蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)

關(guān)于蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)第一節(jié)

研究蛋白質(zhì)構(gòu)象的方法

第二節(jié)穩(wěn)定蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的作用力第三節(jié)多肽主鏈折疊的空間限制第四節(jié)二級結(jié)構(gòu)的基本類型第五節(jié)纖維狀蛋白質(zhì)第六節(jié)超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域第七節(jié)球狀蛋白質(zhì)與三級結(jié)構(gòu)第八節(jié)膜蛋白的結(jié)構(gòu)

第九節(jié)蛋白質(zhì)折疊

第十節(jié)亞基締合和四級結(jié)構(gòu)

第2頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)

研究蛋白質(zhì)構(gòu)象的方法

一.X射線衍射法二．研究溶液中蛋白質(zhì)構(gòu)象的光譜學(xué)方法1．紫外差光譜：2.熒光和熒光偏振：3.圓二色性：4.核磁共振（NMR）：第3頁,共58頁，2024年2月25日，星期天X-RayDiffraction第4頁,共58頁，2024年2月25日，星期天Two-dimensionalNMR第5頁,共58頁，2024年2月25日，星期天共價鍵次級鍵化學(xué)鍵肽鍵一級結(jié)構(gòu)氫鍵二硫鍵二、三、四級結(jié)構(gòu)疏水鍵鹽鍵范德華力三、四級結(jié)構(gòu)第二節(jié)

穩(wěn)定蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的作用力第6頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第7頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)多肽主鏈折疊的空間限制酰胺平面（肽平面）α-碳原子的二面角（φ和ψ）三.拉氏構(gòu)象圖(Ramachandranplot

)第8頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第9頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第10頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第11頁,共58頁，2024年2月25日，星期天Mostofcombinationoffandyarestericallyforbidden.第12頁,共58頁，2024年2月25日，星期天G.N.RamachandranandhiscoworkersinMadras,India,firstshowedthatitwasconvenienttoplottoshowthedistributionofallowedvaluesinaproteinorinafamilyofproteins.

AtypicalRamachandranplotisshowninthisfigure.第13頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第14頁,共58頁，2024年2月25日，星期天多肽鏈在一級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，按照一定的方式有規(guī)律的旋轉(zhuǎn)或折疊形成的空間構(gòu)象。α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角、無規(guī)卷曲第四節(jié)二級結(jié)構(gòu)的基本類型第15頁,共58頁，2024年2月25日，星期天一.

-螺旋（

-helix

）第16頁,共58頁，2024年2月25日，星期天螺旋上升一周包含3.6個氨基酸殘基；每個殘基沿軸旋轉(zhuǎn)100。；每兩個殘基之間的距離為0.15nm；螺距0.54nm;

-螺旋中氨基酸殘基側(cè)鏈伸向外側(cè)，相鄰的螺圈之間形成氫鍵（每個氨基酸殘基的N-H都與前面第四個殘基C=O形成氫鍵），氫鍵的取向幾乎與軸平行。

-螺旋有左手螺旋和右手螺旋兩種。天然蛋白質(zhì)的

-螺旋多為右手螺旋。

-螺旋的結(jié)構(gòu)要點：第17頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第18頁,共58頁，2024年2月25日，星期天

-螺旋：

偶極矩

帽化第19頁,共58頁，2024年2月25日，星期天氨基端羧基端

-螺旋的手性右手的比左手的更穩(wěn)定

-螺旋具有旋光能力形成具有協(xié)同性第20頁,共58頁，2024年2月25日，星期天影響蛋白質(zhì)

-螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素2.R基的大小1.相同電荷的氨基酸ProGly第21頁,共58頁，2024年2月25日，星期天

-螺旋的類型:

3.613—螺旋；

310—螺旋；

π螺旋（4.416—螺旋）

第22頁,共58頁，2024年2月25日，星期天二.β-折疊結(jié)構(gòu)(β-sheet)第23頁,共58頁，2024年2月25日，星期天多肽鏈呈鋸齒狀（或扇面狀）排列成比較伸展的結(jié)構(gòu)；側(cè)鏈R基團(tuán)交替地分布在片層平面的上下方，片層間有氫鍵相連；有平行式和反平行式兩種。β-折疊結(jié)構(gòu)要點：第24頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第25頁,共58頁，2024年2月25日，星期天N端C端第26頁,共58頁，2024年2月25日，星期天N端C端N端C端第27頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第28頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第29頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第30頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第31頁,共58頁，2024年2月25日，星期天三.

-轉(zhuǎn)角

(-turn)第32頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第33頁,共58頁，2024年2月25日，星期天

-turn第34頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第35頁,共58頁，2024年2月25日，星期天

-凸起（

-Bulge）第36頁,共58頁，2024年2月25日，星期天氨基酸在二級結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的幾率：第37頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第38頁,共58頁，2024年2月25日，星期天沒有一定規(guī)律的松散肽鏈結(jié)構(gòu)。酶的活性部位。四.

無規(guī)卷曲第39頁,共58頁，2024年2月25日，星期天是支架和外保護(hù)，占脊椎動物體內(nèi)蛋白質(zhì)總量的一半或一半以上。包括：（1）不溶性（硬蛋白，如：角蛋白、膠原蛋白、彈性蛋白）；（2）可溶性（如：肌球蛋白、纖維蛋白原）。

第五節(jié)纖維狀蛋白質(zhì)

（Fibrousproteins）第40頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第41頁,共58頁，2024年2月25日，星期天一.角蛋白：α—角蛋白和β—角蛋白

(1)α-角蛋白（α-Keratin）

(2)β-角蛋白（β-Keratin）

二.膠原蛋白（Collagen）三.彈性蛋白

第42頁,共58頁，2024年2月25日，星期天一.角蛋白：(1)α-角蛋白（α-Keratin）

右手α-螺旋原纖維（左旋的三股α-螺旋，直徑2nm）微原纖維（直徑8nm）大原纖維（直徑200nm）第43頁,共58頁，2024年2月25日，星期天硬角蛋白——含硫量高（二硫鍵多），如：蹄、爪、角、甲軟角蛋白——含硫量低（二硫鍵少），如：皮膚第44頁,共58頁，2024年2月25日，星期天(2)β-角蛋白（β-Keratin）第45頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第46頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第47頁,共58頁，2024年2月25日，星期天silkfibroin第48頁,共58頁，2024年2月25日，星期天二.膠原蛋白（Collagen）1．膠原蛋白的組織分布與類型：I型——XII型，2．膠原蛋白的AA組成：Gly,Pro,4-OH-Pro,3-OH-Pro,5-OH-Lys，膠原蛋白是糖蛋白，少量糖與5-OH-Lys的—OH共價連接。第49頁,共58頁，2024年2月25日，星期天

HydroxylationdependsonVitaminC.VitaminCdeficiencycausesscurvy(壞血病).第50頁,共58頁，2024年2月25日，星期天Gly,becauseitssmallsize,isrequiredatthetightjunctionwherethethreechainsareincontact.第51頁,共58頁，2024年2月25日，星期天α—肽鏈（非α—螺旋，更伸展，左手）三股螺旋（右手超螺旋纜）原膠原分子膠原（原）纖維第52頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第53頁,共58頁，2024年2月25日，星期天Tropocollagenassembleintocollagenfibers.Crosslinksareformedbetweenlysinesthroughaldolcondensationanddehydration.Thenewlytranslatedcollagenishydroxylatedandglycosylatedandtriplehelicesareformed.Theprocollagentriplexesareexportedandtheglobulardomainsarecutofftoformthetropocollagen第54頁,共58頁，