蛋白质的三维结构一

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1、第五章 蛋白质的三维结构 （一） 第一节 研究蛋白质构象的方法 第二节 稳定蛋白质三维结构的作用力第三节 多肽主链折叠的空间限制 第四节 二级结构的基本类型 第五节 纤维状蛋白质 第六节 超二级结构和结构域 第七节 球状蛋白质与三级结构 第八节 膜蛋白的结构 第九节 蛋白质折叠 第十节 亚基缔合和四级结构 第一节 研究蛋白质构象的方法 一. X射线衍射法二研究溶液中蛋白质构象的光谱学方法 1紫外差光谱： 2. 荧光和荧光偏振： 3. 圆二色性： 4. 核磁共振（NMR）：X-Ray DiffractionTwo-dimensional NMR共价键次级键化学键肽键一级结构氢键 二硫键二、三、四

2、级结构疏水键 盐键 范德华力三、四级结构第二节 稳定蛋白质三维结构的作用力第三节 多肽主链折叠的空间限制 一. 酰胺平面（肽平面）二. -碳原子的二面角（和）三. 拉氏构象图(Ramachandran plot )Most of combination of f and y are sterically forbidden. G. N. Ramachandran and his coworkers in Madras, India, first showed that it was convenient to plot to show the distribution of allowed v

3、alues in a protein or in a family of proteins.A typical Ramachandran plot is shown in this figure.多肽链在一级结构的基础上，按照一定的方式有规律的旋转或折叠形成的空间构象。-螺旋、-折叠、 -转角、无规卷曲第四节 二级结构的基本类型 一. -螺旋（ -helix ） 螺旋上升一周包含3.6个氨基 酸残基；每个残基沿轴旋转 100。；每两个残基之间的距离为0.15nm；螺距0.54nm; -螺旋中氨基酸残基侧链伸向 外侧，相邻的螺圈之间形成氢 键（每个氨基酸残基的N-H都 与前面第四个残基C=O形成

4、氢 键），氢键的取向几乎与轴平 行。 -螺旋有左手螺旋和右手螺旋 两种。天然蛋白质的-螺旋多 为右手螺旋。 -螺旋的结构要点：-螺旋：偶极矩帽化氨基端羧基端 - -螺旋的螺旋的手性手性 右手的比左手的 更稳定 -螺旋具有旋光 能力 形成具有协同性 影响蛋白质-螺旋结构稳定的因素2.R基的大小1.相同电荷的氨基酸ProGly -螺旋的类型:3.613螺旋；310螺旋；螺旋（4.416螺旋） 二. -折叠结构 (-sheet) 多肽链呈锯齿状（或扇面状）排列成比较伸 展的结构； 侧链R基团交替地分布在片层平面的上下方， 片层间有氢键相连； 有平行式和反平行式两种。-折叠结构要点：N端C端N端C端N

5、端C端三. -转角 (-turn) -turn - 凸起（-Bulge）氨基酸在二级结构中出现的几率： 没有一定规律的松散肽链结构。 酶的活性部位。四. 无规卷曲 是支架和外保护， 占脊椎动物体内蛋白质总量的一半或一半 以上。 包括：（1）不溶性（硬蛋白，如：角蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白）；（2）可溶性（如：肌球蛋白、纤维蛋白原）。 第五节 纤维状蛋白质 （Fibrous proteins）一. 角蛋白：角蛋白和角蛋白 (1) -角蛋白（-Keratin） (2) -角蛋白（-Keratin）二. 胶原蛋白（Collagen）三. 弹性蛋白 一. 角蛋白： (1) -角蛋白（-Keratin）

6、右手- 螺旋 原纤维（左旋的三 股- 螺旋，直径 2nm）微原纤维（直径 8nm） 大原纤维（直径 200nm） 硬角蛋白含硫量高（二硫键多），如：蹄、爪、角、甲 软角蛋白含硫量低（二硫键少），如：皮肤(2) -角蛋白（-Keratin）silk fibroin二. 胶原蛋白（Collagen）1胶原蛋白的组织分布与类型：I型XII型，2胶原蛋白的AA组成：Gly, Pro, 4-OH-Pro, 3-OH-Pro, 5-OH-Lys，胶原蛋白是糖蛋白，少量糖与5-OH-Lys的OH共价连接。 Hydroxylation depends on Vitamin C . Vitamin C defi

7、ciency causes scurvy (坏血病).Gly , because its small size, is required at the tight junction where the three chains are in contact. 肽链（非螺旋，更伸展，左手） 三股螺旋（右手超螺旋缆） 原胶原分子 胶原（原）纤维 Tropocollagen assemble into collagen fibers. Crosslinks are formed between lysines through aldol condensation and dehydration. T

8、he newly translated collagen is hydroxylated and glycosylated and triple helices are formed. The procollagen triplexes are exported and the globular domains are cut off to form the tropocollagen Crosslink 1Crosslink 2Desmosine基本单 位-原弹 性蛋白两种方 式交联： 三弹性蛋白（Elastin）第六节 超二级结构和结构域 超二级结构：标准折叠单位，折叠花式（ motif） 定义： 种类： （1）：左手卷曲螺旋（超螺旋）。有二 股、三股和四股螺旋，是纤维关蛋白的主要 结构元件。序列上存在七残基重复序列。 （2）：最常见的是Rossman折叠。 （3）：反平行折叠片，最简单的是 发夹，它可形成曲折和希腊钥匙拓扑结构 。