蛋白质分子中的超二级结构.ppt

1、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

2、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（-pleated sheet,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

3、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,Helix parallel pleated sheet antiparallel pleated sheet,转角及无规则卷曲,蛋白质超二级结构,Greek Key topology,DOMAIN,Superoxide Dismulase,The doubly wound topology,PDB code 9LDB,DOMAIN（1,三种基本组合形式,Up-down Bund

4、le,1AEP,1HCI Triple-helix coiled coil alpha-actinin,1JR8,DOMAIN （2,Architecture（Horseshoe,1IB2 RNA BINDING PROTEIN,DOMAIN （3,Alpha solenoid Orthogonal Bundle Alpha/alpha barrel 1PPR 1R3J 1KWF Hydrolase,DOMAIN （4,Mainly Beta （Roll ） 1C0M 1NH2 RNA polymerase 1EX4,DOMAIN （5,Clam Barrel Solenoid 4BCL 1P

5、Q7 1K5C Endopolygalacturonase,All Beta Topology,Beta sandwiches,Fatty acid binding protein PDB code: 1IFB,Closed Beta Barrel,PDB file: 2POR,DOMAIN （6,Orthogonal Prism Trefoil Sandwich 1B2P（Sugar binding protein）1RG8 1JK4,DOMAIN （7,Aligned and Orthogonal Beta Sandwiches,DOMAIN （8,Greek Key topology（铜

6、蛋白,DOMAIN （9,Gamma-crystallin （晶体球蛋白1A5D,DOMAIN （10,The Jellyroll Topology （蛋卷三明冶C8N,DOMAIN （11,Beta Propellors （神经氨酸酶1B9T,DOMAIN （12,Alpha and beta proteins (a/b) 1AY7 4FXN 1OBO,DOMAIN （13,Alpha and beta proteins (a+b) 1MB1 1H6M,Protein structures different classes of protein structures,All-alpha p

7、rotein,Coiled-coil protein,All-beta protein,Alpha-beta protein,membrane protein,Protein Tertiary Structure,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,Yeast Cu/Zn Superoxide Dismu

8、tase （1B4L,Catalase A From Beef (bos taurus) liver （Ec: 1.11.1.6,Protein quaternary structure,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,From Propionibacterium freudenreichii su

9、bsp. shermanii Active With Mn （1AR4,Fe-Sod From Aquifex Pyrophilus, A Hyperthermophilic Bacterium （1COJ,Human Erythrocyte Catalase(1DGB,Glutathione peroxidase (EC 1.11.1.9 PDB: 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