《第四章 蛋白质结构与功能-a》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章 蛋白质结构与功能-a（74页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2010-11-241II Protein Enzyme中国农业科学院研究生院中国农业科学院研究生院2010-11-242基本知识基本知识常见常见20种氨基酸的情况：分类、中文名、三字符、一字符在生物体内有那些作用？种氨基酸的情况：分类、中文名、三字符、一字符在生物体内有那些作用？2010-11-243蛋白质建筑构件蛋白质建筑构件蛋白质结构蛋白质结构蛋白质结构与功能关系蛋白质结构与功能关系4 蛋白质的结构与功能蛋白质的结构与功能2010-11-244Levels of Protein StructurePrimary structure the amino acid sequence of a
2、 proteins polypeptide chain;Secondary structure structural elements formed by different regions of the sequence;Tertiary structure packing such structural elements into one or several compact globular units;Quaternary structure arrangement of several polypeptide chains.2010-11-245一级结构一级结构:以肽键相连的氨基酸序
3、列:以肽键相连的氨基酸序列二级结构二级结构:多肽链主链骨架(不含R侧链)的空间构象:多肽链主链骨架(不含R侧链)的空间构象三级结构三级结构:多肽链盘旋、折叠形成紧密的空间构象，:多肽链盘旋、折叠形成紧密的空间构象， 包含R侧链在内的所有原子的空间构象包含R侧链在内的所有原子的空间构象四级结构四级结构:寡聚蛋白中亚基的种类、数目、空间排布:寡聚蛋白中亚基的种类、数目、空间排布 以及亚基之间的相互作用以及亚基之间的相互作用2010-11-2464.1 建筑构件建筑构件 The Building Blocks4.1 建筑构件建筑构件 The Building Blocks2010-11-247L-氨
4、基酸通式（氨基酸通式（R为侧链）为侧链）L-型氨基酸共同特点：L-型氨基酸共同特点：C+NH3HRCOO-氨基氨基（或脯氨酸的（或脯氨酸的亚氨基亚氨基）连接在与羧基相）连接在与羧基相 连的碳原子上，连的碳原子上， -碳原子为不对称碳原子-碳原子为不对称碳原子 （甘氨酸甘氨酸除外），不同的氨基酸其侧链R各异除外），不同的氨基酸其侧链R各异。Amino Acids2010-11-248Amino Acids2010-11-249A Ala AlanineThree-dimensional representation of an amino acid is more realistic 投影式投影
5、式透视式透视式球棍模型球棍模型空间充满模型空间充满模型 天冬甜素天冬甜素2010-11-2410Mirror Plane手性手性C原子原子 Asymmetric or chiral carbonRead “CORN“ in clockwise directionL-型型All amino acids that occur in proteins have the L-form with NO obvious reason.2010-11-24111. 非极性疏水性氨基酸1. 非极性疏水性氨基酸2. 极性中性氨基酸2. 极性中性氨基酸3. 酸性氨基酸3. 酸性氨基酸4. 碱性氨基酸4. 碱性氨基
6、酸氨基酸的分类氨基酸的分类分类依据 ：R侧链基团的结构及理 化性质的不同分类依据 ：R侧链基团的结构及理 化性质的不同带电氨基酸带电氨基酸2010-11-2412丙氨酸丙氨酸alanineAlaA6.00缬氨酸缬氨酸valineValV5.96亮氨酸亮氨酸leucineLeuL5.98异亮氨酸异亮氨酸isoleucineIleI6.02苯丙氨酸苯丙氨酸phenylalanine PheF5.48脯氨酸脯氨酸prolineProP6.301非极性疏水性氨基酸非极性疏水性氨基酸色氨酸色氨酸tryptophan TryW5.89蛋氨酸蛋氨酸methionineMetM5.742010-11-2413
7、丝氨酸丝氨酸serine Ser S5.68酪氨酸酪氨酸tyrosine TryY5.66半胱氨酸半胱氨酸cysteineCysC5.07天冬酰胺天冬酰胺asparagineAsnN5.41谷氨酰胺谷氨酰胺glutamine GlnQ5.65苏氨酸苏氨酸threonineThrT 5.60甘氨酸甘氨酸glycineGlyG5.972. 极性中性氨基酸极性中性氨基酸2010-11-2414侧链基团在中性溶液中解离后带负电荷。侧链基团在中性溶液中解离后带负电荷。3. 酸性氨基酸酸性氨基酸 Glu，Asp天冬氨酸天冬氨酸aspartic acid AspD 2.97谷氨酸谷氨酸glutamic ac
8、idGluE 3.22pKa=3.65pKa=4.252010-11-24154. 碱性氨基酸碱性氨基酸 His，Arg，Lys侧链基团在中性溶液中解离后带正电荷。侧链基团在中性溶液中解离后带正电荷。组氨酸组氨酸 His （H） 7.59赖氨酸赖氨酸 Lys（K） 9.74精氨酸精氨酸 Arg （R） 10.76pKa=10.53pKa=12.48pKa=6.002010-11-2416?综合考虑综合考虑R基团亲水和疏水性的尺度，用来衡量氨基酸、需找水相环境（负值）或疏水 环境（正值）趋势基团亲水和疏水性的尺度，用来衡量氨基酸、需找水相环境（负值）或疏水 环境（正值）趋势2010-11-241
9、7简便记忆简便记忆If only one AA begins with a certain letter, that letter is used:C = Cys = CysteineH = His = HistidineM = Met = MethionineS = Ser = SerineV = Val = ValineIf more than one AA begins with a certain letter, that letter is assigned to the most commonly occurring AA: A = Ala = Alanine G = Gly =
10、Glycine L = Leu = Leucine P = Pro = Proline T = Thr = Threonine2010-11-2418Some of the others are phonetically suggestive: F = Phe = Phenylalanine (“Fenylalanine”) R = Arg = Arginine (“aRginine”) Y = Tyr = Tyrosine (“tYrosine”) W = Trp = Tryptophan (double ring in the molecule)A letter close to the
11、initial or from the middle of AA is used: K = Lys = Lysine (near L) D = Asp = Aspartic acid ( near A) N = Asn = Asparagine ( contain N) E = Glu = Glutamic acid (near G) Q = Gln = Glutamine B = Asx = Either of D or N Z = Glx = Either E or Q X = X = Undetermined amino acid2010-11-2419稀有的蛋白质氨基酸稀有的蛋白质氨基
12、酸1、蛋白质中的很多氨基酸是经过加工修饰 的1、蛋白质中的很多氨基酸是经过加工修饰 的修饰氨基酸修饰氨基酸如：如：脯氨酸脯氨酸修饰为修饰为 4 4羟脯氨酸羟脯氨酸 赖氨酸赖氨酸修饰为修饰为 5 5羟赖氨酸 、6-N-甲基赖氨酸羟赖氨酸 、6-N-甲基赖氨酸 锁链赖氨素锁链赖氨素 谷氨酸谷氨酸修饰为修饰为 - -羧基谷氨酸羧基谷氨酸 2、2、半胱氨酸Cys半胱氨酸Cys常以常以胱氨酸胱氨酸的形式存在的形式存在 3、 特例-3、 特例-硒代半胱氨酸硒代半胱氨酸锁链赖氨素硒代半胱氨酸6-N-甲基赖氨酸 - -羧基谷氨酸?指存在于蛋白质中的20种常见氨基酸以外的 其它罕见氨基酸，它们是正常氨基酸的衍生
13、物指存在于蛋白质中的20种常见氨基酸以外的 其它罕见氨基酸，它们是正常氨基酸的衍生物2010-11-2420非蛋白质氨基酸非蛋白质氨基酸?以游离或结合态存在于细胞或组织中，大部以游离或结合态存在于细胞或组织中，大部以游离或结合态存在于细胞或组织中，大部以游离或结合态存在于细胞或组织中，大部分是常见氨基酸的衍生物或异构型。分是常见氨基酸的衍生物或异构型。分是常见氨基酸的衍生物或异构型。分是常见氨基酸的衍生物或异构型。?如存在于细菌细胞壁肽聚糖内的如存在于细菌细胞壁肽聚糖内的如存在于细菌细胞壁肽聚糖内的如存在于细菌细胞壁肽聚糖内的D D- -谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸和和和和D D- -丙氨酸丙氨酸
14、丙氨酸丙氨酸、花生中的、花生中的、花生中的、花生中的 - -亚甲基谷氨酸亚甲基谷氨酸亚甲基谷氨酸亚甲基谷氨酸、甘蔗中的、甘蔗中的、甘蔗中的、甘蔗中的 - -氨基丁酸氨基丁酸氨基丁酸氨基丁酸，刀豆中的，刀豆中的，刀豆中的，刀豆中的刀豆氨酸刀豆氨酸刀豆氨酸刀豆氨酸等。等。等。等。2010-11-2421鸟氨酸鸟氨酸 (Orn)鸟氨酸鸟氨酸鸟氨酸鸟氨酸 ( (OrnOrn) )瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸2010-11-2422氨基酸的酸碱行为氨基酸的酸碱行为氨基酸的酸碱行为氨基酸的酸碱行为+OH-+H+OH-+H+CHNH2COOHR CHNH2COOHRCHNH3+COO-R CHNH3
15、+COO-RCHNH2COO-R CHNH2COO-RCH COOHR NH3+CH COOHR NH3+pHpI阴离子阴离子氨基酸是两性电解质，其解离程度 取决于所处溶液的酸碱度氨基酸是两性电解质，其解离程度 取决于所处溶液的酸碱度2010-11-2423化学环境对化学环境对pKa的影响的影响甲基取代的羧 基和氨基甲基取代的羧 基和氨基甘氨酸的羧 基和氨基甘氨酸的羧 基和氨基羧基中带负电荷的氧原 子将电子从氨基拉过 来，使氨基的pKa减小羧基中带负电荷的氧原 子将电子从氨基拉过 来，使氨基的pKa减小氨基与离去质子之间的相互 排斥使羧基的氨基与离去质子之间的相互 排斥使羧基的pKa减小，带
16、相反电荷的基团通过使两性 离子稳定来减小减小，带 相反电荷的基团通过使两性 离子稳定来减小pKa甲胺乙酸甲胺乙酸2010-11-2424紫外吸收紫外吸收Aromatic R groups strongly absorb light in the near-ultraviolet region of the spectrum.?His只有只有2个双键共轭，紫外吸收比较弱个双键共轭，紫外吸收比较弱 ?Trp、Tyr、Phe均有均有3个双键共轭，紫外 吸收较强，其中个双键共轭，紫外 吸收较强，其中Trp的紫外吸收最厉害的紫外吸收最厉害 ?Phe对蛋白质的光吸收贡献不大对蛋白质的光吸收贡献不大2010-11-2425OxidationReduction半胱氨酸形成二硫键半胱氨酸形成二硫键 Cysteines can be oxidized to form
