蛋白质分子中的超二级结构.ppt

蛋白质分子的高级结构 二级结构概念 蛋白质的二级结构是指它的多肽链中有规则重复的构象 氢键是稳定二级结构的主要作用力 一些特定的二级结构的组合体就被称为超二级结构 蛋白质的空间构象和维持构象的作用力 1 蛋白质的构象 conformation 2 多肽链折叠的空间限制因素肽平面和二面角 基团间的相互作用水分子的作用 3 稳定蛋白质构象的作用力 二面角 二面角两相邻酰胺平面之间 能以共同的C 为定点而旋转 绕C N键旋转的角度称 角 绕C C 键旋转的角度称 角 和 称作二面角 亦称构象角 完全伸展的多肽主链构象 碳原子 酰胺平面 1800 1800 00 00的多肽主链构象 酰胺平面 00 00 侧链 非键合原子接触半径 特征 1 每隔3 6个AA残基螺旋上升一圈 螺距0 54nm 2 螺旋体中所有氨基酸残基侧链都伸向外侧 链中的全部 C 0和 N H几乎都平行于螺旋轴 3 每个氨基酸残基的 N H与前面第四个氨基酸残基的 C 0形成氢键 肽链上所有的肽键都参与氢键的形成 形成因素 与 组成和排列顺序直接相关 多态性 多数为右手 较稳定 亦有少数左手螺旋存在 不稳定 螺旋 helix 折叠 pleatedsheet 特征 两条或多条伸展的多肽链 或一条多肽链的若干肽段 侧向集聚 通过相邻肽链主链上的N H与C O之间有规则的氢键 形成锯齿状片层结构 即 折叠片 类别 平行反平行 转角 turn 特征 多肽链中氨基酸残基n的羰基上的氧与残基 n 3 的氮原上的氢之间形成氢键 肽键回折1800 无规则卷曲示意图 无规则卷曲 细胞色素C的三级结构 二级结构的基本类型 Helixparallel pleatedsheetantiparallel pleatedsheet 转角及无规则卷曲 蛋白质超二级结构 GreekKeytopology DOMAIN SuperoxideDismulase Thedoublywoundtopology PDBcode9LDB DOMAIN 1 三种基本组合形式 Up downBundle 1AEP 1HCITriple helixcoiledcoilalpha actinin 1JR8 DOMAIN 2 Architecture Horseshoe 1IB2RNABINDINGPROTEIN DOMAIN 3 AlphasolenoidOrthogonalBundleAlpha alphabarrel1PPR1R3J1KWFHydrolase DOMAIN 4 MainlyBeta Roll 1C0M1NH2RNApolymerase1EX4 DOMAIN 5 ClamBarrelSolenoid4BCL1PQ71K5CEndopolygalacturonase AllBetaTopology Betasandwiches FattyacidbindingproteinPDBcode 1IFB ClosedBetaBarrel PDBfile 2POR DOMAIN 6 OrthogonalPrismTrefoilSandwich1B2P Sugarbindingprotein 1RG81JK4 DOMAIN 7 AlignedandOrthogonalBetaSandwiches DOMAIN 8 GreekKeytopology 铜蛋白 DOMAIN 9 Gamma crystallin 晶体球蛋白1A5D DOMAIN 10 TheJellyrollTopology 蛋卷三明冶C8N DOMAIN 11 BetaPropellors 神经氨酸酶1B9T DOMAIN 12 Alphaandbetaproteins a b 1AY74FXN1OBO DOMAIN 13 Alphaandbetaproteins a b 1MB11H6M Proteinstructures differentclassesofproteinstructures All alphaprotein Coiled coilprotein All betaprotein Alpha betaprotein membraneprotein ProteinTertiaryStructure 多肽键在二级结构的基础上 通过侧链基团的相互作用进一步卷曲折叠 借助次级键维系使 螺旋 折叠片 转角等二级结构相互配置而形成特定的构象 三级结构的形成使肽链中所有的原子都达到空间上的重新排布 实例 肌红蛋白核糖核酸酶 多肽链 维持蛋白质分子构象的作用力a 盐键b 氢键c 疏水键d 范得华力e 二硫键 肌红蛋白三级结构 YeastCu ZnSuperoxideDismutase 1B4L CatalaseAFromBeef bostaurus liver Ec 1 11 1 6 Proteinquaternarystructure 四级结构是指由相同或不同的称作亚基 subunit 的亚单位按照一定排布方式聚合而成的蛋白质结构 维持四级结构稳定的作用力主要是疏水键 离子键 氢键 范得华力等次级键 亚基本身都具有球状三级结构 一般只包含一条多肽链 也有的由二条或二条以上由二硫键连接的肽链组成 实例 血红蛋白烟草花叶病毒的外壳蛋白四级结构 血红蛋白四级结构 FromPropionibacteriumfreudenreichiisubsp shermaniiActiveWithMn 1AR4 Fe SodFromAquifexPyrophilus AHyperthermophilicBacterium 1COJ HumanErythrocyteCatalase 1DGB Glutathioneperoxidase EC1 11 1 9PDB 1GP1 1PRX 三 蛋白质构象改变与疾病 蛋白质构象疾病 若蛋白质的折叠发生错误 尽管其一级结构不变 但蛋白质的构象发生改变 仍可影响其功能 严重时可导致疾病发生 蛋白质构象改变导致疾病的机理 有些蛋白质错误折叠后相互聚集 常形成抗蛋白水解酶的淀粉样纤维沉淀 产生毒性而致病 表现为蛋白质淀粉样纤维沉淀的病理改变 这类疾病包括 人纹状体脊髓变性病 老年痴