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第一章 蛋白质化学2

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第1章-蛋白质化学-ppt课件

第1章-蛋白质化学-ppt课件

〔肽链中的氨基酸分子由于脱水缩合，基团不全
称为氨基酸残基〕
19
3. 肽链两端: 氨基末端〔 N末端〕 羧基末端〔C末端〕
蛋白质化学
4. 肽链中的氨基酸的陈列顺序，普通-NH2端开场，
N
C，即多肽链有方向性，N端为头，C端为尾
O
O
O
O
NH2– CH – C – OH+H-NH– CH – C – OH
NH2– CH – C –NH-CH-C-OH
H2O
R1
R2
R1
R2
20
蛋白质化学
O
NH2-CH-C +
H OH
甘氨酸
O NH-CH-C
H H OH
甘氨酸
-HOH
O
O
NH2-CH-C-N-CH-C
H HH OH
肽键
甘氨酰甘氨酸
21
〔二). 生物活性肽 glutathione〔GSH〕谷胱甘肽 谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸
特点 右手螺旋：多肽链主链围绕中心轴螺旋式
上升 3.6个AA/圈，螺距0.54nm； 氢键维系：链内氢键〔AA1…AA4〕，平
行长轴； 侧链伸出，在螺旋外侧
29
蛋白质化学
30
49
蛋白质化学
3. -折叠〔 -片层， -pleated sheets〕 (Pauling, 1951) 特点 多肽链充分伸展，肽平面折叠成锯齿状； 氢键维系：氢键的方向垂直长轴； 侧链伸出、位于“锯齿〞状构造的上下方； 由一条多肽链构成，也可由多条肽链顺平行或 反平行构成。
例1：核糖核酸酶 RNase是由124aa残基 组成的单肽链，分子 中 8 个Cys的-SH构成 4对二硫键，构成具有 一定空间构象的蛋白 质。

生物化学第一章蛋白质的结构与功能

生物化学第一章蛋白质的结构与功能

1. 非极性疏水性氨基酸 甘氨酸 丙氨酸 缬氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 glycine alanine valine leucine isoleucine Gly Ala Val Leu Ile G A V L I F P
5.97 6.00 5.96 5.98 6.02 5.48
苯丙氨酸 phenylalanine Phe 脯氨酸 proline Pro
（四）氨基酸残基的侧链对二级结构形成 的影响
蛋白质二级结构是以一级结构为基础的。
一段肽链其氨基酸残基的侧链适合形成-螺旋
或β-折叠，它就会出现相应的二级结构。
四、蛋白质的三级结构
（一） 定义
整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。
即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。
主要的维系键： 疏水键、离子键、氢键和 Van der Waals力等。
结构，即该段肽链主链骨架原子的相对空
间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象 。
主要的维系键：
氢键
蛋 白 质 立 体 结 构 原 由于C=O双键中的π 电子云与N原子上的未共用电子对发生 则 “电子共振”，使肽键具有部分双键的性质，不能自由旋转。
（一）肽单元
肽键平面——由于肽键具有部分双键的性质，使 参与肽键构成的六个原子被束缚在同一平面上，
如：糖蛋白、脂蛋白、磷蛋白、金属蛋白等
* 根据蛋白质形状 纤维状蛋白质：多为结构蛋白，难溶于水 球状蛋白质：多数具有生理活性，多数可溶
如酶、免疫球蛋白等等
分类 脂蛋白
糖蛋白 核蛋白 磷蛋白
结合蛋白质及其辅基 辅基 举例 脂类 血浆脂蛋白（VLDL、 LDL、HDL等） 糖基或糖链 胶原蛋白、纤连蛋白等 核酸 磷酸基团 核糖体 酪蛋白（casein）

第一章 蛋白质化学

第一章 蛋白质化学


一级结构改变引起分子病 基因突变导致蛋白质一级结构的突变，导致蛋白质生物功能的下
降或丧失，就会产生疾病，这种病称为分子病（molecular disease）。
最早从分子水平证
明的先天性遗传病—— 镰刀形红细胞贫血症 (sickle-cell anemia)。
正常血细胞
hemoglobin 6: GAA(Glu)
按结构和功能可将蛋白质分为： 简单蛋白（simple protein）：仅有蛋白质组成的、结构简单的蛋白质。
使蛋白质沉淀析出。
四、蛋白质的变性与复性
变性（denaturation）是指一些理化因素，如热、光、机械力、
酸碱、有机溶剂、重金属离子、变性剂（如尿素等），破坏了维持
蛋白质空间构象的非共价作用力，使其空间结构发生改变，结果导 致其生物活性的丧失。变性一般并不引起肽键的断裂，但蛋白质的 溶解度可能降低，可能凝固和沉淀。 变性有时是可逆的。消除变性的因素，有些蛋白质的生物活性可
蛋白质结构极其复杂，但具有明显的结构层次
一级结构（多肽链上的氨基酸排列顺序） 二级结构（多肽链主链骨架的局部空间结构） 三级结构（多肽链上所有原子和基团的空间排布）
四级结构（由球状亚基或分子缔合而成的集合体）
（一）
二级结构
肽平面（peptide plane）：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ链主链的肽键C-N具有双键的性质， 因 而不能自由的旋转，使连接在肽键上的六个原子共处于一个平面上， 此平面称为肽单位平面，又称酰胺平面。
血红蛋白的四级结构
维持蛋白质空间结构中重要的化学键
（1）非共价键 氢键
离子键
范德瓦尔力 疏水作用
（2） S-S键
三、蛋白质结构与功能的关系

王镜岩生物化学知识点整理版

王镜岩生物化学知识点整理版

王镜岩生物化学知识点整理版'.第一章蛋白质化学蛋白质的分子结构第二节教学目标：个层次来描述，蛋白质是生物大分子，结构比较复杂，4人们用包括蛋白质的一级、二级、三级和四级结构。

一级结构描述的是蛋1.掌握蛋白质的概念、重要性和分子组成。

白质的线性（或一维）结构，即共价连接的氨基酸残基的序列，又-氨基酸的结构通式和种氨基酸的名称、符号、结构、202.掌握α象或高构称级构结构级或分类；掌握氨基酸的重要性质；熟悉肽和活性肽的概念。

化学结构。

二级以上的结初称3.掌握蛋白质的一、二、三、四级结构的特点及其重要化学键。

）。

（conformation primary structure了解蛋白质结构与功能间的关系。

4. ）一、蛋白质的一级结构（的insulin）年，英国科学家F. Sanger5.熟悉蛋白质的重要性质和分类首先测定了胰岛素（1953链组成，分链和一条B一级结构，有51个氨基酸残基，由一条A蛋白质的分子组成第一节链内。

、B链之间，另一个在A子中共有3个二硫键，其中两个在A降Edman蛋白质的一级结构测定或称序列分析常用的方法是一、蛋白质的元素（化学）组成降解是经典的化学方法，比较复杂。

首、50%主要有C（～55%）H（6%Edman解和重组DNAN（19%～24%）、法。

O～7%）、氨基酸组成分、、）（、S0%～4%。

有些蛋白质还含微量的PFeCu分别作分子量测定、先要纯化一定量的待测蛋白质，、19%13%（～）末端分析；要应用不同的化学试剂或特异的蛋、I等。

C-析、N-末端分析、、Zn、MnCo、Mo白内切酶水解将蛋白质裂解成大小不同的肽段，测出它们的序列，因此，16%各种蛋白质的含氮量很接近，平均为。

可以用定氮最后推断蛋白质的法来推算样品中蛋白质的大致含量。

找出重叠片段，对照不同水解制成的两套肽段，法是基于分子克隆的分子生物学方法，比较（g%）完整序列。

重组DNA100=100g6.25 每克样品含氮克数××样品中蛋白质含量而是先要得到编码该种蛋白简单而高效，不必先纯化该种蛋白质，二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸中核苷酸的序列，再按三个核DNA片段），测定DNA（蛋白质在酸、碱或蛋白酶的作用下，最终水解为游离氨基酸amino 质的基因（这两种方法可即蛋白质组成单体或构件分子。

高中生物第一章蛋白质化学

高中生物第一章蛋白质化学

提问：什么是α-氨基酸？
答案：
----C-C-C-C-COOH

γβα
----C-C-C-C(NH2)-COOH ----C-C-C (NH2)- C - COOH ----C-C (NH2)- C - C - COOH
α-氨基酸 β-氨基酸 γ-氨基酸
构2成0蛋种基本氨基酸图示
H+ H+
R
H+
H4HN3+N C COOH-H
H
总电荷 0“＋”
水加溶碱后等电O荷H状－ 态
OH－ OH－ R HH4HN3N3+N C COOHH H2O 总电荷 0“-”
R
H3N++ CH
R
OH-
+
COOH
H3N CH
H+
OHCOO-
H+
在酸性溶液中
在晶体状态或水溶液中 即等电点（pI）
R
老？
蛋白质功能的普遍衰退(?)。
病——个别蛋白质的功能障碍。 死？
蛋白质功能的全部停止,分解。
蛋白质——生物功能分子
功能 蛋 白,大多为 球 状细；胞膜—载体蛋白（物
质、信号）、酶 细胞质(包括细胞器)—酶 （物质代谢）、信号传递
细胞核—酶（遗传）、 结构蛋白（染色体骨架）
机理：由受损细胞分泌促使其他细胞产 生相应的抗病毒蛋白质。
脑肽是人在受到突然伤害，脑垂体自然分泌的“鸦片”。 提 问： 有什么生物意义吗？
不受疼痛的干扰，迅速自救
为 2.3 蛋 白 质 的 结 构 研
究
虾红素
方
便，
分
四
层

2019-2-21--第一章蛋白质化学

2019-2-21--第一章蛋白质化学
★ 附：氨基酸（AA）的等电点求法：
2020/8/9
4、茚三酮反应： ● α-氨基酸可与茚三酮缩合产生蓝紫色化
合物，其最大吸收峰在570nm。可利用 此性质测定氨基酸的含量。
2020/8/9
5、与甲醛的反应
2020/8/9
6、与2，4—二硝基氟苯（DNFB）的反应
※ 2020/8/9 可鉴定蛋白质N端氨基酸的种类和数目。
生改变。 ●当氨基酸分子带有相等正、负电荷时，此时氨基
酸所处溶液的pH值称为该氨基酸的等电点（pI） 。
※ 在pI时，氨基酸的溶解度最小，容易沉淀。 ※ 利用各氨基酸的pI不同，可以通过电泳法（2-D）、
离子交换法等分离纯化氨基酸。
2020/8/9
OH-
R—CH—COOH
│
H+
NH3+
pH < pI
●凡氨基酸残基数目在50个以上，且具有 特定空间结构的肽称蛋白质；凡氨基酸 残基数目在50个以下，且无特定空间结 构者称多肽。
（二）生物活性肽：
●生物体内具有一定生物学活性的肽类 物质称生物活性肽。重要的有谷胱甘 肽、神经肽、肽类激素等。
1. 谷胱甘肽（GSH）：
●全称为γ-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸。 GSH含 有活泼的巯基，很容易氧化，故有还原型 （GSH）与氧化型（GSSG）两种存在形式。
2020/8/9
一、氨基酸(amino acid) ●组成蛋白质的基本单位是氨基酸。
如将天然的蛋白质完全水解，最后 都可得到约二十种不同的氨基酸。 除脯氨酸外，均为α-氨基酸。
2020/8/9
2020/8/9
（一）氨基酸的分类 ：
● 根据R侧链基团解离性质的不同，可将 氨基酸进行分类： 1.酸性氨基酸——Glu，Asp，侧链基 团在中性溶液中解离后带负电荷的氨 基酸。

02蛋白质化学2 生物化学清晰易学版课件

从Cα沿键轴方向观察， 顺时针旋转所形成的 Φ角为正值，反时针为负值N1 – C1 与 Cα2-C2 顺式时Φ = 0，反式为180度。
2 2
2 11
1
2
2
Ψ* 2
Φ
1 *1
1
22
Ψ* 2
Φ
1
*1
1
所有肽单位在同 一平面时，规定Ψ和 Φ为180度。
肽平面是蛋白质结构最小单位，限制了肽链构象数
构象与构型
双面角（平面角）
➢ Ψ（psai）： Cα2-C2 轴上的旋转角
从Cα沿键轴方向观察，顺时针旋转所形成的
Ψ角为正值，反时针为负值。 Cα2 – N1 与C2 – N2 顺式时Ψ= 0 ，反式为180度 。
2 2
2 11
1
2
*2
Ψ2
Φ*
11
1
2*Ψ2 2 Φ*
1 1
1
➢ Φ（fai）： Cα2-N 1 轴上的旋转角
作用 ➢ 疏水性相互作用：水介质中，蛋白质折叠→疏
水基团彼此靠近 ➢ 离子相互作用：电离基团正、负电荷间的静电
相互作用 ➢ 范德华力：一切分子间的相互作用
肌红蛋白 (Myoglobin ，Mb ）的三级结构
球状分子 ；153氨 基酸残基；8段α-螺 旋(7-23AA): A—H； 非螺旋区: NA，AB， CD，EF，FG， GH，HC---HC； 分子量:17.2 kD； 血红素辅基；
➢ 构象（conformation）：分子内各原子或基团 之间的相互立体关系。构象改变是由于单键旋 转而产生，无共价键变化（二级以上的结构都 属于构象的范畴） 。
➢ 构型（configuration）：立体异构体中取代原 子或基团在空间的取向。一个碳原子与四个不 同基团相连时，只可能有二种不同的空间排列， 这二种不同的排列称为不同的构型。构型的改 变必须有共价键的断裂。

蛋白质化学ppt文档课件


NH 3
Tyrosine (Tyr) O
NH 3
谷氨酰胺 Glutamine
(Gln)
HS CH2 CH COO 半胱氨酸
NH 3
Cysteine (Cys)
H3C CH CH COO
苏氨酸 Threonine
HO NH3
(Thr)
3. 酸性氨基酸 带负电荷
OOC CH2 CH COO
NH 3
天冬氨酸 Aspartic acid (Asp)
蛋白质的主要化学组成
含N量平均——%， 即1克的N相当于——克的蛋白质。
粗蛋白% = N% ——
第二节 蛋白质的基本结构--氨基酸
氨基酸的结构通式∶
组 成 蛋 白 质 的 二 十 种 基 本 氨 基 酸
常见氨基酸的分类及结构
(1)、根据R基团的化学性质 (2)、根据R基团的酸碱性 (3)、根据R基团的电性质
红色代表带正点荷最多的阳离子氨基酸，与 离子交换树脂结合最紧密，洗脱时最晚流出
分离氨基酸常用的是 带有耐酸性非常强的 磺酸根SO3－Na＋ （以盐的形式出现） 的强阳离子交换树脂。
首先将这种树脂填充 到柱子中，然后注入 含有样品的流动相， 样品中含有阳离子成 分X＋，通过静电吸 引，与树脂中的带电 基团相互作用，结果 X＋与Na＋交换，即 发生阳离子交换后， 形成SO3－X＋。
Imino Acids
Proline
Pro - P
2.4 9.4 2.0 10.6
(三）、氨基酸的重要化学反应
1、α－氨基的反应 （A）与亚硝酸的反应
可用于氨基酸定量 和蛋白质水解程度 的测定
Pro是一个亚氨基酸，没有此反应
（B）与醛类反应
AA是一个两性电解质，但不能用酸、碱直接来滴定， 因为等电点pH或过高（12－13）或过低（1－2）没有适当 的指示剂可以被选用。醛类化合物与－NH2结合后降低了氨 基的碱性生成了弱碱（西佛碱-Schiff‘s base），是滴定终

生物化学第一章蛋白质化学


组成蛋白质的元素：
主要元素组成： 碳(C) 50% ~ 55% 氧(O) 19% ~ 24% 氢(H) 6% ~ 8% 氮(N) 13% ~ 19% 硫(S) 0% ~ 4%
少量的 磷(P)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)和碘(I)等
蛋白质元素组成特点：
各种蛋白质含氮量很接近，平均为16％
故可根据以下公式推算出蛋白质的大致含量： 样品中蛋白质的含量〔g〕
脱水作用
脱水作用
－－
碱
酸－
－
－
－－ －
不稳定的蛋白质颗粒
带负电荷的蛋白质
溶液中蛋白质的聚沉
〔三〕蛋白质的变性、沉淀与凝固
1. 蛋白质的变性〔denaturation〕 在某些理化因素作用下，蛋白质的构
象被破坏，失去其原有的性质和生物活性， 称为蛋白质的变性作用。
变性后的蛋白称为变性蛋白质。
常见的变性因素：
2. 极性中性氨基酸
R-基含有极性基团； 生理pH条件下不解离。 包括7个：
甘氨酸(Trp)、 丝氨酸(Ser)、
半胱氨酸(Cys)、 谷氨酰胺(Gln)、 天冬酰胺(Asn)、 酪氨酸(Tyr) 苏氨酸(Thr)
3. 酸性氨基酸
R-基有COOH(COO-)
带负电荷
4. 碱性氨基酸
R-基有NH2(NH3+)
牛胰核糖核酸酶的变性与复性
尿素或盐酸胍 β-巯基乙醇
透析
有活性
无活性
〔二〕一级构造与功能的关系 1.一级构造相似的蛋白质功能相似 一级构造不同的蛋白质功能不同
胰岛素的一级构造及种属差异
一级构造不同的蛋白质功能不同
ACTH 促肾上腺素皮质激素
MSH 促黑激素

生物化学——第一章蛋白质


丙氨酸 Alanine 缬氨酸 Valine 亮氨酸 Leucine 异亮氨酸 Ileucine 脯氨酸 Proline 甲硫氨酸 Methionine
非极性氨基酸
O H 2N CH C OH
CH CH 3 CH 3
丙氨酸 Alanine 缬氨酸 Valine 亮氨酸 Leucine 异亮氨酸 Ileucine 脯氨酸 Proline 甲硫氨酸 Methionine
谷氨酸（二羧基一氨基） pK1 pK2 pK3
碱性氨基酸：pI = (pK2 + pK3 )/2
赖氨酸（一pK羧1 基二p氨K2基pK）3
• 中性氨基酸pI一般为6.0答案：
• 提问：为什么偏酸性？
• -COOH解离程度略大于-NH2 • 提问：酸性氨基酸的pI(更偏酸、更偏碱）？
• 更酸（3.0 左 右）
非极性氨基酸
O H 2 N CH C OH
CH 2 CH CH 3 CH 3
丙氨酸 Alanine 缬氨酸 Valine 亮氨酸 Leucine 异亮氨酸 Ileucine 脯氨酸 Proline 甲硫氨酸 Methionine
非极性氨基酸
O H 2 N CH C OH
CH CH 3 CH 2 CH 3
丙氨酸 Alanine 缬氨酸 Valine 亮氨酸 Leucine 异亮氨酸 Ileucine 脯氨酸 Proline 甲硫氨酸 Methionine
非极性氨基酸
H N
CO OH
吡咯
丙氨酸 Alanine 缬氨酸 Valine 亮氨酸 Leucine 异亮氨酸 Ileucine 脯氨酸 Proline 甲硫氨酸 Methionine
2、分类
各种氨基酸的区别在于侧链R基的不同。 20种基本氨基酸按R的极性可分为： （1）非极性氨基酸 （2）极性氨基酸 （不带电荷氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸）
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B.侧链基团暴露:易与化学试剂反应
C.理化性质改变:
疏水基外露溶解度降低 等电点区域不溶解，分子相互凝集,形成沉淀 D.生化性质改变：结构伸展易被酶解
常见的变性剂 尿素、盐酸胍
与多肽主链竞争氢键，破坏蛋白质的二级结构； 增加非极性侧链在水中的溶解度，降低了维持蛋 白质三级结构的疏水相互作用
第四节 蛋白质的三维结构
二级结构
蛋白质三维结构
超二级结构和结构域 三级结构 四级结构
构型和构象
构型：在具有相同结构式的立体异构体中取代基 团在空间的相对取向，不同的构型如果没有共价 键的破裂是不能互变的
构象：取代基团当单键旋转时形成的不同立体结 构，构象形态间的改变不涉及共价键的破裂 如：乙烷分子的交叉型构象和重叠型构象
三维结构是多肽链上各个单键旋转自由度受到各 种限制的总结果
八、亚基缔合和四级结构
蛋白质四级结构 (quaternary Structure）指由多条各自 具有一、二、三级结构的肽链通过非共价键连接起来的 结构形式
包括各亚基： 种类、数目、空间排列方式 亚基间的相互作用关系(接触位点和非共价相互作用力)
（5）α-螺旋有左手螺 旋和右手螺旋两种，绝 大多数天然蛋白质都是
右手螺旋
右手α螺旋空间位阻 较小，构象稳定在肽链 折叠中容易形成
（6）多肽链能否形成α-螺旋,以及 形成的螺旋是否稳定,与它的氨基 酸组成和序列直接有关。 多肽链中有Pro 时，α-螺旋就会被 中断而拐弯。
带相同电荷的氨基酸残基连续出现 在肽链上时，螺旋的稳定性降低。
氢键主要在链间/同一肽链不同部分间形成 几乎所有肽键都参与链内氢键的交联 氢键与链的长轴接近垂直
平行肽链间以氢键从侧面连接的构象
2、-折叠的类型
平行式：所有肽链的N-端都在同一边 反平行式：相邻两条肽链的方向相反
（三） -转角和凸起
1、 β转角（ β turn/bend/hairpin structure）
别构效应中亚基之间信息的传递是通过蛋白质构 象的变化实现的，亚基之间的，分为同促效应和异促效应
同促效应：发生作用的部位是相同的，即一种配 体的结合对在其他部位的同种配体的亲和力的影 响 正协同性：一种配体的结合使得其它配体更容易 结合 负协同性：一种配体的结合使得其它配体的结合 更难
一、 研究蛋白质构象的方法
研究蛋白质结晶体：
（一）X射线衍射法
主要用于测定蛋白质晶体的三维结构
（二）研究处于溶液中蛋白质构象的光谱学方法

紫外差光谱 荧光和荧光偏振 圆二色性 核磁共振（NMR）
二、稳定蛋白质三维结构的作用力
1、影响蛋白质三维结构的因素
内力（内因）
蛋白质分子内各原子间作用力
只有当非共价键合原子或分子间处于适当 的距离（范德华距离，即两个原子的范德 华半径之和）时，范德华引力才能达到最 大 单个范德华力作用力很弱，但其相互作用 数量大，因而也不可忽视
（３）疏水作用( Hydrophobic Interaction)
球状蛋白质在水介质中将疏水残基埋藏在分子内 部的现象称为疏水作用
（一）-螺旋 （-helix）
1. α-螺旋结构的主要特点：
（1）肽链中的酰胺平面 绕Cα 相继旋转一定角度 形成α-螺旋，并盘绕前 进 （ 2 ） α- 螺 旋 每 圈 含 有 3.6个氨基酸残基，沿螺 旋 轴 上 升 0.54nm ， 即 每 个氨基酸残基沿螺旋中 心轴上升0.15nm
（3）螺旋体中所有氨基酸残基侧链都伸向外侧； （4）链内形成的氢键几乎平行于中心轴； 氢键是由每个肽基的c=o与前面第3个肽基的NH之间形成，即每个氨基酸残基的C=O与前面第4个 氨基酸残基的N-H之间形成 由氢键封闭的环是13元环，又称3.613－螺旋
氢键是稳定蛋白质二级结构的主要作用力 可以在侧链与侧链、侧链与介质水、主链 肽基与侧链、主链肽基与水、主链肽基之 间形成 -螺旋、-折叠就是通过多肽主链上的羧 基氧与酰胺氢之间的氢键来稳定的
（２）范德华力 (van der Waals force )
A. 定向效应：极性分子或极性基团之间 B. 诱导效应：极性物质与非极性物质之间 C. 分散效应：非极性分子或基团间—狭义的 范德华力 作用力较弱，随非共价键合原子或分子间距 离的6次方的倒数而变化
维系力有氢键/疏水键/离子键/范德华力
在二级结构基础上 包括主链和侧链构象在内的三维结构 （一）球状蛋白质的分类： ——根据其结构域分为4大类
1、全α－结构蛋白质
2、α，β－结构蛋白质
3、全β－结构蛋白质
反平行β桶
4、富含金属或二硫键（小的不规则）蛋白质
（二）球状蛋白的三级结构特怔 （1）含多种二级结构元件
五、 超二级结构与结构域
（一）超二级结构 （supersecondary structure） 若干相邻的二级结构单元按照一定规律有 规则组合在一起、相互作用，形成在空间 构象上可彼此区别的二级结构组合单位
超二级结构类型
Β-链
αα
β ×β
1
β 3 2 -迂回4
β -迂回
βαβ 5
（二）结构域（domain）
非极性侧链为避开极性溶剂水彼此靠近所产生 主要存在蛋白质的内部结构 蛋白质表面通常具有极性链或区域
蛋白质可形成分子内疏水链/腔/缝隙
——稳定生物大分子的高级结构
（４）离子键 ( Electrostatic attraction )
又称盐键：具有相反电荷的两个基团间的 静电相互作用
F：吸引力 Q1/2：电荷电量 ε ：介质介电常数 R：电荷质点间距离
（5）二硫键 (Disulfide Bond)
由含硫氨基酸形成
不规定多肽链的折叠
起稳定肽链空间结构的作用 二硫键被破坏，蛋白质生物活性丧失，天然构象 发生改变
（6）配位键(Metal-ion Coordination)
两个原子之间形成的共价键 共用电子对由其中一个原子提供 金属离子与蛋白质的结合方式
肽链主链骨架180°的回折结构 特点： 由4个连续的AA残基组成 第一个残基C=O 形成氢键 第四个残基NH
O ……（ 氢 键 ）……… H —C—（NH—CH—CO）2—N— R
比较稳定的环状结构
主要存在于球状蛋白分子中 多数处在蛋白质分子的表面
2、 β凸起（ β bugle）
核 糖 核 酸 酶 S
N
Lys41 His119
His1 2
C
（2）三维结构具有明显的折叠层次
（3）分子是“紧密”的球状/椭球状实 体 ——活性部位密度较低，有空间可塑性
（4）疏水核和亲水膜 （5）表面空穴
——营造疏水环境、活性功能部位
七、蛋白质折叠和结构预测
(一)蛋白质的变性(denaturation)
编码一个将装配成同多聚蛋白质的单 体所需的DNA比编码一条相对分子质量相 同的大的多肽链要少
3. 使催化基团汇集在一起
寡聚体的形成可使来自不同亚基的催 化基团汇集在一起形成完整的催化部位
4. 具有协同性和别构效应
别构效应：多亚基蛋白质一般具有多个结合部位， 结合在蛋白质分子的特定部位上的配体对该分子 的其他部位所产生的影响（如改变亲和力或催化 能力）称为别构效应 别构蛋白：具有别构效应的蛋白质
某些理化因素破坏Pr结构状态，引 起Pr理化性质改变、生理活性丧失的现 象
1、变性的实质
次级键被破坏
天然构象解体
一级结构没有变化，不涉及共价键
的破裂
2、变性因素
物理：热、紫外线照射、高压和表面张力
化学：有机溶剂、脲、胍、 酸、碱、 重金属阳离子、生物碱等
3、变性蛋白质特点
A.生物活性丧失
外力（外因）
与溶剂及其他溶质作用力
2、蛋白质分子内部的作用力
肽键、二硫键——一级结构 氢键、疏水作用、范德华力、离子键、 二硫键——三维结构
（１）氢键(
Hydrogen bond )
两负电性原子对氢原子的静电引力所形成 X—H…Y 质子给予体X-H和质子接受体Y间相互作用 氢键具有： 方向性-（键角）指X—H与H…Y间的夹角 饱和性- X—H只与一个Y结合
+
共振形式
肽键中C-N键具有部分双键性质 ——组成酰胺的原子处于同一平面
多肽链：通过可旋转的Cα连接的酰胺平面链 这种旋转是受到限制的
四、二级结构（Secondary
Structure）
蛋白质主链的折叠产生由氢键维系的有规则 的构象——二级结构 二级结构单元主要有-螺旋、 -折叠、转角、无规卷曲等
•反平行β折叠片中的一种不规则排列 •实质上是多出来的一个AA残基
（四）无规卷曲（random coil）
——泛指不能归入明确的二级结构 如折叠片和螺旋的多肽片断
酶的功能部位常常处于这种构象区域
无规则卷曲常出现在a-螺旋与a-螺旋、 a-螺旋与β-折叠、 β-折叠与β-折叠之间
。它是形成蛋白质三级结构所必需的
异促效应：发生作用的部位不同，即活性 部位的结合行为将受到别构部位与效应物 结合的影响 正效应物或激活剂：效应物是降低为使活 性部位达到饱和所需的配体（底物）的浓 度的
负效应物或抑制剂：效应物是升高为使活 性部位达到饱和所需的配体（底物）的浓 度的
含两/多种不同单拷贝亚基的杂多聚体没有对称性

只有含相同亚基的同多聚体有可能有对称性
（五）四级缔合在结构和功能上的优越性
1. 增强结构的稳定性
亚基缔合可降低表面积与体积的比值，即使 蛋白质内部的疏水相互作用增多，表面的与溶剂 水的相互作用减少，最终总体上来讲增强蛋白质 结构的稳定性
2. 提高遗传经济性和效率
参与蛋白质高级结构的形成与维持