蛋白质的三维结构精选课件.ppt

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1、关于蛋白质的三维结构第一页，本课件共有58页第一节第一节 研究蛋白质构象的方法研究蛋白质构象的方法 第二节第二节 稳定蛋白质三维结构的作用力稳定蛋白质三维结构的作用力第三节第三节 多肽主链折叠的空间限制多肽主链折叠的空间限制 第四节第四节 二级结构的基本类型二级结构的基本类型 第五节第五节 纤维状蛋白质纤维状蛋白质 第六节第六节 超二级结构和结构域超二级结构和结构域 第七节第七节 球状蛋白质与三级结构球状蛋白质与三级结构 第八节第八节 膜蛋白的结构膜蛋白的结构 第九节第九节 蛋白质折叠蛋白质折叠 第十节第十节 亚基缔合和四级结构亚基缔合和四级结构 第二页，本课件共有58页第一节第一节 研究蛋白

2、质构象的方法研究蛋白质构象的方法 一一.X.X射线衍射法射线衍射法二研究溶液中蛋白质构象的光谱学方法二研究溶液中蛋白质构象的光谱学方法1 1紫外差光谱：紫外差光谱：2.2.荧光和荧光偏振：荧光和荧光偏振：3.3.圆二色性：圆二色性：4.4.核磁共振（核磁共振（NMRNMR）：）：第三页，本课件共有58页X-Ray Diffraction第四页，本课件共有58页Two-dimensional NMR第五页，本课件共有58页共价键次级键化学键 肽键一级结构氢键 二硫键二、三、四级结构 疏水键盐键范德华力三、四级结构第二节第二节 稳定蛋白质三维结构的作用力稳定蛋白质三维结构的作用力第六页，本课件共有

3、58页第七页，本课件共有58页第三节第三节 多肽主链折叠的空间限制多肽主链折叠的空间限制 一.一.酰胺平面（肽平面）酰胺平面（肽平面）二.二.-碳原子的二面角（碳原子的二面角（和和）三三.拉氏构象图拉氏构象图(Ramachandran plot)第八页，本课件共有58页第九页，本课件共有58页第十页，本课件共有58页第十一页，本课件共有58页Most of combination of f and y are sterically forbidden.第十二页，本课件共有58页G.N.Ramachandran and his coworkers in Madras,India,first sh

4、owed that it was convenient to plot to show the distribution of allowed values in a protein or in a family of proteins.A typical Ramachandran plot is shown in this figure.第十三页，本课件共有58页第十四页，本课件共有58页 多肽链在一级结构的基础上，按照一多肽链在一级结构的基础上，按照一定的方式有规律的旋转或折叠形成的空间定的方式有规律的旋转或折叠形成的空间构象。构象。-螺旋、螺旋、-折叠、折叠、-转角、无规卷曲转角、无规卷

5、曲第四节第四节 二级结构的基本类型二级结构的基本类型 第十五页，本课件共有58页一一.-螺旋螺旋（-helix）第十六页，本课件共有58页螺旋上升一周包含螺旋上升一周包含3.63.6个氨基酸残个氨基酸残基；每个残基沿轴旋转基；每个残基沿轴旋转100100。；每；每两个残基之间的距离为两个残基之间的距离为0.15nm0.15nm；螺距螺距0.54nm0.54nm;-螺旋中氨基酸残基螺旋中氨基酸残基侧链侧链伸向外伸向外侧，相邻的螺圈之间形成氢键侧，相邻的螺圈之间形成氢键（每个氨基酸残基的每个氨基酸残基的N-HN-H都与前面都与前面第四个残基第四个残基C=OC=O形成氢键），形成氢键），氢键氢键的取

6、向几乎与轴平行的取向几乎与轴平行。-螺旋有左手螺旋和右手螺旋两螺旋有左手螺旋和右手螺旋两种。天然蛋白质的种。天然蛋白质的-螺旋多为右螺旋多为右手螺旋。手螺旋。-螺旋的结构要点：螺旋的结构要点：第十七页，本课件共有58页第十八页，本课件共有58页-螺旋：螺旋：偶极矩偶极矩帽化帽化第十九页，本课件共有58页氨基端氨基端羧基端羧基端-螺旋的手性螺旋的手性右手的比左手的右手的比左手的更稳定更稳定-螺旋具有旋光能螺旋具有旋光能力力形成具有协同性形成具有协同性第二十页，本课件共有58页影响蛋白质影响蛋白质-螺旋结构稳定的因素螺旋结构稳定的因素2.R2.R基的大小基的大小1.1.相同电荷的氨基酸相同电荷的氨

7、基酸ProGlyGly第二十一页，本课件共有58页-螺旋螺旋的类型的类型:3.613螺旋；螺旋；310螺旋；螺旋；螺旋（螺旋（4.416螺旋）螺旋）第二十二页，本课件共有58页二二.-折叠结构折叠结构(-sheet)第二十三页，本课件共有58页多肽链呈锯齿状（或扇面状）排列成比较伸展多肽链呈锯齿状（或扇面状）排列成比较伸展的结构；的结构；侧链侧链R R基团基团交替地分布在片层平面的上下方，交替地分布在片层平面的上下方，片层间有氢键相连；片层间有氢键相连；有有平行式平行式和和反平行式反平行式两种。两种。-折叠结构要点：折叠结构要点：第二十四页，本课件共有58页第二十五页，本课件共有58页N端端C

8、端端第二十六页，本课件共有58页N端端C端端N端端C端端第二十七页，本课件共有58页第二十八页，本课件共有58页第二十九页，本课件共有58页第三十页，本课件共有58页第三十一页，本课件共有58页三三.-转角转角 (-turn)第三十二页，本课件共有58页第三十三页，本课件共有58页 -turn 第三十四页，本课件共有58页第三十五页，本课件共有58页-凸起（凸起（-Bulge）第三十六页，本课件共有58页氨基酸在二级结构中出现的几率：氨基酸在二级结构中出现的几率：第三十七页，本课件共有58页第三十八页，本课件共有58页没有一定规律的松散肽链结构。没有一定规律的松散肽链结构。酶的活性部位。酶的活

9、性部位。四四.无规卷曲无规卷曲第三十九页，本课件共有58页是支架和外保护，是支架和外保护，占脊椎动物体内蛋白质总量的一半或一占脊椎动物体内蛋白质总量的一半或一半以上。半以上。包括：（包括：（1 1）不溶性（硬蛋白，如：角蛋）不溶性（硬蛋白，如：角蛋 白、胶原蛋白、弹性蛋白）；白、胶原蛋白、弹性蛋白）；（2 2）可溶性（如：肌球蛋白、纤）可溶性（如：肌球蛋白、纤 维蛋白原）。维蛋白原）。第五节第五节 纤维状蛋白质纤维状蛋白质（Fibrous proteins）第四十页，本课件共有58页第四十一页，本课件共有58页一一.角蛋白：角蛋白：角蛋白和角蛋白和角蛋白角蛋白(1)-(1)-角蛋白（角蛋白（-

10、Keratin-Keratin）(2)-(2)-角蛋白（角蛋白（-Keratin-Keratin）二二.胶原蛋白（胶原蛋白（CollagenCollagen）三三.弹性蛋白弹性蛋白 第四十二页，本课件共有58页一一.角蛋白：角蛋白：(1)-(1)-角蛋白（角蛋白（-Keratin-Keratin）右手右手-螺旋螺旋 原纤维（左旋的三股原纤维（左旋的三股-螺旋，直径螺旋，直径2nm）微原纤维（直径微原纤维（直径8nm）大原纤维（直径大原纤维（直径200nm）第四十三页，本课件共有58页硬角蛋白硬角蛋白含硫量高（二硫键多），如：蹄、爪、角、甲含硫量高（二硫键多），如：蹄、爪、角、甲软角蛋白软角蛋白

11、含硫量低（二硫键少），如：皮肤含硫量低（二硫键少），如：皮肤第四十四页，本课件共有58页(2)-(2)-角蛋白（角蛋白（-Keratin-Keratin）第四十五页，本课件共有58页第四十六页，本课件共有58页第四十七页，本课件共有58页silk fibroin第四十八页，本课件共有58页二二.胶原蛋白（胶原蛋白（CollagenCollagen）1 1胶原蛋白的组织分布与类型：胶原蛋白的组织分布与类型：I I型型XIIXII型，型，2 2胶原蛋白的胶原蛋白的AAAA组成：组成：Gly,Pro,4-OH-Pro,3-OH-Pro,5-OH-Gly,Pro,4-OH-Pro,3-OH-Pro,5

12、-OH-LysLys，胶原蛋白是糖蛋白，少量糖与，胶原蛋白是糖蛋白，少量糖与5-OH-5-OH-LysLys的的OHOH共价连接。共价连接。第四十九页，本课件共有58页 Hydroxylation depends on Vitamin C.Hydroxylation depends on Vitamin C.Vitamin C deficiency causes scurvy(Vitamin C deficiency causes scurvy(坏坏血病血病).).第五十页，本课件共有58页 Gly,because its small size,is Gly,because its small

13、 size,is required at the tight junction where the required at the tight junction where the three chains are in contact.three chains are in contact.第五十一页，本课件共有58页肽链肽链（非（非螺旋，更伸螺旋，更伸展，左手）展，左手）三股螺旋（右手三股螺旋（右手超螺旋缆）超螺旋缆）原胶原分子原胶原分子 胶原（原）纤维胶原（原）纤维 第五十二页，本课件共有58页第五十三页，本课件共有58页Tropocollagen assemble into colla

14、gen fibers.Crosslinks are formed between lysines through aldol condensation and dehydration.The newly translated collagen is hydroxylated and glycosylated and triple helices are formed.The procollagen triplexes are exported and the globular domains are cut off to form the tropocollagen 第五十四页，本课件共有58页第五十五页，本课件共有58页Crosslink 1第五十六页，本课件共有58页Crosslink 2Desmosine第五十七页，本课件共有58页 基本单基本单位位-原弹原弹性蛋白性蛋白 两种方两种方式交联：式交联：三弹性蛋白（三弹性蛋白（ElastinElastin）第五十八页，本课件共有58页