【正文】 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 多肽鏈有兩端 * 多肽鏈 (polypeptide chain)是指許多氨基酸之間以肽鍵連接而成的一種結(jié)構(gòu) 。 ? 解毒作用 ：與毒物或藥物結(jié)合，消除其毒性作用； ? 轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸 (谷胱甘肽循環(huán) ) 谷胱甘肽的生理功用： ? 體內(nèi)許多激素屬寡肽或多肽 ? 神經(jīng)肽 (neuropeptide) 2. 多肽類激素及神經(jīng)肽 ? 種類較多 ， 生理功能各異 。 ? 神經(jīng)肽主要與神經(jīng)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用相關(guān)，包括 腦啡肽 （ 5肽）、 ?內(nèi)啡肽 （ 31肽）、 強(qiáng)啡肽 （ 17肽）等。 一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu) 主要的化學(xué)鍵 肽鍵 ，有些蛋白質(zhì)還包括 二硫鍵 。 （一）肽 (peptide) NH2 CH CHOOH甘 氨 酸甘 氨 酸NH CH CH OHOH甘 氨 酸+ HOH 甘氨酰甘氨酸 肽鍵 NH 2 CH C N CH COOHHHHO* 肽是由氨基酸通過肽鍵縮合而形成的化合物。 * 由十個以內(nèi)氨基酸相連而成的肽稱為寡肽 (oligopeptide)，由更多的氨基酸相連形成的肽稱多肽 (polypeptide)。 多肽鏈方向性 一級結(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) 。 定義 (secondary structure) 主要的化學(xué)鍵 ： 氫鍵 ? 主鏈與側(cè)鏈 由肽鍵和 α 碳原子構(gòu)成的多肽鏈骨架稱為主鏈，伸展在外的 R基團(tuán)稱為側(cè)鏈。 ，說明都處于一個平面上，也就是說 肽單位的六個原子基本上同處于一個平面，是一個剛性平面，這就是肽鍵平面。 鍵長 CN= 蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要形式 ? ?螺旋 ( ? helix ) ? ?折疊 ( ?pleated sheet ) ? ?轉(zhuǎn)角 ( ?turn ) ? 無規(guī)卷曲 ( random coil ) β 折疊 β 轉(zhuǎn)角 α 螺旋 無規(guī)卷曲 1. ?螺旋（ ?helix）： ?螺旋是多肽鏈的主鏈原子沿一中心軸盤繞所形成的有規(guī)律的螺旋構(gòu)象，其結(jié)構(gòu)特征為： ⑴ 為一 右手螺旋 ,螺旋每圈包含 ， 螺距為， 直徑 ⑵ 相鄰 2圈 α 螺旋間第 1個肽單位的 C=O與第 4個肽單位的 NH形成氫鍵 ， 氫鍵方向與螺旋縱軸 平行 ， 鏈內(nèi) 氫鍵 是 α 螺旋穩(wěn)定的主要因素 ⑶ 側(cè)鏈基團(tuán)位于螺旋外 ， 其 大小 ,形狀 及 電荷 均影響 α 螺旋穩(wěn)定 ?螺旋的結(jié)構(gòu)特征 ? 影響 ?螺旋穩(wěn)定的因素有： ⑴ 極大的 側(cè)鏈基團(tuán) （ 如苯丙氨酸 、 色氨酸 、異亮氨酸 ) （ 存在空間位阻 ） ； ⑵ 連續(xù)存在的側(cè)鏈帶有 相同電荷 的氨基酸殘基 （ 同種電荷的互斥效應(yīng) ） ； ⑶ 有 Pro等 亞氨基酸 存在 （ 不能形成氫鍵 ） 。除去還原劑，涂上氧化劑，建立新的二硫鍵（但不是原來的連接方式），頭發(fā)干燥后，回復(fù) α 螺旋，發(fā)生了卷曲。 氫鍵的方向與肽鏈長軸 垂直 (4)肽鏈中氨基酸的殘基的 R側(cè)鏈分布在片層上下 。 如：蠶絲蛋白中含有大量的 ?折疊，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)中含有大量的 Ala和 Gly（其 R基團(tuán)?。?。 回折部分所形成的一種二級結(jié)構(gòu) ， 其結(jié)構(gòu)特征為： ⑴ 主鏈骨架本身以大約 180176。 ⑵ 回折部分通常由 四個氨基酸殘基 構(gòu)成 。 (4)常位于蛋白質(zhì) 分子表面 ， 為蛋白質(zhì)活性的重要空間結(jié)構(gòu)部分 ?轉(zhuǎn)角的結(jié)構(gòu)特征 無規(guī)卷曲 是用來闡述沒有確定規(guī)律性的那部分肽鏈結(jié)構(gòu)。 模體可視為三級結(jié)構(gòu)的組成單位 ,是介于二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)之間的一個層次 ,屬于一種過渡結(jié)構(gòu)層次 . ? 蛋白質(zhì)分子中 α螺旋、 β折疊、 β轉(zhuǎn)角等組合在一起，彼此相互作用，形成有規(guī)則的二級結(jié)構(gòu)組合體，其基本結(jié)合形式有 :αα,ββ,βαβ αα ββ βαβ Βαβαβ (Rossman折疊 ) 鋅指結(jié)構(gòu) (螺旋 折疊 折疊模體 ) 三、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu) (tertiary structure) ? 蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu) 是指整條多肽鏈 所有原子 的空間排布，不僅包括主鏈的構(gòu)象，還包括各側(cè)鏈形成的特定構(gòu)象（結(jié)構(gòu)域）。結(jié)構(gòu)域又是蛋白質(zhì)分子上的一個功能單位，亦可稱為功能域。 離子鍵（ Ionic bond) ? 離子鍵 ，又稱為 鹽鍵 是由帶 正電荷 基團(tuán)與帶 負(fù)電荷 基團(tuán)之間相互吸引而形成的化學(xué)鍵。 疏水鍵 （ hydrophobic interaction） ： ? 非極性基團(tuán)因避開水相而聚集在一起的作用力 ，這種力稱為 疏水鍵 或 疏水作用力 。 范德華氏引力 （ van der Waals force) 原子之間存在的相互作用力 。 分子表面有一空穴 (活性部位 )； ? 四、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu) （ quaternary structure） ? 蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu) 由兩個或兩個以上 具獨(dú)立三級結(jié)構(gòu) 的多肽鏈以非共價方式結(jié)合所形成的大分子間構(gòu)象。 亞基單獨(dú)存在不具有生物活性。 ? 根據(jù)功能進(jìn)行分類： 酶蛋白、運(yùn)輸?shù)鞍?、結(jié)構(gòu)蛋白 五、 蛋白質(zhì)分類 第 3節(jié) 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能 Section 3 The Relation of Structure and Function of Protein. （一）一級結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ) 一、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 牛核糖核酸酶的一級結(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)，無活性 1. 一級結(jié)構(gòu)不同，生物學(xué)功能各異。 相同的關(guān)鍵序列有相同的功能 Insulin of human 細(xì)胞色素 c的一級結(jié)構(gòu)與生物進(jìn)化的關(guān)系： 26個氨基酸殘基不變 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與生物進(jìn)化 3. 一級結(jié)構(gòu)變化與疾病的產(chǎn)生 分子病 如： 鐮刀狀紅細(xì)胞性貧血 Hb： 6位 Glu →Val 例：鐮刀形紅細(xì)胞貧血 Nval leu pro glu his thr val 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 ” 。 卟啉環(huán)中心的鐵原子有 6個配位鍵，其中 4個與四吡咯環(huán)的 N原子相連，另 2個沿垂直于卟啉環(huán)面的軸分布在環(huán)面的上下，這兩個鍵合部位分別稱為第 5和第 6配位 .第 5配位鍵與珠蛋白第 93位 His殘基的咪唑 N配位結(jié)合；第 6配位鍵處于開放狀態(tài)，是 O2的結(jié)合部位。 ? Hb由四個亞基所組成的 ,成人的血紅蛋白亞基組成為 α2β2. ? α肽鏈有 141個 AA殘基 , β肽鏈有 146個 AA殘基 ,每個肽鏈都卷曲成球狀 ,都有一個空穴容納血紅素 ,所以說一分子的 Hb能結(jié)合 4分子的 O2 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。 （二）血紅蛋白的構(gòu)象變化與結(jié)合氧 肌紅蛋白 (Mb)和血紅蛋白 (Hb)的氧解離曲線 * 協(xié)同效應(yīng) (cooperativity) 一個寡聚體蛋白質(zhì)的一個亞基與其配體結(jié)合后，能影響此寡聚體中另一個亞基與配體結(jié)合能力的現(xiàn)象，稱為 協(xié)同效應(yīng)。 O2結(jié)合 Fe2+ Fe2+進(jìn)入卟啉環(huán)中 帶動相應(yīng)的 His 帶動 F8螺旋 肽鏈內(nèi)部化學(xué)鍵發(fā)生改變 亞基間結(jié)合改變（松馳） 其它亞基與 O2結(jié)合能力變強(qiáng) 變構(gòu)效應(yīng) (allosteric effect) 蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的改變伴隨其功能的變化 ， 稱為 變構(gòu)效應(yīng) 。 蛋白質(zhì)構(gòu)象改變導(dǎo)致疾病的機(jī)理 ：有些蛋白質(zhì)錯誤折疊后相互聚集，常形成抗蛋白水解酶的淀粉樣纖維沉淀，產(chǎn)生毒性而致病，表現(xiàn)為蛋白質(zhì)淀粉樣纖維沉淀的病理改變。 瘋牛病，羊瘙癢病 Kuru， CJD 羊瘙癢病