蛋白质和蛋白质药物.ppt

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1、基因信息传递第三篇山西医科大学生物化学与分子生物学教研室杨涛欢迎(二)蛋白质的构象(conformation)蛋白质的分子构象又称空间结构、立体结构、高级结构或三维构象等。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原子和基团在三维空间上的排列分布及肽键的走向。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也有少量二硫键。而维持蛋白质空间结构的化学键主要是一些次极键。次极键虽然键能小，稳定性差，但由于数目众多，因此在维持蛋白质分子的空间构象中起极为重要的作用。主要的次极键有：氢键，疏水键，盐键，配位键

2、,二硫键。1、氢键由连接在一个电负性大的原子上的H与另一个电负性大的原子相互作用而成，氢键是次极键中键能最弱的，但数目最多，所以是最重要的次极键，也是维持蛋白质二级结构的主要次极键。2、疏水键由两个非极性基团，因避开水相而群集在一起的作用力，是维持蛋白质三级，四级结构的主要次极键。3、盐键(又叫离子键)它是蛋白质分子中带正电荷基团和负电荷基团之间的静电吸引所形成的化学键。4、配位键蛋白质与金属离子结合中，常含有配位键，如细胞色素，血红蛋白等均含有铁与蛋白质形成的配位键。5、二硫键是由两个硫原子间所形成的化学键(较强的化学键)。*蛋

3、白质三级结构的稳定主要靠次级键，包括氢键、盐键、疏水键以及范德华力(VanderWasls力)等。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布，不涉及侧链部分的构象。二、蛋白质的二级结构(secondarystructure)主要化学键：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6个原子——Cα1、C、H、O、N、Cα2处于同一平面，称为肽单元Cα1、Cα2为反式构型CCα3Cα2Cα1CNNHHHOOR肽平面1肽平面2肽平面及其旋转ψΦα-螺旋(α-helix)

4、β-折叠(β-pleatedsheet)β-转角(β–turnorβ-bend)无规卷曲(randomcoil)肽单元上Cα所连的两个单键的自由旋转角度，决定两个相连肽单元的相对空间位置，由于旋转角度的不同，形成了几种二级结构形式：左手螺旋与右手螺旋returnα螺旋主要的结构特点右手型α螺旋结构模型α螺旋主要的结构特点俯视图二级结构（-螺旋、分子内氢键)多肽链-折叠形构象*α-helix：◆以α-碳原子为转折点，以肽键平面为单位，盘曲成右手螺旋状的结构。◆螺旋上升一圈含3.6个氨基酸残基，螺距0.54nm◆氨基酸的侧链伸向螺

5、旋的外侧。◆螺旋的稳定是靠氢键。氢键方向与长轴平行。结构特点氢键-螺旋（1）螺旋走向，稳定以氢键连接，氢键与轴平行。（2）侧基R伸向螺旋外侧。（3）棒状结构，高度压缩，紧密排列。（4）规律排列（5）由1条充分伸展的肽链的肽键平面折叠成的右手螺旋。（6）每隔3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈，螺距0.54nm。（7）1个螺圈内有13个原子。四种不同的α-螺旋模型三股螺旋又称胶原螺旋、超螺旋胶原纤维中原胶原蛋白分子的排列胶原蛋白的三股螺旋2、b-折叠(b-片层)b-折叠(b-片层)β-pleatedsheet1）多肽链充分伸展，每个肽单

6、元以C为旋转点，折叠成锯齿状的结构，R基团交替的位于锯齿状结构上下方。2）两条以上的肽链或一条肽链内的若干肽段并行排列，走向可以相同，也可以不同。3）β-pleatedsheet的稳定靠氢键。两条以上肽链并列时,-片层有顺向反向平行-折叠-折叠是由两条或多条几乎完全伸展的肽链平行排列，通过链间的氢键交联而形成的。肽链的主链呈锯齿桩状α-碳原子总是处于折叠的角上，氨基酸的R基团处于折叠的棱角上并与棱角垂直，两个氨基酸之间的轴心距为0.35nm。-折叠有两种类型。一种为平行式，即所有肽链的N-端都在同一边。另一种为反平行式，

7、即相邻两条肽链的方向相反。β折叠结构β折叠片示意图α-螺旋和-折叠结构比较区别点α-螺旋-折叠形状螺旋状锯齿状氢键链内，与长轴平行链间，与长轴垂直R－基团较大较小延伸性较大较小升1AA残基高度0.15nm0.36nm举例毛发角蛋白蚕丝蛋白3、b-转角和无规卷曲转角转角结构通常负责各种二级结构单元之间的连接作用，它对于确定肽链的走向起着决定性的作用。β转角γ转角转角结构β转角转角结构γ转角β–turnandrandomcoil氢键无规卷曲:是用来阐述没有确定规律性的那部分肽链结构。-转角-转角也称-回折或发夹结构，存在于球

8、状蛋白中。在-转角部分，由四个氨基酸残基组成;弯曲处的第一个氨基酸残基的-C=O和第四个残基的–N-H之间形成氢键，形成一个不很稳定的环状结构。无规卷曲无规卷曲多肽链主链不规则随机盘曲形成的构象。无规卷曲与生物活性有关，对外界理化因子极为敏感。三