《生物化学》课程PPT教学课件：第5章 蛋白质的三维结构

第5章蛋白质的三维结构 、研究蛋白质构象的方法 稳定蛋白质三维结构的作用力 、多肽主链折叠的空间限制 四、二级结构:多肽链折叠的规则方式 五、纤维状蛋白质 六、超二级结构和结构域 七、球状蛋白质与三级结构 八、膜蛋白的结构 九、蛋白质折叠和结构预测 十、亚基缔合和四级结构

第5章 蛋白质的三维结构 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、多肽主链折叠的空间限制 四、二级结构：多肽链折叠的规则方式 五、纤维状蛋白质 六、超二级结构和结构域 七、球状蛋白质与三级结构 八、膜蛋白的结构 九、蛋白质折叠和结构预测 十、亚基缔合和四级结构

、研究蛋白质构象的方法 (X射线衍射法) 用X射线衍射研究蛋白质的构象时,蛋 白质必须结晶。用波长很短的X射线 (=0.154mm)照射蛋白质晶体,发生散射, 底片曝光后,得到衍射图,再经计算机处理, 绘出电子密度图,从中构建出三维分子图像

一、研究蛋白质构象的方法 用X射线衍射研究蛋白质的构象时，蛋 白 质 必 须 结 晶 。 用 波 长 很 短 的 X 射 线 （λ=0.154nm）照射蛋白质晶体，发生散射， 底片曝光后，得到衍射图，再经计算机处理， 绘出电子密度图，从中构建出三维分子图像。 （X射线衍射法）

肌红蛋白的Ⅹ射线衍射图 新乐∷ ● 非非●

肌红蛋白的X射线衍射图

音分肜的 N 电子密度图 肌红蛋白分子中 H NHb

肌 红 蛋 白 分 子 中 部 分 肽 链 的 电 子 密 度 图

研究溶液中蛋白质构象的 光谱学方法 (紫外差光谱) 蛋白质中的Trp、Tyr、Phe等残基有紫外吸收, 紫外吸收的指标有两个,即最大吸收波长(max) 和摩尔消光系数(ε)。这些残基处于不同的微环境 下时,它们的λmax和ε会发生相应的变化。环境极 性增大会引起吸收峰向短波方向移动,称为蓝移, 反之,引起红移。测定两个样品(同一蛋白溶液, 条件有所改变,如pH、溶剂种类、离子强度或温度 等)的紫外吸收光谱之差(差光谱),可以得知这 些基团的徼环境

研究溶液中蛋白质构象的 光谱学方法 （紫外差光谱） 蛋白质中的Trp、Tyr、Phe等残基有紫外吸收， 紫外吸收的指标有两个，即最大吸收波长（λmax） 和摩尔消光系数（ε）。这些残基处于不同的微环境 下时，它们的λmax和ε会发生相应的变化。环境极 性增大会引起吸收峰向短波方向移动，称为蓝移， 反之，引起红移。测定两个样品（同一蛋白溶液， 条件有所改变，如pH、溶剂种类、离子强度或温度 等）的紫外吸收光谱之差（差光谱），可以得知这 些基团的微环境

紫外差光谱 在极性溶剂中,如果蛋白质中某种氨基酸残 基的λmax和大于自由存在的同一种氨基酸的 λmax和,说明这种氨基酸残基一定位于蛋白质 分子的内部,并被非极性氨基酸残基所包围。如 果蛋白质的紫外吸收光谱对溶剂的极性变化很敏 感,则产生max和变化的氨基酸残基一定位于 蛋白质分子表面

紫外差光谱 在极性溶剂中，如果蛋白质中某种氨基酸残 基的λmax和ε大于自由存在的同一种氨基酸的 λmax和ε，说明这种氨基酸残基一定位于蛋白质 分子的内部，并被非极性氨基酸残基所包围。如 果蛋白质的紫外吸收光谱对溶剂的极性变化很敏 感，则产生λmax和ε变化的氨基酸残基一定位于 蛋白质分子表面

Tyr在pH6和pH13的吸收光谱 在pH6的λ最大=274nm 在pHl3的λ最大=295mm 4000 2000 H13 250 290 310 λ(nm) 是否处于解离状态可以通过紫外吸收光谱测出

Tyr在pH6和pH13的吸收光谱 Tyr是否处于解离状态可以通过紫外吸收光谱测出

荧光测定 有些物质可以吸收某种波长的辐射,吸收的能 量少部分转变成热量,大部分在109~10-8秒内以 较长的波长发出辐射,这种发出的辐射称为荧光。 在蛋白质中,Trp和Tyr残基是主要的荧光基团, Phe残基也能发出荧光。它们的荧光λmax分别为 348nm、303nm和282nm。这些残基的微环境的不 同会导致λmax和的不同,根据其荧光变化可以得 知其所处的微环境

荧光测定 有些物质可以吸收某种波长的辐射，吸收的能 量少部分转变成热量，大部分在10－9～10－8秒内以 较长的波长发出辐射，这种发出的辐射称为荧光。 在蛋白质中，Trp和Tyr残基是主要的荧光基团， Phe残基也能发出荧光。它们的荧光λmax分别为 348nm、303nm和282nm。这些残基的微环境的不 同会导致λmax和ε的不同，根据其荧光变化可以得 知其所处的微环境

荧光分光光度计工作原理图 激发光 透射光 激发 单色器 荧光 光源 荧光 比色杯 单色器 探测器

荧光分光光度计工作原理图

酪氨酸的吸收光谱 与荧光光谱 荧光 喂做米 吸收 230250270290310330350370 波长/nm

酪氨酸的吸收光谱 与荧光光谱