第五章 蛋白质的三维结构(一).

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1、第五章第五章 蛋白质的三维结构蛋白质的三维结构（一）（一） 第一节第一节 研究蛋白质构象的方法研究蛋白质构象的方法 第二节第二节 稳定蛋白质三维结构的作用力稳定蛋白质三维结构的作用力第三节第三节 多肽主链折叠的空间限制多肽主链折叠的空间限制 第四节第四节 二级结构的基本类型二级结构的基本类型 第五节第五节 纤维状蛋白质纤维状蛋白质 第六节第六节 超二级结构和结构域超二级结构和结构域 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 第八节第八节 膜蛋白的结构膜蛋白的结构 第九节第九节 蛋白质折叠蛋白质折叠 第十节第十节 亚基缔合和四级结构亚基缔合和四级结构 第一节第一节 研究蛋白质构象的

2、方法研究蛋白质构象的方法 一一. X. X射线衍射法射线衍射法二研究溶液中蛋白质构象的光谱学方法二研究溶液中蛋白质构象的光谱学方法1 1紫外差光谱：紫外差光谱：2. 2. 荧光和荧光偏振：荧光和荧光偏振：3. 3. 圆二色性：圆二色性：4. 4. 核磁共振（核磁共振（NMRNMR）：）：X-Ray DiffractionTwo-dimensional NMR共价键次级键化学键 肽键一级结构氢键 二硫键二、三、四级结构 疏水键盐键范德华力三、四级结构第二节第二节 稳定蛋白质三维结构的作用力稳定蛋白质三维结构的作用力第三节第三节 多肽主链折叠的空间限制多肽主链折叠的空间限制 1 1 酰胺平面（肽平

3、面）酰胺平面（肽平面）2 2 - -碳原子的二面角（碳原子的二面角（和和）三三. . 拉氏构象图拉氏构象图(Ramachandran plot )Most of combination of f and y are sterically forbidden. G. N. Ramachandran and his coworkers in Madras, India, first showed that it was convenient to plot to show the distribution of allowed values in a protein or in a family

4、of proteins. A typical Ramachandran plot is shown in this figure. 多肽链在一级结构的基础上，按照一多肽链在一级结构的基础上，按照一定的方式有规律的旋转或折叠形成的空间定的方式有规律的旋转或折叠形成的空间构象。构象。-螺旋、螺旋、-折叠、折叠、 -转角、无规卷曲转角、无规卷曲第四节第四节 二级结构的基本类型二级结构的基本类型 一一. -螺旋螺旋（ -helix ） 螺旋上升一周包含螺旋上升一周包含3.63.6个氨基酸残个氨基酸残基；每个残基沿轴旋转基；每个残基沿轴旋转100100。；每；每两个残基之间的距离为两个残基之间的距离为0

5、.15nm0.15nm；螺距螺距0.54nm0.54nm; ; - -螺旋中氨基酸残基螺旋中氨基酸残基侧链侧链伸向外伸向外侧，相邻的螺圈之间形成侧，相邻的螺圈之间形成氢键氢键（每个氨基酸残基的每个氨基酸残基的N-HN-H都与前面第都与前面第四个残基四个残基C=OC=O形成氢键）形成氢键），氢键的氢键的取向几乎与轴平行取向几乎与轴平行。 - -螺旋有螺旋有左手螺旋和右手螺旋左手螺旋和右手螺旋两两种。天然蛋白质的种。天然蛋白质的 - -螺旋多为右螺旋多为右手螺旋手螺旋。 -螺旋的结构要点：螺旋的结构要点： - -螺旋：螺旋：偶极矩偶极矩帽化帽化氨基端氨基端羧基端羧基端 右手的比左手的右手的比左手的

6、更稳定更稳定 -螺旋具有旋光螺旋具有旋光能力能力 形成具有协同性形成具有协同性影响蛋白质影响蛋白质 - -螺旋结构稳定的因素螺旋结构稳定的因素HNCOHO2.R2.R基的大小基的大小1.1.相同电荷的氨基酸相同电荷的氨基酸H2NCHCHOHOProGlyGly -螺旋螺旋的类型的类型:3.613螺旋；螺旋；310螺旋；螺旋；螺旋（螺旋（4.416螺旋）螺旋） 二二. -折叠结构折叠结构 (-sheet) 多肽链呈锯齿状（或扇面状）排列成比较伸多肽链呈锯齿状（或扇面状）排列成比较伸展的结构；展的结构； 侧链侧链R R基团基团交替地分布在片层平面的上下方，交替地分布在片层平面的上下方，片层间有氢键