1、国际纯粹和应用化学协会规定：一级结构只指肽链中的氨基酸的排列顺序，其他内容属于一般的化学结构。,第三节、蛋白质的结构,1.一级结构的定义,一、 蛋白质的一级结构,2、肽,（1) 肽 一个氨基酸的-羧基和另一个氨基酸的-氨基脱水缩合而成的化合物叫肽。 （2) 肽键 氨基酸之间脱水后形成的键叫肽键，又称为酰胺键，写作-CO-NH-。,肽的命名,肽的命名是根据参与其组成的氨基酸残基来确定的。规定从肽链的NH2末端氨基酸残基开始，称为某氨基酰某氨基酸。例如，具有下列化学结构的五肽命名为丝氨酰甘氨酰酪氨酰丙氨酰亮氨酸，简写为 SerGlyTyrAlaLeu。,肽单位,肽键的四个原子和与之相连的两个-碳原
2、子所组成的基团。特点： 主链肽键CN具有双键性质而不能自由旋转。C-N长0.148nm；CN键长0.127nm；肽键中CN的键长为0.132nm。 肽键的所有4个原子和与之相连的两个-碳原子（习惯上称为C）都处于一个平面内，此刚性结构的平面称为肽平面或酰胺平面，每一个肽单位实际上就是一个肽平面。 肽平面内的CO与NH呈反式排列，各原子间的键长和键角都是固定的。,重要的寡肽,谷胱甘肽 -谷氨酰半胱氨酰甘氨酸。含有游离的SH，常用GSH表示。,谷胱甘肽作为清除剂可与有害的氧化剂作用，从而保护含巯基的蛋白质。,脑啡肽,甲硫氨酸型脑啡肽(Met-脑啡肽) H Tyr Gly Gly PheMetOH
3、亮氨酸型脑啡肽(Leu-脑啡肽) H Tyr Gly Gly phe LeuOH,既有镇痛作用而又不会像吗啡那佯使病人上瘾 。,加压素 促进血管平滑肌收缩和抗利尿作用，临床上用于治疗尿崩症和肺咯血。,维持蛋白质构象的作用力 现已知道，维持和稳定蛋白质分子构象的作用力有： 氢键： x H y 疏水作用力：是指非极性基团即疏水基团为了避开 水相而群集在一起的集合力 范德华力：在物质的聚集状态中，分子与分子之 间存在着一种较弱的作用力 离子键：它是由带相反电荷的两个基团间的静电 吸引所形成的 二硫键 ：是两个硫原子之间所形成的共价键,离子键；氢键；疏水作用力；范德华力；二硫键,蛋白质的二级结构是指多
4、肽链的主链本身通过氢键沿一定方向盘绕、折叠而形成的构象.它只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成的氢键。(注:二级结构不涉及侧链的构象)主要有-螺旋、-折叠、-转角、无规卷曲。,二、蛋白质的二级结构,1.二级结构的定义,(一) 蛋白质的二级结构,多肽链中的各个肽平面围绕同一轴旋转，形成螺旋结构，螺旋一周，沿轴上升的距离即螺距为0.54nm,含3.6个氨基酸残基；两个氨基酸之间的距离为0.15nm; 每个aa残基沿轴旋转100度.肽链内形成氢键，氢键的取向几乎与轴平行，每个氨基酸残基的C=O氧与其后第四个氨基酸残基的N-H氢形成氢键。绝大多数天然蛋白质中的-螺旋几乎都是右手螺旋。-螺旋都是由L-型
5、氨基酸构成的（Gly除外）。,1.-螺旋及结构特点,1.-螺旋,螺距0.54nm,每残基的轴向高度,0.15nm,每残基绕轴旋转100 o,2、-螺旋结构形成的限制因素:,凡是有Pro存在的地方,不能形成。因Pro形成的肽键N原子上没有H,不可能形成氢键。静电斥力。若一段肽链有多个Glu或Asp相邻,则因pH=7.0时都带负电荷,防碍螺旋的形成;同样多个碱性氨基酸残基在一段肽段内,正电荷相斥,也防碍螺旋的形成。位阻。如Asn、Leu侧链很大，防碍螺旋的形成。,2.-折叠（-pleated sheet）,-折叠或 -折叠片也称 -结构或 -构象，它是蛋白质中第二种最常见的二级结构。 -折叠是由两
6、条或多条几乎完全伸展的多肽链平行排列，通过链间的氢键进行交联而形成的，或一条肽链内的不同肽段间靠氢键而形成的。肽链的主链呈锯齿状折叠构象,-折叠结构几乎所有肽键都参与链间氢键的形成，氢键与链的长轴接近垂直。-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，即相邻两条肽链的方向相反,-折叠的特点,N,N,N,平行式,N,C,N,反平行式,蚕丝心蛋白,-回折（或发夹结构）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。这类结构主要存在于球状蛋白分子中。其特点是肽链回折180
7、度,3.-转角,目前发现的-转角多数都存在蛋白质分子表面，它们的含量相当丰富，约占全部AA残基的1/4。,4.无规卷曲或自由回转,肽段在空间的不规则排布称为无规则卷曲。 在一般球蛋白分子中，往往含有大量的无规则卷曲，它使蛋白质肽链从整体上形成球状构象。,无规则卷曲示意图,细胞色素C的三级结构,无规则卷曲,（四）超二级结构,1.超二级结构指蛋白质中相邻的二级结构单位（-螺旋或-折叠或-转角）组合在一起，形成有规则的、在空间上能够辨认的二级结构组合体。2.超二级结构的基本类型： 、 X、,超二级结构类型, ,X, ,定义：对于较大的蛋白质分子或亚基，多肽链往往由两个或两个以上相对独立的三维实体缔合
8、而成三级结构，这种相对独立的三维实体称结构域。 现在,结构域的概念有三种不同而又相互联系的涵义:即独立的结构单位、独立的功能单位和独立的折叠单位。,(五）结构域,类型： -螺旋域； -折叠域； +域； /域；无规则卷曲+-回折域； 无规则卷曲+ -螺旋结构域,结构域1,结构域2,-折叠,-转角,二硫键,-螺旋,卵溶菌酶的三级结构中的两个结构域,两个铁原子,蚯蚓血红蛋白中四个-螺旋组成的结构域 -螺旋域；,免疫球蛋白VL -折叠结构域 -折叠域；,1、定义 多肽链在二级结构、超二级结构和结构域的基础上，主链构象和侧链构象相互作用，沿三维空间多方向卷曲，进一步盘曲折叠形成特定的球状分子结构。 在三级结构中，具有极性侧链基团的AA残基几乎全部在分子的表面,而非极性残基则被埋于分子内部,不与水接确.而形成疏水的核心。,三、蛋白质的三级结构,-螺旋,
