生物化学05蛋白质结构与功能ppt课件.ppt

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1、蛋白质结构与功能(keypointsforstudy)-蛋白质3D结构取决于其AA序列-蛋白质功能由其空间结构所决定：天然蛋白具有近乎惟一的特定构象-蛋白质结构的稳定主要依赖于大量非共价性弱相互作用-不同的蛋白质具有某些基本结构模式Mb1蛋白质具有多级层次结构(cf.Fig.2-16)2VLSEGEWQLVLHVWAKVEADVAGHGGDILIRLFKSHPETLEKFDRFKHLKTEAEMKASEDLKKHGVTVLTALGAILKKKGHHEAELKPLAQSHATKHKIPIKYLEFISEAIIHVLHSR

2、HPGDFGADAQGAMNKALELFRKDIAAKYKELGYGG1°AAsequenceSpace-fillingmodel3Dstructureshowingatoms一级氨基酸序列决定3D结构(以肌红蛋白为例)-为何有利?-如何形成?P7-1Myoglobin-153AA-Singlepeptidechain+hemeheme疏水残基N-terminusC-terminus3Glychymotrypsin纤维蛋白和球蛋白的一般结构胰凝乳蛋白酶胶原蛋白collagen相对稳定一般不溶于水单一、重复的二级结构常

3、为结构组分动态大多为水溶性由多种二级结构组建一般为活性蛋白outer:hydrophilicinner:hydrophobic46-2b肽键具有部分双键性而不能自由旋转C–N旋转角C–C旋转角肽链处于充分伸展构象时和均规定为180º其取值都将受到肽平面的限制§1.肽单位是一个具有极性的平面单位肽键连接的重复单位(–C–C–N–C–)existingasachainofplanes(cf.Fig.3-4)5肽键以共振杂化形式存在单键式双键式共振杂化式(反式)肽的C-N键略短：(resonancehybri

4、d)(cf.Fig.3-3)6-2a共振杂化作用-限制绕肽键自由旋转(~40%双键性)-形成肽平面-肽键存在永久偶极(toformH-bonds)羰基O具有部分负电荷而酰胺N具有部分正电荷，结果形成一个小电偶极，可同时用作H键供/受体几乎所有的肽键均以反式构型存在6W2.4N-endC-endtrans相邻残基的C分别处于肽键两侧cis相邻残基的C处于肽键同侧Pro肽键的顺/反构型对邻近C上侧链基团的影响差别不大肽单位构型顺式中相邻C的侧链基团干扰大(cf.Fig.3-3)(cf.Fig.3-12)7W2.5

5、多肽主链在构象上受到很大限制(不能自由旋转的肽键占1/3主链)肽平面处于稳定的伸展构象肽平面处于一种不稳定的构象(相邻肽单位羰基O的vanderWaals半径重叠)8并非所有的和角都允许要想使和均为0º将导致与同一个C连接的两个肽单位处于同一平面上，这实际上是不可能的：羰基O和酰胺H将发生空间重叠(cf.Fig.3-5)9TabW2.1只有当适量的连续残基都具有类似的φ和ψ值时才会形成相应的二级结构(asregularsecondarystructures:&)3.613-螺旋(C–N旋转)(C–C旋

6、转)(cf.Fig.3-6)10§2.二级结构是稳定的重复元件NPChem.1954&NPPeace1964-螺旋与-折叠模型均由LinusPauling等于1950s初期提出，并证实它们是多种纤维蛋白和球蛋白的主要二级结构元件114-4(2nd)N-C(f)C-C(y)3.613-螺旋：氢键封闭的13元环H-bond几乎平行于长轴除了末端残基外，-螺旋中各个肽键的–NH和–CO都可参与形成两个H键(n±4)-螺旋(-helix)螺距5.4Å(1.5Å/AA)(cf.Fig.3-7)12常有带负电的残基在

7、N-末端与肽链结合以稳定螺旋偶极矩的正电荷~N-末端积累了部分正电荷~C-末端积累了部分负电荷常有带正电的残基在C-末端与肽链结合以稳定螺旋偶极矩的负电荷a-helixhasadipolemomentPartial(0.5-0.7unit)chargescanattractligandsofoppositecharged+d-P8-12偶极矩可吸引带负电荷的配基如酸性AA或磷酸基等肽键电偶极(cf.Fig.3-8)13R-侧链指向-螺旋外侧有利于减少立体障碍稳定性因素…-每隔3~4个残基的正、负电荷侧链离子对-每隔3

8、~4个残基的芳香族侧链的疏水互作去稳定性因素…-相邻带同种电荷侧链之间的互作-相距太近时，Asn,Ser,Thr,Leu等残基的侧链大小和形态可影响稳定(Hy)Pro…-不可能绕N-C旋转而引入结节-酰胺N上也没有H可供形成H键Gly…-侧链仅为H，太容易绕C旋转Influenceofsidechainsona