蛋白质和蛋白质药物.ppt

1、基因信息传递，第3章，杨涛，欢颖，山西医科大学生物化学与分子生物学系，(2)蛋白质构象，又称空间结构、三维结构、高级结构或三维构象。它包括二级结构、三级结构和四级结构。蛋白质分子构象是指蛋白质分子中的原子和基团在三维空间中的排列和分布以及肽键的走向。维持蛋白质构象的化学键，蛋白质一级结构的主要化学键是肽键和少量二硫键。然而，维持蛋白质空间结构的化学键主要是亚分子键。亚极性键由于键能小、稳定性差，在维持蛋白质分子的空间构象中起着重要作用。主要亚极性键有氢键、疏水键、盐键、配位键和二硫键。氢键是由连接在一个电负性大的原子上的氢和另一个电负性大的原子相互作用形成的。氢键是最重要的亚极性键，也是维持蛋

2、白质二级结构的主要亚极性键。2.疏水键由两个非极性基团组成，它们聚集在一起是因为它们避开了水相，水相是维持蛋白质三级和四级结构的主要二级键。盐键它是蛋白质分子中带正电荷的基团和带负电荷的基团之间通过静电吸引形成的化学键。4.配位键当蛋白质与金属离子结合时，它们通常含有配位键。例如，细胞色素和血红蛋白都含有由铁和蛋白质形成的配位键。5.二硫键是两个硫原子之间形成的化学键(强化学键)。蛋白质三级结构的稳定性主要取决于二级键，包括氢键、盐键、疏水键和范德华力。二硫键、氢键、盐键、酯键、疏水键、* *蛋白质的二级结构是指多肽链中主链原子的局部空间排列，不涉及侧链部分的构象。蛋白质的二级结构，主要化学键

3、：氢键，二级结构的主链结构单元肽单元，多肽链的主链结构，* *肽单元，参与肽键的六个原子C1，C，H，O，N和C2在同一平面，称为肽单元，C1和C2为反式构型。C3，C2，C1，C，N，N，H，O，O，R，肽平面1，肽平面2，肽平面及其旋转，肽单元上连接到C的两个单键的自由旋转角决定了两个相连肽单元的相对空间位置。由于旋转角度不同，形成了几个二级结构：螺旋的主要结构特征，俯视图，二级结构(-螺旋，分子内氢键)，多肽链折叠构象，*-螺旋：以-碳原子为转折点，肽键平面为单位，盘绕成右旋螺旋结构。一个螺旋中有3.6个氨基酸残基，螺距为0.54纳米的氨基酸侧链延伸到螺旋的外侧。螺旋稳定性取决于氢键。氢

4、键方向平行于长轴。结构特征、-螺旋，(1)螺旋趋势，通过氢键稳定连接，且氢键平行于轴。(2)侧基延伸到螺旋的外侧。(3)杆状结构，高度压缩，排列紧密。(4)规则排列(5)右手螺旋被完全延伸的肽链的肽键平面折叠。(6)它每3.6个氨基酸残基螺旋一次，螺距为0.54纳米。(7)一个线圈中有13个原子。四种不同的螺旋模型，三螺旋，也称为胶原螺旋和超螺旋，胶原纤维中原胶原分子的排列，胶原的三螺旋，2，b-折叠(b-片)，b-折叠(b-片)，-折叠片，1)多肽链完全延伸，每个肽单元以C为旋转点折叠2)两个或多个肽链或一个肽链中的几个肽段平行排列，具有相同或不同的方向。3)喜形片的稳定性取决于氢键。当两条

5、或多条肽链并置时，-肽链的主链呈之字形碳原子总是在折叠角上，氨基酸的R基团在折叠角上并垂直于折叠角，两个氨基酸之间的轴向距离为0.35纳米有两种折叠类型。一个是平行的，也就是说，所有肽链的N端都在同一侧。另一种是反平行的，即两个相邻肽链的方向相反。折叠结构、折叠片示意图、螺旋与折叠结构的比较、区别点-螺旋-折叠、螺旋之字形、氢键链、平行于长轴、垂直于长轴的链、R基团越来越大越来越小、延伸性越来越大越来越小、残基上升高度1AA为0.15 nm和0.36 nm，例如毛发角蛋白丝蛋白转角、转角、转角结构、转角、转角结构、转角和随机卷曲、氢键、随机卷曲：用于解释肽链，-在-角，它由四个氨基酸残基组成；

6、第一个氨基酸残基的-碳=氧和第四个氨基酸残基的氮-氢在弯曲处形成氢键，形成不稳定的环状结构。随机卷曲，随机卷曲，多肽链主链不规则随机缠绕形成的构象。随机卷曲与生物活动有关，对外部边界的物理和化学因素极其敏感。3.“基序”-超二级结构蛋白质分子中可以有两个或三个具有二级结构的肽段，它们在空间位置上彼此靠近，形成特殊的空间结构。超二级结构，指示：删除示例文档图标并用工作文档图标替换，如下所示：在Word中创建文档。回到幻灯片，选择“对象.在“插入”菜单中，单击“从文件创建”，在“文件”框中找到文件名，并确认选择了“显示为图标”。单击“确定”选择图标，从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置”，单击“对

7、象动作”，选择“编辑”，然后单击“确定”。超二级结构是指基本结构单元(螺旋、褶皱等)。)的二级结构聚集在一起形成二级结构的规则集合体。三级结构的组成部分(1)、(2)、(3)迂回，(4)折叠桶，(5)、超二级结构可以直接用作三级机制的“基序”或结构单元，这是二级结构和结构域之间的结构层次，主要是氨基酸侧链基团、超二级结构和几个相邻的二级结构单元相互结合和相互作用的结果，形成规则的(空间上可识别的)二级结构组合。常用类型：(1)、螺旋缠绕(2)、指示：删除样本文档图标并用工作文档图标替换，如下所示：在Word中创建文档。回到幻灯片并选择“对象.在“插入”菜单中，单击“从文件创建”以在“文件”框中

8、找到文件名，并确认选择了“显示为”单击“确定”以选择图标，从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置”，单击“对象动作”，并选择“编辑”，单击“确定”，单位的手性，(3)循环，指示：删除示例文档图标并将其替换为工作文档图标，如下所示：在Word中创建文档。回到幻灯片，在“插入”菜单中选择它。点击“确定”选择图标，从“幻灯片放映”菜单中选择“动作设置”，点击“对象动作”，选择“编辑”，点击“确定”，a .绕过b .希腊键c .双希腊键，(4)折叠桶，反平行折叠桶，各种形式的折叠桶，(5)组合，超二级结构类型多肽链中相邻二级结构单元连接形成的局部区域是多肽链的独立折叠单元。结构域的大小变化很大，通常的范

9、围是100-200个残基。结构域是蛋白质三维折叠中的一层，主要由相邻的二级结构片段组装在一起形成超二级结构。在此基础上，它被进一步折叠成一个近似球形且相对独立的三维实体。可以看出，该结构域：1)基于超二级结构，2)相当独立，3)属于三级结构。超二级结构的概念有：-螺旋，-折叠，-转角等。蛋白质分子聚集在一起，相互作用，形成规则的空间可识别的二级结构组合，这就是所谓的超二级结构，有三种类型。结构域、免疫球蛋白、最突出的例子、结构域、木瓜蛋白酶中的两个结构域彼此非常不同，结构域和弹性蛋白酶中的两个结构域彼此非常相似，细胞色素B乳酸脱氢酶免疫球蛋白，V .蛋白质的三级结构，蛋白质的三级结构是指多肽链

10、中所有氨基酸残基的空间关系，它具有二级结构、超二级结构或结构域，蛋白质的三级结构，而* *蛋白质的三级结构是指在各种二级结构的基础上进一步缠绕或折叠。即整个肽链的所有原子在三维空间中的排列位置。肌红蛋白(Mb)具有多肽链/血红素辅基/153个氨基酸/8段螺旋结构(A、B、C、D、E、F、G和H)。功能：存储O2。肯德瑞和佩鲁兹用x光衍射法测定血红蛋白血红素的结构式，肌红蛋白结合氧示意图，吡咯环/炔桥/配位键，蛋白质三级结构概述。蛋白质的三级结构是指肽链不同片段的侧链基团在二级结构的基础上相互作用形成的包括主链和侧链构象的特征性三维结构。维持这种特殊结构的主要力是氢键、疏水键、离子键和范德华力。

11、尤其是疏水键，在蛋白质的三级结构中起着重要的作用。蛋白质的四级结构，即由两条或多条具有独立三级结构的多肽链通过二级键形成的空间结构。其中，每个具有独立三级结构的多肽链称为一个亚单位。血红蛋白结构示意图，主要稳定因子：氢键、离子键、蛋白质分子中各亚基的空间排列、亚基接触点的布局和相互作用，称为蛋白质四级结构。蛋白质的四级结构，亚单位的概念(1)亚单位也叫亚单位，有人称之为原聚体或单体。它们大部分是通过折叠多肽链形成的，并且具有一个或两个层次的结构。通常，亚单位没有活性，当它们构成具有完整结构的蛋白质时，它们表现出生物活性。(2)蛋白质的四级结构是由两个或两个以上亚基之间的相互作用及其非共价连接形

12、成的更复杂的构象。四元结构实际上是亚单元的三维排列、相互作用和接触部分的布局。维持蛋白质四级结构的主要化学键是疏水键，它是由亚基间氨基酸残基的疏水基团相互作用形成的。亚基之间没有共价键，亚基之间的二级键的结合比二级和三级结构的结合更松散。因此，在一定条件下，具有四级结构的蛋白质可以被分成其组成亚单位，而亚单位的构象保持不变。在蛋白质中，亚单位结构可以相同也可以不同。同一个亚基被称为同型，而不同的亚基被称为异型。例如，烟草条纹病毒的外壳蛋白是由2200个相同的亚单位形成的聚合物；正常人血红蛋白A是由两个亚基和两个亚基组成的四聚体。天冬氨酸氨基甲酰转移酶由6个调节亚单位和6个催化亚单位组成。由21

13、0个亚基组成的四元结构的蛋白质被称为寡聚体，亚基较多的蛋白质被称为多聚体。没有四级结构的蛋白质：1。只有一条多肽链的蛋白质。2.虽然有许多多肽链，但它们是通过共价键连接的(如胰岛素和IgG)。3.聚合物和多酶复合物不属于四级结构的范畴。胰岛素的二聚体和蛋白质的四元结构的概述。蛋白质的四级结构是指具有一级、二级和三级结构的多条肽链通过非共价键连接的结构形式。这些蛋白质中每个亚单位的空间排列和亚单位之间的相互作用。这种蛋白质分子的最小单位通常称为亚单位或亚单位，通常由肽链组成，没有生理活性；维持亚基之间的化学键主要是疏水力。由多个亚单位聚集形成的蛋白质通常被称为寡聚蛋白质。四级结构、蛋白质结构、小

14、结、-螺旋、-折叠片、-转弯、无规卷曲、氢键、范德华力、疏水相互作用力和盐键都是。然而，大量的疏水相互作用对于保持三级结构特别重要。少量二硫键对稳定蛋白质构象非常重要。二硫键越多，蛋白质分子构象越稳定。离子键、氢键、范德华力、疏水相互作用、蛋白质和多肽合成的七个基本原理、化学合成(自学)蛋白质生物合成在生物技术飞速发展的今天，医学生物技术在这一领域首先取得了突破性进展，在研究、开发、生产和改造传统药物方面。其中，蛋白质多肽药物和单克隆抗体的研发在现代生物技术中处于领先地位，简述如下：生物工程包括基因工程、酶工程、细胞工程和发酵工程。基因工程，也称为DNA重组，是现代生物技术的核心(其原理详述于核酸和蛋白质生物合成)。目前，利用基因重组技术合成的蛋白质药物约有50种，如人胰岛素、促红细胞生成素、白细胞介素等。转基因动物：外源基因(目标基因)被导入动物的受精卵或单合子胚胎细胞