Галерея диаграмм связей Введение в протеин, урок 2
Четвертичная структура белка относится к трехмерной структуре, представленной полимеризацией каждой полипептидной цепи с третичной структурой в многосубъединичной белковой молекуле соответствующим образом.
Отредактировано в 2024-03-08 01:22:28Введение в протеин, урок 2
【Фокус обучения】
первичная структура белка
Первичная структура белка относится к порядку аминокислотных остатков в полипептидной цепи белка, то есть к аминокислотной последовательности.
Первичная структура: *Порядок аминокислот в белках. *В определенной степени он включает и другие ковалентно связанные компоненты.
первичная структура инсулина
Структурные характеристики ɑ-спирали и β-листа в пространственной структуре.
правая спираль
Водородная связь, образованная аминогруппой и карбонильной группой, является основной силой, стабилизирующей спираль.
3,6 аминокислоты на виток спирали
Группы боковых цепей расположены вне спирали.
Несколько полипептидных цепей расположены в прямом или антипараллельном направлениях.
Амино- и карбонильные группы образуют межцепные водородные связи.
Боковые цепи проходят над и под листом.
является наиболее протяженной конформацией пептидной цепи
Меньшие группы боковых цепей приближают пептидные цепи друг к другу, что способствует образованию β-листов.
1. Предложенный Pauling et al. в 1951 г., он существует как в волокнистых, так и в глобулярных белках. 2. Полипептидная цепь довольно вытянутая, сложена в зигзагообразную структуру между соседними пептидными единицами (пептидными плоскостями), а боковые цепи расположены в шахматном порядке выше и ниже зигзагообразной структуры - см. строение. 3. Более двух секций этой структуры расположены параллельно, и две цепи могут быть параллельны или антипараллельны. 4. Водородные связи образуются между пептидными цепями между двумя цепями для стабилизации складчатой структуры. Водородные связи перпендикулярны длинной оси спирали (антипараллельны). 5. Расстояние между соседними аминокислотами составляет 0,35 нм.
[Трудности в обучении]
Принципы определения первичной структуры белков
(1) Число полипептидных цепей белковых молекул --- относительная молекулярная масса
(2) Типы концевых остатков каждой пептидной цепи – N-концевое и C-концевое определение.
Определение N-концевых аминокислот полипептидов
Метод Сэнгера (реакция динитрофторбензола)
Метод DNS (реакция дансилхлорида)
Метод Эдмана (реакция изотиоцианата бензола)
Аминопептидазный метод
Определение С-концевой аминокислоты полипептидов
Раствор гидразина
метод сокращения
карбоксипептидазный метод
(3) Аминокислотная последовательность каждой пептидной цепи — метод суперпозиции.
(4) Конфигурация внутрицепочечных или межцепочечных дисульфидных связей и т. д.
Формирование молекулярной конформации белка
пептид
пептидная единица
Пептидные связи частично представляют собой двойные связи, состоящие из шести атомов в одном.
структура пептидной цепи
[Биологические функции пептидов]
Во-первых, структурные элементы белков
Во-вторых, они существуют в свободной форме пептидов и представляют собой физиологически активные вещества, называемые биоактивными пептидами.
Три гормона – окситоцин (9 пептидов), вазопрессин (9 пептидов), кальцитонин (32 пептида), глюкагон (29 пептидов), инсулин (51 пептид) и др.
[Источник активных пептидов]
1. Пути in vivo:
Большинство активных пептидов в организме перерабатываются из неактивных белков-предшественников с помощью специальных ферментных систем (таких как расщепление полипептидной цепи, ацилирование, ацетилирование и т. д.).
2. Подход in vitro:
Разделение и очистка природных активных пептидов (высаливание, хроматография, селективное осаждение и т.д.)
Получение активных пептидов путем химического синтеза (может использоваться для клинической диагностики, лечения и профилактики некоторых основных заболеваний)
иерархия структуры белка
первичная структура
Первичная структура белка относится к порядку аминокислотных остатков в полипептидной цепи белка, то есть к аминокислотной последовательности.
Первичная структура: *Порядок аминокислот в белках. *В определенной степени он включает и другие ковалентно связанные компоненты.
первичная структура инсулина
Пространственная структура
вторичная структура
Вторичная структура белка относится к локальной пространственной конформации атомов основной цепи полипептидной цепи. Это скелет, образованный повторяющимся расположением трех атомов: N (аминоазот), Ca (атом углерода) и Co (). карбоксильная цепь); группа R каждого аминокислотного остатка образует боковую цепь полипептидной цепи. Вторичная структура относится к конформации атомов скелета основной цепи и не включает группу R.
Вторичная структура: *Локальная пространственная структура определенного пептидного сегмента белковой молекулы. *Вторичная структура – это, главным образом, относительное пространственное положение основной цепи пептидной цепи. *Не включает конформацию групп боковой цепи аминокислот.
Основные типы вторичных структур белков
★α-спираль: сильно закрученная форма, наиболее распространенная.
Факторы, влияющие на образование α-спирали 1. Слишком много групп R с одинаковым зарядом, например: Glu, Lys. 2. Слишком много больших R-групп, таких как: Leu, Ile, Asn. 3. Взаимодействия между R-группами, расположенными на расстоянии 3-4 остатков друг от друга: *Ионные связи кислотных и основных боковых цепей. *Гидрофобные взаимодействия между ароматическими боковыми цепями. 4.Pro не может образовывать α-спираль: *Молекулярная жесткость *Атом N, образующий пептидную связь, не имеет H и не может образовывать водородные связи.
★β-плиссированный лист: растянутое состояние, также относительно распространено.
★β-поворот (β-поворот): поворот в пептидной цепи.
★ Случайная катушка: состояние без определенных структурных характеристик.
Супервторичная структура: мотив
Мотив: мотив/мотив/мотив
Он состоит из нескольких вторичных структурных единиц, но не может существовать независимо от общей структуры белка.
Конкретные мотивы имеют особые аминокислотные последовательности и выполняют особые функции.
*ДНК-связывающий белок: мотив цинкового пальца.
*Кальбиндин: мотив связывания ионов кальция.
третичная структура
Третичная структура белка – это общее пространственное расположение всех атомов во всей полипептидной цепи. То есть на основе вторичной структуры добавляется взаимодействие R-групп боковой цепи и организуется вся полипептидная цепь. сформировалась пространственная структура. В водной среде полярные группы часто располагаются на поверхности белковых молекул, а неполярные – внутри белковых молекул.
Третичная структура: *Общая пространственная структура белковой молекулы, включая конформацию основной цепи и конформацию боковой цепи. Состоит из нескольких вторичных структур. *Может существовать самостоятельно и выполнять свои функции
Факторы, обеспечивающие устойчивость трехуровневой структуры
Ковалентная связь
дисульфидная связь
вторичный ключ
водородная связь
ионная связь
гидрофобное взаимодействие
*Склонность гидрофобных групп к агрегированию друг с другом в водных средах. *Молекулы белка имеют тенденцию сворачиваться в глобулярную форму в водном растворе с гидрофобными группами внутри и гидрофильными группами снаружи.
взаимодействие Ван-дер-Ваальса
Третичная структура миоглобина
*Первый белок, выяснивший третичную структуру. *Содержит восемь α-спиралей, что составляет 75%, остальное — витки и случайные витки. *Внутренняя часть представляет собой гидрофобную область, объединенную с гемом, а внешняя часть состоит преимущественно из гидрофильных групп.
Миоглобин
домен
★Домен:
Относительно независимая часть третичной структуры белковой молекулы.
Оно может существовать независимо от целого и самостоятельно выполнять свои функции.
★Эукариотическая синтаза жирных кислот: полипептидная цепь, содержащая шесть ферментных активностей, каждая активная область фермента имеет независимую третичную структуру.
★Фибронектин: содержит семь независимых функциональных доменов.
Четвертичная структура
Мультимерный белок, состоящий из нескольких полипептидных цепей. Каждая полипептидная цепь складывается, образуя собственную независимую третичную структуру, и объединяется вместе. Эти полипептидные цепи, составляющие мультимерный белок, представляют собой субъединицы белка. Ассоциация между основаниями представляет собой четвертичную структуру. белка, включая пространственное расположение и взаимодействие субъединиц.
Четвертичная структура: *Способ, которым несколько полипептидных цепей с независимыми третичными структурами объединяются друг с другом, образуя полноценный мультимерный белок. *Полипептидные цепи с независимыми структурами называются субъединицами. *Ассоциация между субъединицами осуществляется посредством вторичных, а не ковалентных связей.