河北科技大学：《生物化学》课程教学资源（PPT课件）第三章 蛋白质 第三节 蛋白质的三维结构

第三节蛋白质的三维结构 三维结构示意图 一、研究蛋白质构象的方法 二、稳定蛋白质三维结构的作用力 三、蛋白质的二、三、四级结构 四、蛋白质折叠和结构预测 ■本节小结

9/29/2024 2 第三节 蛋白质的三维结构 三维结构示意图 一、研究蛋白质构象的方法 二、稳定蛋白质三维结构的作用力 三、蛋白质的二、三、四级结构 四、蛋白质折叠和结构预测 本节小结

三维结构示意图 a (e) 00 Phospholipid membrane NH Collagen,a Myoglobin,a globular protein Bacteriorhodopsin fibrous protein

9/29/2024 3 三维结构示意图

一、研究蛋白质构象的方法(X一射线衍射法) 二、稳定蛋白质三维结构的作用力 非共价键：氢键、盐键（离子键）、疏水作用和范德华力 共价键：二硫键 疏水键 侧链氢键 硫键 氢键 NH,+盐键 维持蛋白质三维结构的各种作用力

9/29/2024 4 一、研究蛋白质构象的方法（X－射线衍射法） 二、稳定蛋白质三维结构的作用力 l 非共价键： 氢键、盐键(离子键) 、疏水作用和范德华力 l 共价键：二硫键 图4－6 维持蛋白质空间结构的化学键 二硫键 氢键 侧链氢键 疏水键 NH3＋盐键 CH3 CH3 维 持蛋白质三维结构的各种作用力

三、蛋白质的二、三、四级结构 (一)二级结构与纤维状蛋白质 二级结构：蛋白质主链的折叠产生由氢键维系 的有规则的构象。 主要有o-螺旋、B-折叠、B-转角。 这些结构可在一条多肽链的不同区段形成。 是由R基的短程顺序决定。 9129/2024 5

9/29/2024 5 三、蛋白质的二、三、四级结构 (一) 二级结构与纤维状蛋白质 v二级结构：蛋白质主链的折叠产生由氢键维系 的有规则的构象。 v主要有-螺旋、-折叠、-转角。 v这些结构可在一条多肽链的不同区段形成。 v是由R基的短程顺序决定

C一螺旋1950年L.Pau1ling 3.613 -一螺旋含量最丰富。 右手、偶极矩、帽化、协同性、 旋光能力 影响α螺旋形成的因素： pH、溶剂体系、温度。氨基酸组 成和排列顺序、R基的电荷性质、 R基的大小有关。脯氨酸残基和 R 3.6个氨基酸残基 甘氨酸残基处不能形成。 螺距为0.54nm 其他类型的螺旋： 310一螺旋和4.416一螺旋或π一螺旋 N 0=-570, =-4 9129/2024

9/29/2024 6 v3.613 - 螺旋含量最丰富。 v右手、偶极矩、帽化、协同性、 旋光能力 v影响-螺旋形成的因素： pH、溶剂体系、温度。氨基酸组 成和排列顺序、R基的电荷性质、 R基的大小有关。脯氨酸残基和 甘氨酸残基处不能形成。 v其他类型的螺旋： 310－螺旋和4.416－螺旋或π-螺旋 φ= -57O， ψ = -47O 3.6个氨基酸残基 螺距为0.54nm 1. -螺旋1950年L.Pauling

Carbon Hydroger xygen Nitroger 0.56n d6 mesidue (a) d 两亲螺旋：在这类螺旋中，和螺旋的轴相平行的两个侧面 的残基常有一些规律性的分布，一侧亲水残基较集中，其中 有较多的带电的残基；另一侧疏水残基较多。 9129/2024

9/29/2024 7 两亲螺旋：在这类螺旋中，和螺旋的轴相平行的两个侧面 的残基常有一些规律性的分布，一侧亲水残基较集中，其中 有较多的带电的残基；另一侧疏水残基较多

2.B-折叠 1951年Pauling等 ● 每条肽链称B折叠股，氢键交联。 ● -碳原子处于折叠的角上，R基团处于棱角上与棱角垂直，两个 氨基酸之间的轴心距为0.35nm; ●大多数B片层中的一些B折叠是按右手方向扭曲的

9/29/2024 8 2. -折叠 1951年Pauling等 l 每条肽链称β折叠股，氢键交联。 l -碳原子处于折叠的角上，R基团处于棱角上与棱角垂直，两个 氨基酸之间的轴心距为0.35nm； l 大多数β片层中的一些β折叠是按右手方向扭曲的

平行式构象：φ=-1190，Ψ=+1130 反平行式： 0=-1390,Ψ=+1350 影响因素：同o螺旋 HN HN HN ② ③ NH NH -HN H (a) b)

9/29/2024 9 平行式构象：φ= -119O， ψ = ＋113O 反平行式： φ= -139O， ψ = ＋135O l 影响因素：同-螺旋

3.B-转角（β-弯曲 )-turn 在B一转角部分，由四个氨基酸残基组成：含有相当比例的极性残 基；主要存在于球状蛋白分子表面。 显示一定的刚性；又有柔性。 甘氨酸和脯氨酸常出现在转角中 ④ =0 H ⑤ N-H-0= N -H C。 9/29/2024 H-N C=0

9/29/2024 10 3. -转角(- 弯曲）-turn l 在-转角部分，由四个氨基酸残基组成;含有相当比例的极性残 基；主要存在于球状蛋白分子表面。 l 显示一定的刚性；又有柔性。 l 甘氨酸和脯氨酸常出现在转角中

4. 2环形 这类肽段的外形和希腊字母“Ω” 相似，故称为Q环形。从形式上 看，Ω环形可以看成是转角的延 伸。 由不超过16个残基（最常见的 是由6一8个残基)组成的肽段 尤其以8个残基的小环最多； B-凸起 9129/2024 Cice G邮 k

9/29/2024 11 4.Ω环形 § 这类肽段的外形和希腊字母“Ω” 相似，故称为Ω环形。从形式上 看，Ω环形可以看成是转角的延 伸。 § 由不超过16个残基（最常见的 是由6－8个残基）组成的肽段， 尤其以8个残基的小环最多； -凸起