蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)

1、P58,主講人：盧亞萍,蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),P58,蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu),二. 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),二. 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),雖是單鍵卻有雙鍵性質(zhì) 周邊六個原子在同一平面上 前后兩個a-carbon在對角(trans),二. 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),Ca-C 和Ca-N 之間是s 鍵，可以自由旋轉(zhuǎn)。,蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)指多肽鏈本身通過氫鍵沿一定方向盤繞、折疊而形成的構(gòu)象。,二級結(jié)構(gòu)的概念,二. 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),天然蛋白質(zhì)主要二級結(jié)構(gòu)單元包括：,a-螺旋 (a-helix) b-折疊 (b-pleated sheet) b-轉(zhuǎn)角 (b-turn) 無規(guī)卷曲 (nonregular coil),二級結(jié)構(gòu)的概念,二

2、. 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),1.-螺旋(-helix),二. 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),二. 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),肽鏈中的酰胺平面繞C相繼旋轉(zhuǎn)一定角度形成-螺旋，呈右手螺旋。酰胺平面平行于中心軸。,1.-螺旋(-helix),二. 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),肽鏈中的酰胺平面繞C相繼旋轉(zhuǎn)一定角度形成-螺旋，呈右手螺旋。酰胺平面平行于中心軸；,1.-螺旋(-helix),二. 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),肽鏈中的酰胺平面繞C相繼旋轉(zhuǎn)一定角度形成-螺旋，呈右手螺旋。酰胺平面平行于中心軸； 螺旋體中所有氨基酸殘基側(cè)鏈都伸向外側(cè)；,1.-螺旋(-helix),二. 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),肽鏈中的酰胺平面繞C相繼旋轉(zhuǎn)一定角度形成-螺旋，呈右手

3、螺旋。酰胺平面平行于中心軸； 螺旋體中所有氨基酸殘基側(cè)鏈都伸向外側(cè)； 每個氨基酸殘基的N-H都與前面第四個殘基C=O形成氫鍵； 每隔3.6個氨基酸殘基，螺旋上升一圈；每圈間距0.54nm。,1.-螺旋(-helix),1.-螺旋(-helix),（三）二級結(jié)構(gòu)單元的種類,二. 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),氫 鍵,由aa殘基的羰基與它后面第四個aa殘基上的氨基之間形成。,1.-螺旋(-helix),（三）二級結(jié)構(gòu)單元的種類,二. 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),氫 鍵,氫鍵基本上平行于中心軸。 主鏈上所有的肽鍵基本上都參與了氫鍵的形成，因此a-螺旋相當穩(wěn)定。,側(cè)鏈在a-螺旋結(jié)構(gòu)中的作用,1.-螺旋(-helix),（三

4、）二級結(jié)構(gòu)單元的種類,二. 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),R為Pro 時,N-Ca的旋轉(zhuǎn)受到限制； N上沒有氫，不能形成氫鍵。,所以有Pro時，就不能形成a-螺旋，從而使螺旋中斷或拐彎。,側(cè)鏈在a-螺旋結(jié)構(gòu)中的作用,1.-螺旋(-helix),（三）二級結(jié)構(gòu)單元的種類,二. 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),R為Gly 時,由于Ca上有2個氫，使其兩側(cè)的s鍵(Ca-C、Ca-N) 的轉(zhuǎn)動的自由度很大，即剛性很小,所以使螺旋的穩(wěn)定性大大降低。,側(cè)鏈在a-螺旋結(jié)構(gòu)中的作用,1.-螺旋(-helix),（三）二級結(jié)構(gòu)單元的種類,二. 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),帶相同電荷的氨基酸殘基連續(xù)出現(xiàn)時,側(cè)鏈之間存在著靜電斥力，使螺旋有舒展開來的

5、傾向。,所以使螺旋的穩(wěn)定性降低。,在角蛋白中幾乎全是a-螺旋,在球狀蛋白中，一般也都含有a-螺旋的區(qū)段,肌紅蛋白 (myoglobin),膜蛋白分子中，鑲嵌在膜內(nèi)的部分也是a-螺旋結(jié)構(gòu),2、-折疊(-pleated sheet),-折疊是由兩條或多條伸展的多肽鏈靠氫鍵聯(lián)結(jié)而成的鋸齒狀片狀結(jié)構(gòu)。,側(cè)鏈基團與C間的鍵幾乎垂直于折疊平面，R基團交替地分布于片層平面兩側(cè)。,-折疊分平行式和反平行式，后者更為穩(wěn)定。,N端在同一端。氨基酸之間沿軸相距0.325nm,N端不在同一端。氨基酸之間沿軸相距0.35nm,（三）二級結(jié)構(gòu)單元的種類,二. 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),2、-折疊(-pleated sheet),

6、（三）二級結(jié)構(gòu)單元的種類,二. 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),維持-折疊結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的力 氫鍵,2、-折疊(-pleated sheet),蠶絲的主要成分絲心蛋白中幾乎全是b-折疊(反平行式)。 b-折疊普遍存在于球狀蛋白質(zhì)中，如 胰蛋白酶、羧肽酶：,（三）二級結(jié)構(gòu)單元的種類,二. 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),3、-轉(zhuǎn)角（-turn）,也稱-回折，存在于球狀蛋白中。其特點是肽鏈回折180，使得氨基酸殘基的C=O和與第四個殘基的N-H形成氫鍵。,-轉(zhuǎn)角都在蛋白質(zhì)分子的表面。,（三）二級結(jié)構(gòu)單元的種類,二. 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),3、-轉(zhuǎn)角（-turn）,（三）二級結(jié)構(gòu)單元的種類,二. 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),Proline and glycine are prevalent in beta turns.,4、無規(guī)則卷曲（nonregular coil）,又稱自由卷曲，是指沒有一定規(guī)律的松散肽鏈結(jié)構(gòu)