心智圖資源庫 蛋白總論第二課
蛋白質的四級結構是指多亞基蛋白質分子中各個具有三級結構的多肽鏈以適當方式聚合所呈現的三維結構。
編輯於2024-03-08 01:22:28This is a mind map about bacteria, and its main contents include: overview, morphology, types, structure, reproduction, distribution, application, and expansion. The summary is comprehensive and meticulous, suitable as review materials.
This is a mind map about plant asexual reproduction, and its main contents include: concept, spore reproduction, vegetative reproduction, tissue culture, and buds. The summary is comprehensive and meticulous, suitable as review materials.
This is a mind map about the reproductive development of animals, and its main contents include: insects, frogs, birds, sexual reproduction, and asexual reproduction. The summary is comprehensive and meticulous, suitable as review materials.
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蛋白總論第二課
【教學重點】
蛋白質一級結構
蛋白質一級結構(primary structure)是指蛋白質多肽鏈中胺基酸殘基的排列順序,即胺基酸序列(amino acid sequence)。
一級結構(primary structure): *蛋白質的胺基酸排列次序 *在某意義上也包含其它共價結合成分
胰島素的一級結構
空間結構中的ɑ-螺旋和β-折疊結構特徵。
右手螺旋
氨基與羰基形成的氫鍵是穩定螺旋的主要作用力
螺旋每圈3.6 個胺基酸
側鏈基團位於螺旋外側
若干多肽鏈正向或反向平行排列
氨基與羰基形成鏈間氫鍵
側鏈伸向片層的上下方
是一種勝肽鏈最伸展的構象
較小的側鏈基團使勝肽鏈間能夠相互靠近,有利於 β-折疊的形成
1.1951年由Pauling等人提出的,在纖維狀和球狀蛋白質中都存在。 2.多肽鏈相當伸展,相鄰肽單元(肽平面)之間折疊成鋸齒狀結 構,側鏈交錯位於鋸齒狀結構的上下方---見結構。 3、兩段以上的此結構平行排列,兩鏈間可順向平行,也可反向平行。 4.兩鏈間的勝肽鏈之間形成氫鍵,以穩固 --折疊結構,氫鍵與螺旋長軸垂直(反平行中)。 5.相鄰胺基酸之間的距離為0.35nm。
【教學難點】
蛋白質一級結構測定原則
(1)蛋白質分子的多肽鏈數目---相對分子量
(2)每條勝肽鏈的末端殘基種類--N端和C端測定
多肽N末端胺基酸的測定
Sanger法(二硝基氟苯反應)
DNS法(丹磺酰氯反應)
Edman法(苯異硫氰酸脂反應)
氨肽酶法
多肽C-末端氨基酸的測定
肼解法
還原法
羧肽酶法
(3)每條勝肽鏈的胺基酸順序---疊加法
(4)鏈內或鏈間二硫鍵的配置等
蛋白質分子構象的形成
勝肽
勝肽單元
肽鍵具有部分雙鍵性質,六個原子處於一個
肽鏈的結構
【勝肽的生物功能】
一是蛋白質的結構要素
二是以勝肽遊離形式存在構成生理活性物質,統稱生物活性勝肽。
三作為荷爾蒙 ---催產素(9勝肽)、加壓素(9勝肽)、降鈣素(32勝肽)、胰高血糖素(29勝肽) 、胰島素(51勝肽)等。
【活性勝肽的來源】
1、體內途徑:
體內的活性勝肽大多是從非活性的蛋白質前驅物經特殊的酵素系加工而成的(如多肽鏈裂解、醯化、乙醯化等)
2、體外途徑:
分離純化天然活性勝肽(鹽析、層析、選擇性沉澱等)
化學合成製備活性勝肽(可用於臨床診斷、治療、預防某些重大疾病)
蛋白質的結構層次
一級結構
蛋白質一級結構(primary structure)是指蛋白質多肽鏈中胺基酸殘基的排列順序,即胺基酸序列(amino acid sequence)。
一級結構(primary structure): *蛋白質的胺基酸排列次序 *在某意義上也包含其它共價結合成分
胰島素的一級結構
空間結構
二級結構
蛋白質二級結構(secondary structure)指一條多肽鏈主鏈骨架原子的局部空間構象,由N(氨基氮)、Ca (a-碳原子)和Co(羧基碳)3個原子依序重複排列形成的骨架鏈;各氣基酸殘基的R基團構成多肽鏈的側鏈。二級結構指主鏈骨架原子構象,不涉及R基團。
二級結構(secondary structure): *蛋白質分子中某一勝肽段局部空間結構 *二級結構主要是勝肽鏈主鏈的相對空間位置 *不涉及胺基酸側鏈基團的構象
蛋白質二級結構主要類型
★α-螺旋(α-helix):盤曲程度較高的形態,最常見
影響 α-螺旋形成的因素 1.過多的帶相同電荷的 R 基團,如:Glu、Lys 2.過多的大 R 基團,如:Leu、Ile、Asn 3.間隔 3-4 殘基的 R 基團間的相互作用: *酸性、鹼性側鏈的離子鍵 *芳香族側鏈間的疏水相互作用 4.Pro 無法形成α-螺旋: *分子的剛性 *形成肽鍵的 N 原子無 H,無法形成氫鍵
★β-折疊(β-pleated sheet):伸展的狀態,也比較常見
★β-轉角(β-turn):勝肽鏈中的回折
★無規則捲曲(random coil):無特定結構特徵的狀態
超二級結構:模體
Motif:模體/模序/基序
由若干二級結構單元組成,但無法脫離蛋白質的整體結構而獨立存在
特定基序具有特殊的胺基酸序列,並承擔特殊的功能
*DNA 結合蛋白:鋅指模體
*鈣結合蛋白:鈣離子結合模體
三級結構
蛋白質的三級結構(tertiary structure)是整個多肽鏈所有原子的整體空間排布,即在二級結構的基礎上加上側鏈R基團的相互作用,整個多肽鏈進行折桑盤區形成的空間結構。在水環境中,極性基團常位於蛋白質分子表面,非極性基團常位於蛋白質分子的內部。
三級結構(tertiary structure): *蛋白質分子整體的空間結構,包括主鏈構象與側鏈構象 由若干二級結構組成 *可獨立存在並發揮其功能
維持三級結構穩定的因素
共價鍵
二硫鍵(disulfide bond)
次級鍵
氫鍵(hydrogen bond)
離子鍵(ionic bond)
疏水相互作用(hydrophobic interaction)
*在水環境中疏水性基團相互聚集的傾向 *蛋白質分子在水溶液中常摺成球狀,疏水性基團位於內部,親水性基團位於外部
範得華力(van derWaals interaction)
肌紅蛋白的三級結構
*第一個闡明三級結構的蛋白質 *包含八段 α-螺旋,佔 75%, 其餘為轉角和無規則捲曲 *內部為疏水區域,結合血紅素,外側多為親水基團
肌紅蛋白(myoglobin)
結構域
★結構域(domain):
蛋白質分子中三級結構相對獨立的部分
它可以脫離整體而存在並獨立行使其功能
★真核細胞的脂肪酸合成酶:一條多肽鏈,含有六種酶活性,各酶活性區域具有獨立的三級結構
★纖維連接蛋白:含有七個獨立的功能域
四級結構
由多條多肽鏈構成的多聚體蛋白質,每條多肽鏈折疊形成各自獨立的三級結構並締合在一起,構成多聚體蛋白的這些多膚鏈就是蛋白質的亞基(subunit),亞基間的締合方式就是蛋白質的四級結構(quart enary structure),包括亞基的空間排佈及相互作用。
四級結構(quaternary structure): *多條具有各自獨立三級結構的多肽鏈,相互結合形成完整多聚體蛋白的方式 *具有獨立各自結構的多肽鏈稱為亞基(subunit) *亞基間以次級鍵而非共價鍵締合