蛋白质的分子结构

第二节蛋白质的分子结构蛋白质的一级结构蛋白质的二级结构蛋白质的三级结构高级结构蛋白质的四级结构一、蛋白质的一级结构

primarystructure概念：蛋白质分子中氨基酸的排列顺序。主键：肽键二硫键一级结构是由遗传信息决定的。一级结构是蛋白质空间结构的基础。胰岛素的一级结构

二、蛋白质的二级结构

secondarystructure

（一）概念：多肽链主链的局部空间结构，不涉及氨基酸残基侧链的构象。

稳定因素：在肽键的羰基氧和亚氨氢之间形成的氢键。（二）肽单元（peptideunit)：参与组成肽键的6个原子（-C

-CO-NH-C-)位于同一平面，又叫酰胺平面或肽键平面。它是蛋白质构象的基本结构单位。

肽单元结构特点：

①肽键的C—N键长介于单键和双键之间，具有部分双键性质，不能自由旋转。②肽键的-C=O和-N-H及两个C

均为反式构型。③与C

相连的单键可自由旋转，C—C旋转角度以（psi)表示，C—N旋转角度以

表示，即两面角。这样，两个相邻肽单元可以围绕一个共用的C

自由旋转，而造成两个肽单元在空间的不同位置。这就是肽链折叠、盘曲的基础。(三)二级结构的主要构象形式

1.

-螺旋2.-折叠3.-转角4.无规卷曲

-螺旋(

-helix)(1)

-螺旋结构要点:①多肽链主链围绕中心轴形成右手螺旋，侧链伸向螺旋外侧。

②每圈螺旋含3.6个氨基酸，螺距为0.54nm。③每个肽键的亚氨氢和第四个肽键的羰基氧形成的氢键保持螺旋稳定。④氢键与螺旋长轴基本平行。(2)影响

-螺旋形成的因素

①氨基酸侧链所带电荷(如：酸性或碱性氨基酸）AspGlu,

ArgLys

②氨基酸侧链的大小（如：Phe,

Trp,Ile,Gly)③氨基酸侧链的形状(如：Pro)2.

-折叠结构（

－pleatedsheet）①多肽链充分伸展，相邻肽单元之间折叠成锯齿状结构，侧链位于锯齿结构的上下方。②两段以上的

-折叠结构平行排列，两链间可顺向平行，也可反向平行。③两链间的肽键之间形成氢键，以稳固

-折叠结构。氢键与螺旋长轴垂直。

-折叠形成条件：要求氨基酸侧链较小。反向平行顺向平行

3.-转角(

-turn)①肽链内形成180º回折。②含4个氨基酸残基，第一个氨基酸残基C=O与第四个氨基酸残基N－H形成键。③第二个氨基酸残基常Pro。4.无规卷曲(randomcoil)没有确定规律性的肽链结构。（四）模序（motif）概念：蛋白质分子中，两个或三个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个具有特殊功能的空间结构。形式：βββ

βαβ

螺旋-环-螺旋 螺旋-转角-螺旋锌指 亮氨酸拉链βββ

βαβ

β-转角（五）分子伴侣（chaperon）概念：帮助新生多肽链正确折叠的一类蛋白质。作用：1.可逆地与未折叠肽段的疏水部分结合，防止错误折叠。2.与错误折叠的肽段结合，诱导其正确折叠。3.对蛋白质分子中二硫键的正确形成起重要作用。三、蛋白质的三级结构

(tertiarystructure)概念：指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，也就是整条肽链所有原子在三维空间的排布位置。稳定因素：非共价键：疏水键 氢键 盐键 Vander

Waals力共价键：二硫键氢键：连在电负性强的半径小的原子上的H与另一个电负性强的原子之间的相互作用。－C=O﹉

H-O-H－C=O﹉

H-N－盐键：正负离子间的静电引力。带正电的基团：

－NH3＋

Lys的ε－NH3+

＋His的咪唑基Arg

的胍基带负电的基团：

－COO-

ASP的β－COO-

Glu的γ－COO-

－NH3＋﹉

－OOC－疏水键：疏水基团在水中避开水而聚集在一起的作用力。Ala,Leu,Ileu,Val,Trp,Pro范德华力：分子间的静电引力。0.3-0.5nm结构域（domain）

分子量大的蛋白质三级结构分割成1至数个球状或纤维状的区域，折叠得较为紧密，各行其功能，称为结构域。属超二级结构。四、蛋白质的四级结构

quaternarystructure亚基（subunit）：蛋白质分子中每一个具有独立三级结构的多肽链称为亚基（或亚单位）。亚基之间呈特定的三维空间排布，并以非共价键相连。这种蛋白质分子内各个亚基的空间排布及相互作用关系称为蛋白质的四级结构。

维系四级结构的化学键：疏水作用、氢键、盐键。Hb亚基间的盐键

1.一级结构与功能一级结构是空间结构和功能的基础。

Hb:2α2β

βchainHbA