【正文】 一級(jí)結(jié)構(gòu) → 二級(jí)結(jié)構(gòu) → 超二級(jí)結(jié)構(gòu) → 結(jié)構(gòu)域 → 三級(jí)結(jié)構(gòu) → 亞基 → 四級(jí)結(jié)構(gòu) 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)：范德華力、鹽鍵 第四節(jié) 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 （一）一級(jí)結(jié)構(gòu)決定其空間結(jié)構(gòu) 一、蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 牛核糖核酸酶的一級(jí)結(jié)構(gòu) 二硫鍵 天然狀態(tài)，有催化活性 尿素、 β巰基乙醇 去除尿素、 β巰基乙醇 非折疊狀態(tài)，無(wú)活性 如何證明？ Anfinsen的實(shí)驗(yàn) Anfinsen的實(shí)驗(yàn) 有活性球狀分子核糖核酸酶 （ 氫鍵 、 二硫鍵 ） —— 8M尿素 、 巰基乙醇 — 變性為伸展的分子 ， 生物活性消失 —— 透析除去變性劑和還原劑 — 酶的活性大部分恢復(fù) ， 伸展的多肽鏈重新折疊 ， 二硫鍵正確配對(duì)；還原后的核糖核酸酶 —— 8M尿素重新氧化 — 無(wú)活性錯(cuò)亂的核糖核酸酶 —— 微量巰基乙醇 — 有活性核糖核酸酶 （ 二硫鍵正確配對(duì) ） 。 五、蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu) 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) 。即肽鏈中所有原子在三維空間的排布位臵。 * 分子伴侶可逆地與未折疊肽段的疏水部分結(jié)合隨后松開(kāi)，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； * 分子伴侶也可與錯(cuò)誤聚集的肽段結(jié)合，使之解聚后，再誘導(dǎo)其正確折疊； * 分子伴侶在蛋白質(zhì)分子折疊過(guò)程中二硫鍵的正確形成起了重要的作用。酶的活性中心往往位于兩個(gè)結(jié)構(gòu)域的界面上． ④ 結(jié)構(gòu)域之間由“鉸鏈區(qū)”相連，使分子構(gòu)象有一定的柔性，通過(guò)結(jié)構(gòu)域之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使蛋白質(zhì)分子實(shí)現(xiàn)一定的生物功能。 ① 結(jié)構(gòu)域通常是幾個(gè)超二級(jí)結(jié)構(gòu)的組合，對(duì)于較小的蛋白質(zhì)分子，結(jié)構(gòu)域與三級(jí)結(jié)構(gòu)等同，即這些蛋白為單結(jié)構(gòu)域。 α α ββ βαβ （２）結(jié)構(gòu)域 對(duì)于較大的蛋白質(zhì)分子或亞基，多肽鏈往往由兩個(gè)或兩個(gè)以上相對(duì)獨(dú)立的三維實(shí)體締合而成三級(jí)結(jié)構(gòu)。 ? turn (? bend or hairpin發(fā)卡 turn) is also a mon secondary structure found where a polypeptide chain abruptly reverses its direction. Relative probabilities that a given amino acid will occur in the three mon types of secondary structure. (三 ) 超二級(jí)結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域 （１）超二級(jí)結(jié)構(gòu) 在蛋白質(zhì)分子中，由若 干相鄰的二級(jí)結(jié)構(gòu)單元組合 在一起，彼此相互作用，形 成有規(guī)則的、在空間上能辨 認(rèn)的二級(jí)結(jié)構(gòu)組合體。 另一種為反平行式 ， 即相鄰兩條肽鏈的方向相反 。 有鏈內(nèi)氫鍵和鏈間氫鍵； ④ ?折疊有兩種類型 。 肽鏈的主鏈成鋸齒狀折疊構(gòu)象 。 * 有些結(jié)構(gòu)不易形成 a螺旋 ? Gly和 Pro不易形成 a螺旋； ? 多聚大側(cè)鏈 aa； ? 多聚相同電荷 aa。 螺旋的螺距為 ， 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定是靠鏈內(nèi)的氫鍵 。 ? 一級(jí)結(jié)構(gòu)的最小單位是 aa殘基 ， 高級(jí)結(jié)構(gòu)的最小單位是肽單位 。 C?C間旋轉(zhuǎn)角度由 ?表示 ， 它們被稱為 a碳原子的二面角 。 這個(gè)平面稱為肽平面 。 肽鍵的特點(diǎn) 幾個(gè)基本概念 ? 肽單位：指多肽鏈上從一個(gè) a碳原子到相鄰的 a碳原子之間的結(jié)構(gòu) ， 它是肽鏈主鏈骨架中的重復(fù)結(jié)構(gòu) 。 定義 主要的化學(xué)鍵 ： 氫鍵 （一）肽單元 參與肽鍵的 6個(gè)原子 C?C、 O、 N、 H、 C?2位于同一平面 ， C?1和 C?2在平面上所處的位置為反式 (trans)構(gòu)型 ， 此同一平面上的 6個(gè)原子構(gòu)成了所謂的 肽單元 (peptide unit) 。 (3) DNS氯法 C— 末端測(cè)定法 ? 肼解法 ? 羧肽酶法（重點(diǎn)） 羧肽酶 A 羧肽酶 B 常用的斷裂多肽鏈的方法 ? 溴化氰裂解法： 專一性水解 Met的羧基端； ? 胰蛋白酶水解法： 專一性水解 Lys、 Arg的羧基端； ? 胰凝乳蛋白酶水解法： 專一性水解 Tyr、 Phe、 Trp的羧基端； ? 胃蛋白酶水解法： 專一性斷裂鍵兩端都是疏水氨基酸； ? 金黃色葡萄球菌蛋白酶水解法：專一性水解 Glu、 Asp的羧基 端； ? 梭狀芽孢桿菌蛋白酶水解法： 專一性水解 Arg的羧基端； 用于氨基酸順序分析的其他顏色反應(yīng) ? 坂口反應(yīng) Arg ? 米倫反應(yīng) tyr ? 福林反應(yīng) tyr ? 乙醛酸反應(yīng) trp ? 半胱氨酸反應(yīng) cys ? Pauly反應(yīng) tyr,his 例如： p70第 5題 三、蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu) 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 盤繞折疊 ， 依靠氫鍵維持固定所形成的有規(guī)律性的結(jié)構(gòu) 。 ? 氨基酸自動(dòng)測(cè)序儀就是根據(jù)這個(gè)原理設(shè)計(jì)的。此法的特點(diǎn)是能夠不斷重復(fù)循環(huán)，將肽鏈 N端氨基酸殘基逐一進(jìn)行標(biāo)記和解離。 ? 應(yīng)用： 鑒定多肽或蛋白質(zhì)的 N末端氨基酸，首先由 Sanger應(yīng)用，確定了胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)， 肽分子與 DNFB反應(yīng)，得 DNP肽，水解 DNP肽，得 DNPN端氨基酸及其他游離氨基酸，分離DNP氨基酸。 目 錄 （二）、多肽鏈中氨基酸序列分析 分析已純化蛋白質(zhì)的氨基酸殘基組成 測(cè)定多肽鏈的氨基末端與羧基末端為何種氨基酸殘基 把肽鏈水解成片段，分別進(jìn)行分析 測(cè)定各肽段的氨基酸排列順序，一般采用 Edman降解法 一般需用數(shù)種水解法，并分析出各肽段中的氨基酸順序，然 后經(jīng)過(guò)組合排列對(duì)比，最終得出完整肽鏈中氨基酸順序結(jié)果。 （一）定義 蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)指多肽鏈中氨基酸的排列順序， 指蛋白質(zhì)的 aa組成和排序、二硫鍵數(shù)目、肽鏈數(shù)目、末端 aa的 種類等等。 ? 氨基酸順序 是指在多肽鏈中 ， 氨基酸殘基按一定的順序排列 。 N 末端：多肽鏈中有 自由氨基 的一端 C 末端：多肽鏈中有 自由羧基 的一端 多肽鏈的表示方法： 從 N端開(kāi)始到 C端 可用 aa 中 文 第 一 個(gè) 字 或 英 文 連 字 體 或 單 字 母 中間用 “ * 兩分子氨基酸縮合形成 二肽 ，三分子氨基酸縮合則形成 三肽 …… * 肽鏈中的氨基酸分子因?yàn)槊撍s合而基團(tuán)不全，被稱為 氨基酸殘基 (residue)。 蛋白質(zhì)的水解性質(zhì) ? 酸水解：可以獲得除 Trp外的全部氨基酸 ? 堿水解：目的是測(cè)定 Trp，消旋 ? 酶水解：慢，但不破壞任何氨基酸 ? 課后比較三種水解方法的優(yōu)缺點(diǎn)？ 蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)包括： 一級(jí)結(jié)構(gòu) (primary structure) 二級(jí)結(jié)構(gòu) (secondary structure) 三級(jí)結(jié)構(gòu) (tertiary structure) 四級(jí)結(jié)構(gòu) (quaternary structure) 高級(jí)結(jié)構(gòu) 第三節(jié)、蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu) （ 一 ） 基本概念 * 肽鍵 (peptide bond)是由一個(gè)氨基酸的 ?羧基與另一個(gè)氨基酸的 ?氨基脫水縮合而形成的化學(xué)鍵 。 g/mL； E. 脯氨酸與茚三酮直接生成黃色物質(zhì)，在 440nm測(cè)定（不釋放 NH3），谷氨酰胺和天門冬酰胺與茚三酮直接生成棕色物質(zhì)。水合茚三酮變?yōu)檫€原型茚三酮； NH3與水合茚三酮及還原型茚三酮脫水縮合，生成藍(lán)紫色化合物。 芳香族氨基酸的紫外吸收 氨基酸與水合茚三酮共熱，發(fā)生氧化脫氨反應(yīng)，生成 NH3與酮酸。+H+H+C O O C HH 3 N +R H+H++pK239。 此時(shí)溶液的 pH值 稱為該氨基酸的 等電點(diǎn) 。 （四）幾種特殊的氨基酸 ? 脯氨酸 （唯一的亞氨基酸） 什么是亞氨基酸？ CH2CH COO NH2+CH2CH2 OOC CH CH2 S+ NH3S CH 2 CH C O O + NH3? 半胱氨酸 + 胱氨酸 二硫鍵 HH OOC CH CH2 SH+ NH3HS CH 2 CH COO + NH3 NHHOC O O H4 羥基脯氨酸H2N C H2C H C H2C H2C H C O O HO H N H25 羥基賴氨酸N H2C H3N H C H2C H C H2C H2C H C O O H6 N 甲基賴氨酸HOIIC H2C