的超二級(jí)結(jié)構(gòu)。 在許多蛋白質(zhì)分子中，可發(fā)現(xiàn)二個(gè)或二個(gè)以上具有二級(jí)結(jié)構(gòu)的肽段，在空間上相互接近，形成一個(gè)有規(guī)則的二級(jí)結(jié)構(gòu)組合，被稱為 超二級(jí)結(jié)構(gòu) (supersecondary structures)。 * β 一轉(zhuǎn)角通常由 4個(gè)氨基酸殘基組成 ,其第一個(gè)殘基的羰基氧 (O=C)與第四個(gè)殘基的氨基氫 (H)可形成氫鍵。 * β －轉(zhuǎn)角常發(fā)生于肽鏈進(jìn)行 180176。 ? 蠶絲蛋白幾乎都是 β－折疊結(jié)構(gòu) ,許多蛋白質(zhì)既有 α螺旋又有 β－折疊。 β折疊 ? 兩條以上多肽鏈構(gòu)成，多肽鏈充分伸展 ,每個(gè)肽單元以 Cα為旋轉(zhuǎn)點(diǎn) ,依次折疊如扇面狀； ? 氨基酸殘基側(cè)鏈 (R)交替位于折疊片層上下方；平行肽鏈走向有平行與反平行兩種方式。 ? 雙性 α －螺旋 （三） ?折疊 （ βpleated sheet） 兩條以上多肽鏈構(gòu)成，多肽鏈充分伸展 ,每個(gè)肽單元以 Cα 為旋轉(zhuǎn)點(diǎn) ,依次折疊如扇面狀；通過(guò)肽鏈間的肽鍵羰基氧 (O=C)和亞氨基氫形成氫鍵從而穩(wěn)固 β －折疊結(jié)構(gòu)。 ? 肌紅蛋白和血紅蛋白分子中有許多肽鏈段落呈 α 螺旋結(jié)構(gòu)。 ? 每個(gè)肽鍵的 N－ H和其氨基端第四個(gè)肽鍵的羰基氧 (O=C)形成氫鍵 ,氫鍵的方向與螺旋長(zhǎng)軸基本平行。 ? 氨基酸側(cè)鏈 (R)伸向螺旋外側(cè)。 ? 與 C?1和 C?2連接的單鍵可自由旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度決定相鄰肽單元平面的相對(duì)空間位置，從而形成不同的二級(jí)結(jié)構(gòu)形式。 翻譯 轉(zhuǎn)錄 蛋白質(zhì)的氨基酸序列是由基因序列決定的 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) R側(cè)鏈基團(tuán)的相互作用 二 . 蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu) (Secondary structure) ? 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)空間位置，并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象。 羧基末端 C末端 氨基末端 N末端 Backbone or mainchain 主鏈骨架 Sidechain 側(cè)鏈 COO CH2 CH2 NH3+ CH2 CH2 CH2 Peptide 肽 ? Dipeptide (二肽 ): two AA residues（ 2個(gè) AA殘基） ? Tripeptide (三肽 ): three AA residues ? Oligopeptide (寡肽 ): fewer than 10 AA residues ? Polypeptide (多肽 ): fewer than 50 AA residues ? Protein (蛋白質(zhì) ): more than 50 AA residues GlyAla, AlaGly GlyAlaLys, GlyLysAla, AlaGlyLys, AlaLysGly, LysAlaGly, LysGlyAla, (1 x 2 x 3 x 4 x 5……… x n) 肽有多種形式 20種氨基酸可排列組合形成種類繁多的蛋白質(zhì) N末端 C末端 牛核糖核酸酶 （二） 重要生物活性肽 1. 谷胱甘肽 (glutathione, GSH) ? 三肽 ? 功能基團(tuán)： SH GSH過(guò)氧化物酶 H2O2 2GSH 2H2O GSSG GSH還原酶 NADPH+H+ NADP+ ? Antioxidant 2GSH + H2O2 → GSSG + 2 H2O
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