蛋白质的结构和功能

蛋白质的结构和功能1第一页，共三十八页，编辑于2023年，星期二一Molecularbiophysics1.1

StructureandFunctionofprotein1.2Nucleicacid1.3InteractionofBiomacromolecule1.4TransitionofStatesandEnergyinBiomacromolecule2第二页，共三十八页，编辑于2023年，星期二1.1

StructureandFunctionofprotein1.1.1

Chemicalcomposition1.1.2

AminoAcid1.1.3

PropertiesofProtein1.1.4

Spaceconfiguration1.1.5

Relationshipbetweenstructureandfunction3第三页，共三十八页，编辑于2023年，星期二碳C，氢H，氧O，氮N，硫S微量元素：磷P，铁Fe，铜Cu，碘I，等1.1.1Chemicalcomposition4第四页，共三十八页，编辑于2023年，星期二1.1.2AminoAcid5第五页，共三十八页，编辑于2023年，星期二IonizationofAminoAcid

阳离子两性离子阴离子6第六页，共三十八页，编辑于2023年，星期二IsoelectricPoints定义

将氨基酸水溶液的酸碱度加以适当调节，使羧基与氨基的电离程度相等，即氨基酸所带正负电荷数目正好相同，此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点。应用

不同氨基酸侧链不同，等电点不同，可用电泳分离鉴定氨基酸、蛋白质，也可作为医学诊断的手段。7第七页，共三十八页，编辑于2023年，星期二ClassificationofAminoAcid极性氨基酸非极性氨基酸极性不带电荷极性带正电荷极性带负电荷R基团极性脂肪族氨基酸R基团结构芳香族氨基酸杂环族氨基酸杂环亚氨基酸8第八页，共三十八页，编辑于2023年，星期二

1.1.3PropertiesofProtein

9第九页，共三十八页，编辑于2023年，星期二10第十页，共三十八页，编辑于2023年，星期二11第十一页，共三十八页，编辑于2023年，星期二12第十二页，共三十八页，编辑于2023年，星期二按形状分类13第十三页，共三十八页，编辑于2023年，星期二

14第十四页，共三十八页，编辑于2023年，星期二1.1.4SpaceConfiguration15第十五页，共三十八页，编辑于2023年，星期二1.蛋白质的一级结构：由共价键结合在一起的氨基酸残基的排列序列；2.蛋白质的二级结构：主链上原子的局部空间排列，不包括与其它链段之间的相互关系及侧链结构；[α-螺旋结构（α、αⅡ、γ、310）、β-片层结构（β折叠、β卷曲）、无规卷曲结构、其它结构]3.蛋白质的三级结构：α螺旋、β折叠、β卷曲及无规卷曲等二级结构的多肽链在三维空间的排列方式。4.蛋白质的四级结构：具有三级结构的蛋白质亚单位通过非共价键缔合的结果，稳定四级结构的力或键与稳定三级结构的那些键相同。16第十六页，共三十八页，编辑于2023年，星期二PrimaryStructure一级结构---氨基酸残基的排列顺序作用力：肽键（氨基酸的α–羧基和下一个氨基酸的α–氨基的共价结合）是一级结构的主要化学键。多肽是有方向性的，即N-端和C-端。一级结构是蛋白质功能的基础17第十七页，共三十八页，编辑于2023年，星期二18第十八页，共三十八页，编辑于2023年，星期二多肽链肽链主链上的重复结构称为肽单位（peptideunit)19第十九页，共三十八页，编辑于2023年，星期二SecondaryStructure蛋白质的二级结构(Secondarystructure)是指多肽链向单一方向卷曲而形成的有周期性重复的主体结构构象。

作用力：氢键二级结构的主要元件（secondarystructureelement）α螺旋β折叠片无规卷曲回折（β-转角）20第二十页，共三十八页，编辑于2023年，星期二α-helix

α螺旋：肽链骨架形成每周3.6个氨基酸的右手螺旋，每个肽的N-H基团都与相距3个氨基酸残基的C=O基团间形成氢键α螺旋：是角蛋白中最常见、最典型、含量最丰富的二级结构，1950年Pauling首先揭示。有左右手螺旋两种，天然大多数为右手螺旋。21第二十一页，共三十八页，编辑于2023年，星期二β-pleatedsheetβ–折叠：蛋白质二级结构中另一个重要结构类型。氢键主要在链间而不是链内。22第二十二页，共三十八页，编辑于2023年，星期二反平行式平行式23第二十三页，共三十八页，编辑于2023年，星期二RandomCoil无规卷曲（randoncoil）或称卷曲(coil),泛指那些不能归入明确的二级结构如折叠片或螺旋的多肽区段。24第二十四页，共三十八页，编辑于2023年，星期二25第二十五页，共三十八页，编辑于2023年，星期二β-bugle

26第二十六页，共三十八页，编辑于2023年，星期二SupersecondaryStructure

是介于蛋白质二级结构和三级结构之间的空间结构，是指在多肽链内顺序上相互邻近的二级结构常常在空间折叠中靠近，彼此相互作用，形成规则的二级结构聚集体。

Domain

是蛋白质构象中二级结构与三级结构之间的一个层次，在较大的蛋白质分子中，由于多肽链上相邻的超二级结构紧密联系，形成两个或多个在空间上可以明显区别于其他蛋白质亚基结构。27第二十七页，共三十八页，编辑于2023年，星期二Simplesupersecondarystructureααββ28第二十八页，共三十八页，编辑于2023年，星期二Complicatedsupersecondarystructure29第二十九页，共三十八页，编辑于2023年，星期二TertiaryStructure是线状、螺旋片状结构的进一步卷曲和折叠，形成球形或椭圆形的结构，它是蛋白质分子在二级结构的基础上进一步卷曲折叠，构成一个很不规则的具有特定构象的蛋白质分子。三级结构构象的典型

——肌红蛋白

30第三十页，共三十八页，编辑于2023年，星期二β-折叠α-螺旋连接环31第三十一页，共三十八页，编辑于2023年，星期二Sample环氧合酶-2组织蛋白酪氨酸磷酸酶32第三十二页，共三十八页，编辑于2023年，星期二TheForceneededtomaintaintheTertiaryStructure氢键离子键偶极与偶极间的相互作用疏水作用二硫键33第三十三页，共三十八页，编辑于2023年，星期二Quartermarystructure许多蛋白质由两个或多个多肽链构成，这些肽链都成折叠的α-螺旋，每条多肽链称为蛋白质的亚基。稳定三级结构的力同样可以维系亚基在一起，这一水平称为四级结构。各亚基之间呈现特定的三维空间排布，并以非共价键相连接。34第三十四页，共三十八页，编辑于2023年，星期二血红蛋白的四级结构血红蛋白由两条球蛋白链和两条球蛋白链组成球蛋白链就是亚基球蛋白链就是亚基

35第三十五页，共三十八页，编辑于2023年，星期二抗体的四级结构所有的抗体都是由两条重链和两条轻链通过非共价键和共价键(二硫键)聚合而成36第三十六页，共三十八页，编辑于2023年，星期二37第三十七页，共三十八页，编辑于2023年，星期二一级结构与构象、功能的关系

蛋白质特定的构象和功能是由其一级结构所决定的。

主要从两方面影响蛋白质的功