蛋白质的空间结构

1、（一）结构层次: 1 一级结构(primary structure) 2 二级结构(secondary structure) 3 超二级结构(supersecondary structure) 4 结构域(structural domain) 5 三级结构(tertiary structure) 6 四级结构(quaternary structure),一 蛋白质的结构层次,1 一级结构：多肽链共价主链的氨基酸顺序。2 二级结构：由多肽链主链骨架的折叠构象。3 超二级结构：二级结构单元相互聚集，形成更高一级的有规律的结构。标准折叠单位(standard folding unit)或折叠花式(folding motif),结构层次的定义：,4 结构域： 多肽链在二级结构或超二级结构的基础上形。

2、第2节 生命活动的主要承担者 蛋白质,授课人：黎东妮,第2节 生命活动的主要承担着蛋白质,1.组成细胞的有机物中含量最多的是（ ）。,蛋白质,知识回顾,2.主要由（ ， ， ， ）四种元素组成，有很多重要的蛋白质还含有（ ），少数还含有( )，( ),C H O N,S,Fe,P,知识回顾,3.蛋白质是由基本单位（ ）经过（ ）的过程形成的。,4.构成蛋白质的氨基酸约有（ ）种，分为必需氨基酸和非必需氨基酸。,氨基酸,脱水缩合,20,知识回顾,氨基酸的结构通式及特点：,氨基酸的结合方式,C,H,R1,C,H,COOH,R2,NH2,C,O,H,N,H,OH,氨基酸的结合方式,C,H,R1,NH2,OH,C,。

3、第一节 蛋白质的结构与功能,二、构成细胞的化合物,无机化合物,水,无机盐,有机化合物,糖类,蛋白质,核酸,8090%,11.5%,710%,脂质,12%,11.5,观察以下几种氨基酸的结构,C,H,C,H,H2N,OH,O,甘氨酸,C,H,C,H2N,OH,O,CH3,CH3,缬氨酸,C,H,C,H2N,OH,O,CH3,丙氨酸,C,H,C,H2N,OH,O,CH2,CH3,CH3,亮氨酸,CH,CH,氨基酸分子结构通式,C,H,C,H2N,OH,O,R,氨基,羧基,R基,特点：a. 每个氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)，并连在同一个碳原子上。b. R基不同、氨基酸不同R基上可以含有另外的氨基和羧基。,脱水缩合,三 肽,9,1,8,9,2,7,9,3,6,n,m。

4、,蛋白质空间结构的测定,蛋白质空间结构国内外研究动态,在国际上,美国首先提出大规模测定蛋白质结 构的计划,现在已经进入第二期的产出阶段. 其他发 达国家(欧盟和日本)也相继启动自己的结构基因 组计划. 我国根据美国第一期的试验计划,发现X射线晶体学仍然是测定结构的主要手段,这与预期的结果相符. 过去和现在情况都是这样,蛋白质结构数据库中的80%的结构来自X射线衍射. 其他有重要贡献的手段有核磁共振和低温冷冻电镜( cryo2EM). 由于这三种方法的重要性,最近几年,它们都有很大的改进.,理论方法的进展也非常快,与实验的结合也越来 越紧密。

5、第4章 蛋白质的 共价结构,Peptides and Primary Structure of Proteins,蛋白质（protein）是一类最重要的生物大分子，在生物体中占有特殊的地位，与核酸构成细胞内原生质的主要成分。 原生质是生命现象的物质基础。,4.1 蛋白质通论 Overview of protein,4.1.1 蛋白质的化学组成和分类The chemical component and classification of proteinChemical component ：C : 50%H : 7%O : 23%N : 16%S : 0-3%other: trace,The chemical component and classification of protein,蛋白质浓度测定：凯氏定氮法的基础： 氮 = 16% 蛋白质含量 = 蛋白氮。

6、4.4 蛋白质的分子结构,一. 蛋白质的一级结构,蛋白质的一级结构（primary structure）是指蛋白质肽链中氨基酸的排列顺序。而蛋白质的化学结构包括肽链数目、端基组成、氨基酸序列和二硫键的位置，又称共价结构。蛋白质的一级结构是最基本的结构，它决定着蛋白质高级结构。,一. 蛋白质的一级结构,以胰岛素为例，胰岛素是动物胰脏中胰岛细胞分泌的一种分子量较小的激素蛋白，它的主要功能是降低体内血糖含量。临床上用来治疗糖尿病。,一. 蛋白质的一级结构,最先由Sanger于1953年完成测定胰岛素一级结构.,蛋白质的二级结构指多肽链本身通过氢。

7、仁怀市中等职业学校 授课人：鲜小梅,蛋白质的结构和分类,复习巩固,蛋白质的定义； 蛋白质在食品中的分布； 蛋白质对人体健康的重要作用； 蛋白质对食品感官品质的影响。,本节内容,氨基酸的结构,概述：蛋白质是由氨基酸以“脱水缩合”的方式组成的多肽链经过盘曲折叠形成的具有一定空间结构的物质。食物中的蛋白质必须经过肠胃道的消化、分解成氨基酸才能被人体吸收利用，人体对蛋白质的需要实际上就是对氨基酸的需要。,人体必需氨基酸：人体（或其它脊椎动物）不能合成或合成速度远不适应机体的需要，必需由食物蛋白供给，这些氨基酸称为。

8、生物化学,蛋白质的三维结构,科学网论坛：http:/bbs.sciencenet.cn/丁香园论坛： http:/biochemistry.dxy.cn/小木虫论坛 http:/emuch.net/bbs/,主要内容,第1节 空间构象的研究方法第2节 维持蛋白质三维结构的作用力第3节 多肽链折叠的空间限制：肽单位和肽 平面，-碳原子的二面角第4节* 蛋白质的二级结构：-螺旋，-折叠，-转角与无规卷曲第5节* 纤维状蛋白质：-角蛋白和-角蛋白，胶原蛋白与三股螺旋结构第6节* 超二级结构与结构域第7节* 球状蛋白质与三级结构第8节 膜蛋白的结构第9节 蛋白质折叠与结构预测第10节寡聚蛋白质的构象与四级结。

9、锻造领先优势，保持3G主导定位,全球3G运营 市场竞争分析 移动3G策略 当前主要工作,目录,全球3G运营 市场竞争分析 移动3G策略 当前主要工作,目录,运营现状：告别阴霾，全面复苏，高速发展,至2004年12月止,56%的WCDMA运营商已经或者正在准备推出3G业务 90%以上的牌照拥有者都已经在建或筹建WCDMA网络,2001-2003年： 3G用户发展约200万 2004年： WCDMA 用户月均增长113万，月均增长率高达42%,单位：万,全球3G运营,运营经验：3G是一个系统工程,战略目标,网 络,手 机,应 用,品牌定位,营销宣传,业务推出顺序,定价,渠道,客户服务,4,7,8,9,3,2,1,5。

10、第4章 蛋白质的共价结构,一、蛋白质通论 二、肽 三、蛋白质一级结构的测定 四、蛋白质氨基酸序列与生物功能 五、肽与蛋白质的人工合成,一、蛋白质通论,（一）蛋白质的化学组成和分类 （二）蛋白质的形状和大小 （三）蛋白质分子的构象与结构层次 （四）蛋白质功能的多样性,（一）蛋白质的化学组成和分类,1、化学组成(元素组成)(Proteins element composing) 元素 百分含量 平均(%)C 50-55 52H 6.9-7.7 7 O 21-24 23 N 15.0-17.6 16 S 0.3-2.3 2 P 0.4-0.9 0.6 凯氏定氮：粗蛋白质含量=蛋白氮6.25,2.蛋白质的结构组成 (Proteins building-b。

11、蛋白质的结构,生物科学（2）班 宗胜海 2009040898,一、蛋白质的结构：,1、组成蛋白质的化学元素：,C、H、O、N(P、S)；Fe、Mn、Cu、I、Zn,2.蛋白质的相对分子质量：几千100万以上,3、蛋白质分子的结构：,H2O,酶,肽键,二肽,+ H2O,脱水缩合反应,(1)氨基酸分子经过不断的脱水缩合形成一条多肽链,H2O,三肽,a、n个氨基酸经脱水缩合形成一条多肽链时， 需脱去 n-1 个水，形成 n-1个肽键。,b、n个氨基酸经脱水缩合形成2条多肽链时， 需脱去_n-2 个水，形成_n-2 个肽键。,c、n个氨基酸经脱水缩合形成m条多肽链时， 需脱去 n-m 个水，形成_n-m_个肽。

12、Chapter 5 Protein 三维结构,一、蛋白质构象（高级结构）的研究方法 到目前为止，研究蛋白质高级结构的方法仍然是以X射线衍射法(X-ray diffraction method)为主，X射线衍射法的原理是：当X射线(=500nm)投射到蛋白质晶体样品时，蛋白质分子内部结构受到激动，入射线反射波互相叠加产生衍射波，衍射波含有被测蛋白质构造的全部信息，通过摄影即可得一张衍射图案(diffraction pattern)，再用电脑进行重组，即可绘出一张电子密度图(electro density map)。从电子密度图可以得到样品的三维分子图象，即分子结构的模型。,二、Protein的二级结构。

13、蛋白质的一级结构与功能的关系 蛋白质的空间结构与功能的关系,1.蛋白质的一级结构与其构象及功能的关系2. 蛋白质空间橡象与功能活性的关系,一、蛋白质的一级结构,白质的一级结构（primary structure）就是蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序（sequence），也是蛋白质最基本的结构。它是由基因上遗传密码的排列顺序所决定的。各种氨基酸按遗传密码的顺序，通过肽键连接起来，成为多肽链，故肽键是蛋白质结构中的主键。迄今已有约一千种左右蛋白质的一级结构被研究确定，如胰岛素，胰核糖核酸酶、胰蛋白酶等。蛋白质的一级结构决定了蛋白质。

14、2.8 球蛋白的折叠依赖于各种相互作用A. 疏水相互作用是蛋白质折叠的主要驱动力蛋白质中的疏水基团彼此靠近、聚集以避开水的现象称之疏水相互作用或疏水效应。 B. 氢键和范德华力也是稳定球蛋白的力除了稳定-螺旋和-折叠结构的氢键以外，在多肽链骨架和水之间，多肽链骨架和极性侧链之间，两个极性侧链之间以及极性侧链和水之间也可以形成氢键。大多数氢键都是N-HO类型的。范德华力包括吸引力和斥力两种相互作用，范德华力只有当两个非极性残基之间处于一定距离时才能达到最大。 C. 共价交联和离子相互作用有时有助于球蛋白的稳定共价交联。

15、第三章 蛋白质结构与功能,本章介绍:,研究蛋白质空间结构的方法,蛋白质的二级结构,纤维状蛋白质-细胞组织的结构物质,球状蛋白质和三级结构,寡聚体蛋白质和四级结构,蛋白质空间结构与功能的关系,一 研究蛋白质空间结构的方法,(一)X射线衍射法是研究蛋白质空间结构的主要方法,一 研究蛋白质空间结构的方法,(二)核磁共振光谱法研究液态蛋白质的构象,蛋白质的二级结构指多肽链本身通过氢键沿一定方向盘绕、折叠而形成的构象。,二. 蛋白质的二级结构,天然蛋白质包括-螺旋、-折叠、-转角、无规则卷曲等二级结构。,二 蛋白质的二级结构,(一)肽单位。

16、3 蛋白质的三维结构,优质蛋白质来源 蛋类、奶类、肉类,肌肉组织,蛋白质可以分为两种主要类型：纤维蛋白和球蛋白。 纤维蛋白：不溶于水、具有延展性和韧性。主要功能是维持和支撑单个细胞和整个有机体。常见的有：-角蛋白：毛发和动物尾巴的主要成分。胶原蛋白：腱、皮肤、骨骼和牙齿的主要蛋白成分。球蛋白：水溶性的、多肽链紧密折叠、轮廓上象一个球型的大分子。分子典型特征是它有一个疏水的内部环境和一个亲水的表面。球蛋白包括绝大多数细胞内的催化剂酶和具有其它功能的蛋白质。,3.1 蛋白质的四种结构水平一级结构：是共价连接的氨。

17、蛋白质的空间结构和功能1构象(conformation)指的是，一个由多个碳原子组成的分子，因单键的旋转而形成的不同碳原子上各取代基或原子的空间排列，只需单键的旋转即可造成新的构象。多肽链主链在形式上都是单键。因此，可以设想一条多肽主链可能有无限多种构象。然而，一种蛋白质的多肽链在生物体正常的温度和 pH下只有一种或很少几种构象，并为生物功能所必需。这种天然的构象是什么样的因素促成的? 答：由于肽键因共振结构而使 CN 键具有部分双键的性质，不能自由旋转，因而使得一条多肽主链构象的数目受到了极大限制。与位于相邻刚性平面。

18、,氨基酸 一、氨基酸结构 发现300种以上，但蛋白质中主要20种，也有少量稀有氨基酸,二、氨基酸分类（p124）1、根据水溶液酸碱性：疏水性、亲水性（中、酸、碱性）2、人体是否必需：,基本氨基酸,肽,肽,Corey在利用X-射线衍射技术研究多肽链结构时发现： 1.肽键具有部分双键性质： 2.肽键不能自由旋转 3.组成肽键的四个原子和与之相连的两个碳原子都处于同一个平面内，此刚性结构的平面叫肽平面（peptide plane）或酰胺平面（amide plane）。,肽平面,蛋白质的分子结构,一级结构,二级结构,- 螺旋的横截面,三级结构,肌红蛋白,四级结构,寡聚蛋白。

19、2.1 蛋白质存在着四种水平的结构 2.2 肽单位是一个有极性的且呈平面的单位 2.3 肽链在构象上受到很大的限制 2.4 -螺旋是一种常见的二级结构 2.5 -折叠是另一种常见的二级结构 2.6 胶原中存在着不同的螺旋结构 2.7 肌红蛋白是第一个被确定具有三级结构的蛋白,2 蛋白质的三维结构和功能,2.8 球蛋白的折叠依赖于各种相互作用 2.9 伴娘蛋白协助蛋白质折叠 2.10 变性剂可引起蛋白质去折叠 2.11 球蛋白还存在着其它一些结构 2.12 具有四级结构的蛋白质是球状亚基的组装体 2.13 抗体识别和结合特异的抗原,构象是分子中的原子的空间排列，但这些原。