第五章蛋白质的三维结构(二)

1、第五章第五章 蛋白质的三维结构蛋白质的三维结构( (二二) ) A A；B. B. ； C. C. X X ； D. D. - -曲折；曲折； E. E. 回形拓扑结构回形拓扑结构 （1 1）：左手：左手卷曲螺旋（超螺卷曲螺旋（超螺旋）。旋）。有二股、三股和有二股、三股和四股螺旋，四股螺旋，是纤维状蛋白的是纤维状蛋白的主要结构元件。主要结构元件。序列上存在七残序列上存在七残基重复序列。基重复序列。（2）：最常见的是：最常见的是Rossman折叠。折叠。Zinc-finger motif Three secondary structures (an -helix and 2 -strands w

2、ith an anti-parallel arrangement) form a finger-like bundle held together by a zinc ion. Often found in DNA- and RNA-binding proteins.二二. . 结构域结构域1概念： 1 1概念：概念：2 2结构域类型：结构域类型：( (根根据二级结构种类和组合据二级结构种类和组合方式方式) )（1 1）反平行）反平行螺旋：螺旋：（全（全结构）结构）（2 2）平行或混合型）平行或混合型折叠片：（折叠片：（，结结构）构）（3 3）反平行）反平行折叠片折叠片结构域：（全结构域：（全

3、结构结构）（4 4）富含金属或二硫）富含金属或二硫键结构域：键结构域： 蛋白质的结构二级结构Typical domain structures of globular proteins第七节第七节 球状蛋白质与三级结构球状蛋白质与三级结构一一. . 球状蛋白质的分类：（根据结构域）球状蛋白质的分类：（根据结构域）1 1全全结构（反平行结构（反平行螺旋）蛋白质：螺旋）蛋白质：（1 1）反平行螺旋束：最常见的是四螺旋束，活性部）反平行螺旋束：最常见的是四螺旋束，活性部位位螺旋束的一端，由不同螺旋上的残基构成。螺旋束的一端，由不同螺旋上的残基构成。（2 2）珠蛋白型）珠蛋白型螺旋蛋白：（珠蛋白包括去

4、血红螺旋蛋白：（珠蛋白包括去血红素的肌红蛋白和血红蛋白）素的肌红蛋白和血红蛋白） 一级结构上相邻的两个螺旋采取接近相互垂直一级结构上相邻的两个螺旋采取接近相互垂直的取向。整条多肽链折叠成两层的取向。整条多肽链折叠成两层螺旋，两层螺螺旋，两层螺旋交叉堆叠。旋交叉堆叠。反平行螺旋束反平行螺旋束珠蛋白型珠蛋白型螺旋蛋白螺旋蛋白2 2，结构（平行或混合型结构（平行或混合型折叠片）蛋折叠片）蛋白质：白质：（1 1）单绕平行）单绕平行桶：内桶桶：内桶由由8 8个平行个平行折叠折叠股环形排列，具高度对称性，由肽链按股环形排列，具高度对称性，由肽链按RossmanRossman折叠方式（折叠方式（）单向卷绕而

5、成。）单向卷绕而成。（2 2）双绕平行）双绕平行片：片：、结构的中间是由结构的中间是由4 49 9个平行的个平行的折叠股或混合型的折叠股或混合型的折叠股构折叠股构成的开放成的开放片（马鞍形扭曲片）。片（马鞍形扭曲片）。折叠片的折叠片的两侧是两侧是螺旋和环状区段。也是由螺旋和环状区段。也是由单元单元装配成，但连接方式与平行装配成，但连接方式与平行桶不同。核苷酸桶不同。核苷酸结合部位位于结合部位位于折叠片中肽链改变方向处的一折叠片中肽链改变方向处的一个裂隙内。个裂隙内。单绕平行单绕平行桶桶双绕平行双绕平行片片（马鞍形扭曲片）（马鞍形扭曲片）3 3全全结构（反平行结构（反平行折叠片）蛋白质：折叠片）

6、蛋白质： 由由4 41010个个折叠股构成。折叠股构成。 类型：类型：反平行反平行桶桶反平行反平行片（露面夹心）：含片（露面夹心）：含3 31515个个折叠股的单折叠股的单层反平行层反平行折叠片，但不闭合成桶。折叠片，但不闭合成桶。希腊钥匙希腊钥匙桶：由希腊钥匙维成桶：由希腊钥匙维成果冻卷果冻卷桶：类似希腊钥匙，更复杂。桶：类似希腊钥匙，更复杂。上下型上下型桶：桶：曲折闭合而成，配曲折闭合而成，配 体结合部位位于桶的疏水内部。体结合部位位于桶的疏水内部。上下型上下型桶桶4 4富含金属或二硫键（小的不规则）蛋白质：富含金属或二硫键（小的不规则）蛋白质： 许多小于许多小于100AA100AA的小蛋

7、白质或结构域往往的小蛋白质或结构域往往不规则，只有很少量的二级结构，但富含金属不规则，只有很少量的二级结构，但富含金属或二硫键。它们对蛋白质构象起稳定作用。或二硫键。它们对蛋白质构象起稳定作用。 二球状蛋白质三维结构的特征：二球状蛋白质三维结构的特征：1 1球状蛋白质分子含多种二级结构元件：球状蛋白质分子含多种二级结构元件：2 2球状蛋白质三维结构具有明显的折叠层次：球状蛋白质三维结构具有明显的折叠层次： 装配成结构域或三级结构：装配成结构域或三级结构： （对于单结构域蛋白或亚基）（对于单结构域蛋白或亚基）二级结构二级结构 超二级结构超二级结构 两个或多个结构域装配成三级结构：两个或多个结构域

8、装配成三级结构： （对于多结构域蛋白或亚基）（对于多结构域蛋白或亚基）3 3球状蛋白质分子是紧密的球状或椭球状实体：球状蛋白质分子是紧密的球状或椭球状实体： 什么是装配密度？什么是装配密度？ 活性部位装配密度低活性部位装配密度低是酶与底物、别构酶与调节物是酶与底物、别构酶与调节物 、 蛋白与效应物相互作用的结构基础。蛋白与效应物相互作用的结构基础。4 4球状蛋白质疏水侧链埋藏在分子内部，亲水侧球状蛋白质疏水侧链埋藏在分子内部，亲水侧链暴露在分子表面：链暴露在分子表面： 疏水核心几乎全部由疏水核心几乎全部由折叠片和折叠片和螺旋组成。螺旋组成。多数多数螺旋是两亲性螺旋。螺旋是两亲性螺旋。5 5球状

9、蛋白质分子的表面有一个空穴（裂光、凹球状蛋白质分子的表面有一个空穴（裂光、凹槽、口袋）：槽、口袋）： 它常是结合底物、效应物等配体并行使生物功它常是结合底物、效应物等配体并行使生物功能的活性部位。空穴周围分布着许多疏水侧链。能的活性部位。空穴周围分布着许多疏水侧链。 第八节第八节 膜蛋白的结构膜蛋白的结构 膜周边蛋白质：膜周边蛋白质：包括：包括： 膜内在蛋白质：膜内在蛋白质： 脂锚定蛋白质：脂锚定蛋白质：1. 1. 膜内在蛋白质：膜内在蛋白质： 第一种类型：血型糖蛋白第一种类型：血型糖蛋白 第二种类型：第二种类型： 7 7个跨膜肽段的膜蛋白个跨膜肽段的膜蛋白 （细菌紫膜红质）（细菌紫膜红质）

10、桶型膜蛋白桶型膜蛋白膜孔蛋白膜孔蛋白第一种类型第一种类型第二种类型第二种类型-7-7个跨膜肽段的膜蛋白个跨膜肽段的膜蛋白第二种类型第二种类型-桶型膜蛋白桶型膜蛋白2. 2. 脂锚定蛋白质：脂锚定蛋白质： A A 酰胺酰胺连接豆蔻酰锚钩连接豆蔻酰锚钩 B B 硫酯硫酯连接脂肪酰锚钩连接脂肪酰锚钩 C C 硫醚硫醚连接异戊烯基锚钩连接异戊烯基锚钩 D D 酰胺酰胺连接糖基磷脂酰肌醇锚钩。连接糖基磷脂酰肌醇锚钩。一一. . 蛋白质的变性：蛋白质的变性： 定义：定义： 变性的本质：变性的本质： 变性产生的后果变性产生的后果 变性剂变性剂 去污剂去污剂 复性复性 第九节第九节 蛋白质折叠蛋白质折叠二氨基

11、酸序列决定蛋白质的三维结构二氨基酸序列决定蛋白质的三维结构 1 1核糖核酸酶的变性与复性实验：核糖核酸酶的变性与复性实验： 2 2二硫桥在稳定蛋白质构象中的作用二硫桥在稳定蛋白质构象中的作用 一级结构是空间构象的基础一级结构是空间构象的基础 （一）蛋白质一级结构与功能的关系（一）蛋白质一级结构与功能的关系第十节第十节 亚基缔合和四级结构亚基缔合和四级结构一概念：一概念： 二四级缔合的驱动力二四级缔合的驱动力 同种缔合：相互作用的表面是同种缔合：相互作用的表面是 相同的，形成相同的，形成 封闭的二聚封闭的二聚 相同亚基之间相同亚基之间 体，具有一个体，具有一个2 2重对称轴。重对称轴。 亚基缔合亚基缔合 异种缔合：相互作用的表面是异种缔合：相互作用的表面是 不同的，开放末端的缔合。不同的，开放末端的缔合。 不同亚基之间不同亚基之间三亚基相互作用的方式三亚基相互作用的方式四四级结构的对称性四四级结构的对称性Dihedral(Dihedral(两面角两面角) )Viral CapsidsViral Capsids. (a) Poliovirus(. (a) Poliovirus(脊髓灰质炎病毒脊髓灰质炎病毒) )Viral CapsidsViral Capsids（衣壳）（衣壳）.(.(b) Tobacco mosa