蛋白质的二级结构.ppt

P58P58P58P58蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构 二二. . 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构  二二. . 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 v虽是单键却有虽是单键却有双键双键性质性质v周边六个原子在周边六个原子在同一平面同一平面上上v前后两个前后两个a a-carbon-carbon在在对角对角( (trans)trans)CNCHaNCOCa0.1230.123nmnm0.1320.132nmnm0.1530.153nmnm0.1470.147nmnm 二二. . 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 酰胺平面酰胺平面 II IIC Ca a a a-C -C 和和和和C Ca a a a-N -N 之间是之间是之间是之间是s s s s 键，可以自由旋转键，可以自由旋转键，可以自由旋转键，可以自由旋转酰胺平面酰胺平面 I IC Ca aC Ca aC Ca aC CC CH HOOOON NN NR RH HH H 蛋白质的蛋白质的二级结构二级结构指多肽链本身通过氢键沿一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。

定方向盘绕、折叠而形成的构象 二级结构的概念 二二. . 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 天然蛋白质主要二级结构单元包括：天然蛋白质主要二级结构单元包括：a-螺旋螺旋 (a-helix) b b-折叠折叠 (b b-pleated sheet) b b-转角转角 (b b-turn) 无规卷曲无规卷曲 (nonregular coil)二级结构的概念 二二. . 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 1.1.α-α-螺旋螺旋( (α-helix)α-helix) 二二. . 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构  二二. . 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 uu肽肽肽肽链链链链中中中中的的的的酰酰酰酰胺胺胺胺平平平平面面面面绕绕绕绕C C C Cα α相相相相继继继继旋旋旋旋转转转转一一一一定定定定角角角角度度度度形形形形成成成成α-α-α-α-螺螺螺螺旋旋旋旋，，，，呈呈呈呈右手螺旋右手螺旋右手螺旋右手螺旋酰胺平面平行于中心轴酰胺平面平行于中心轴酰胺平面平行于中心轴酰胺平面平行于中心轴1.1.α-α-螺旋螺旋( (α-helix)α-helix) 二二. . 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 uu肽肽肽肽链链链链中中中中的的的的酰酰酰酰胺胺胺胺平平平平面面面面绕绕绕绕C C C Cα α相相相相继继继继旋旋旋旋转转转转一一一一定定定定角角角角度度度度形形形形成成成成α-α-α-α-螺螺螺螺旋旋旋旋，，，，呈呈呈呈右右右右手手手手螺螺螺螺旋旋旋旋。

酰胺平面平行于中心轴；酰胺平面平行于中心轴；酰胺平面平行于中心轴；酰胺平面平行于中心轴；1.1.α-α-螺旋螺旋( (α-helix)α-helix) 二二. . 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 uu肽肽肽肽链链链链中中中中的的的的酰酰酰酰胺胺胺胺平平平平面面面面绕绕绕绕C C C Cα α相相相相继继继继旋旋旋旋转转转转一一一一定定定定角角角角度度度度形形形形成成成成α-α-α-α-螺螺螺螺旋旋旋旋，，，，呈呈呈呈右右右右手手手手螺螺螺螺旋旋旋旋酰胺平面平行于中心轴；酰胺平面平行于中心轴；酰胺平面平行于中心轴；酰胺平面平行于中心轴；uu螺螺螺螺旋旋旋旋体体体体中中中中所所所所有有有有氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸残残残残基基基基侧侧侧侧链链链链都都都都伸伸伸伸向外侧；向外侧；向外侧；向外侧；1.1.α-α-螺旋螺旋( (α-helix)α-helix) 二二. . 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 uu肽肽肽肽链链链链中中中中的的的的酰酰酰酰胺胺胺胺平平平平面面面面绕绕绕绕C Cα α相相相相继继继继旋旋旋旋转转转转一一一一定定定定角角角角度度度度形形形形成成成成α-α-螺螺螺螺旋旋旋旋，，，，呈呈呈呈右右右右手手手手螺螺螺螺旋旋旋旋。

酰酰酰酰胺胺胺胺平平平平面面面面平行于中心轴；平行于中心轴；平行于中心轴；平行于中心轴；uu螺螺螺螺旋旋旋旋体体体体中中中中所所所所有有有有氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸残残残残基基基基侧侧侧侧链链链链都都都都伸伸伸伸向向向向外外外外侧；侧；侧；侧；uu每每每每个个个个氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸残残残残基基基基的的的的N-HN-H都都都都与与与与前前前前面面面面第第第第四四四四个个个个残基残基残基残基C=OC=O形成形成形成形成氢键氢键氢键氢键；；；；uu每每每每隔隔隔隔3.63.6个个个个氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸残残残残基基基基，，，，螺螺螺螺旋旋旋旋上上上上升升升升一一一一圈圈圈圈；；；；每圈间距每圈间距每圈间距每圈间距0.54nm0.54nm1.1.α-α-螺旋螺旋( (α-helix)α-helix)1.α-螺旋(α-helix)（三）二级结构单元的种类 二二. . 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 氢氢氢氢氢氢 键键键键键键由由由由aaaaaaaa残残残残基基基基的的的的羰羰羰羰基基基基与与与与它它它它后后后后面面面面第第第第四个四个四个四个aaaaaaaa残基上的残基上的残基上的残基上的氨基氨基氨基氨基之间形成。

之间形成之间形成之间形成所以，该所以，该所以，该所以，该a a a a- -螺旋为螺旋为螺旋为螺旋为3.63.61313 型型型型1.α-螺旋(α-helix)（三）二级结构单元的种类 二二. . 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 氢氢氢氢氢氢 键键键键键键氢键基本上平行于中心轴氢键基本上平行于中心轴氢键基本上平行于中心轴氢键基本上平行于中心轴主主主主链链链链上上上上所所所所有有有有的的的的肽肽肽肽键键键键基基基基本本本本上上上上都都都都参参参参与与与与了氢键的形成，因此了氢键的形成，因此了氢键的形成，因此了氢键的形成，因此a-a-a-a-螺旋相当稳定螺旋相当稳定螺旋相当稳定螺旋相当稳定侧链在侧链在a-a-螺旋结构中的作用螺旋结构中的作用1.α-螺旋(α-helix)（三）二级结构单元的种类 二二. . 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 vvR R R R为为为为ProProProPro 时时时时ØØN-CN-CN-CN-Ca a a a的旋转受到限制；的旋转受到限制；的旋转受到限制；的旋转受到限制；ØØN N N N上没有氢，不能形成氢键。

上没有氢，不能形成氢键上没有氢，不能形成氢键上没有氢，不能形成氢键所所所所以以以以有有有有ProProProPro时时时时，，，，就就就就不不不不能能能能形形形形成成成成a-a-a-a-螺螺螺螺旋旋旋旋，，，，从从从从而使螺旋中断或拐弯而使螺旋中断或拐弯而使螺旋中断或拐弯而使螺旋中断或拐弯侧链在侧链在a-a-螺旋结构中的作用螺旋结构中的作用1.1.α-α-螺旋螺旋( (α-helix)α-helix)（三）二级结构单元的种类 二二. . 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 vvR R为为为为GlyGly 时时时时ØØ由由由由于于于于CaCaCaCa上上上上有有有有2 2 2 2个个个个氢氢氢氢，，，，使使使使其其其其两两两两侧侧侧侧的的的的s s s s键键键键( ( ( (Ca-Ca-Ca-Ca-C C C C、、、、CaCaCaCa-N) -N) -N) -N) 的的的的转转转转动动动动的的的的自自自自由由由由度度度度很很很很大大大大，，，，即即即即刚刚刚刚性性性性很很很很小小小小所以使螺旋的稳定性大大降低所以使螺旋的稳定性大大降低所以使螺旋的稳定性大大降低所以使螺旋的稳定性大大降低。

侧链在侧链在a-a-螺旋结构中的作用螺旋结构中的作用1.1.α-α-螺旋螺旋( (α-helix)α-helix)（三）二级结构单元的种类 二二. . 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 vv带带带带相同电荷的氨基酸残基连续相同电荷的氨基酸残基连续相同电荷的氨基酸残基连续相同电荷的氨基酸残基连续出现时出现时出现时出现时ØØ侧侧侧侧链链链链之之之之间间间间存存存存在在在在着着着着静静静静电电电电斥斥斥斥力力力力，，，，使使使使螺螺螺螺旋旋旋旋有有有有舒舒舒舒展开来的倾向展开来的倾向展开来的倾向展开来的倾向所以使螺旋的稳定性降低所以使螺旋的稳定性降低所以使螺旋的稳定性降低所以使螺旋的稳定性降低动动物物毛毛发发的的主要成分主要成分ØØ在角蛋白中几乎全是在角蛋白中几乎全是在角蛋白中几乎全是在角蛋白中几乎全是a a a a- -螺旋螺旋螺旋螺旋ØØ在球状蛋白中，一般也都含有在球状蛋白中，一般也都含有在球状蛋白中，一般也都含有在球状蛋白中，一般也都含有a a a a- -螺旋的区段螺旋的区段螺旋的区段螺旋的区段肌红蛋白 (myoglobin)ØØ膜蛋白分子中，镶嵌在膜内的部分也是膜蛋白分子中，镶嵌在膜内的部分也是膜蛋白分子中，镶嵌在膜内的部分也是膜蛋白分子中，镶嵌在膜内的部分也是a a a a- -螺旋结构螺旋结构螺旋结构螺旋结构2 2、、β-β-折叠折叠( (β-pleated sheet) β-pleated sheet) β-β-折折叠叠是是由由两两条条或或多多条条伸伸展展的的多多肽肽链链靠靠氢氢键键联结而成的锯齿状片状结构。

联结而成的锯齿状片状结构 侧侧链链基基团团与与C Cαα间间的的键键几几乎乎垂垂直直于于折折叠叠平平面面，，R R基团交替地分布于片层平面两侧基团交替地分布于片层平面两侧 β- β-折叠分平行式和反平行式，后者更为稳定折叠分平行式和反平行式，后者更为稳定N N端在同一端氨端在同一端氨基酸之间沿轴相基酸之间沿轴相距距0.3250.325nmnmN N端不在同一端氨端不在同一端氨基酸之间沿轴相距基酸之间沿轴相距0.350.35nmnm（三）二级结构单元的种类 二二. . 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 2、β-折叠(β-pleated sheet) （三）二级结构单元的种类 二二. . 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 维持维持β β- -折叠结构稳定性的力折叠结构稳定性的力 —— —— 氢键氢键2 2、、β-β-折叠折叠( (β-pleated sheet) β-pleated sheet) 蚕丝的主要成分蚕丝的主要成分— —丝心蛋白中几乎全是丝心蛋白中几乎全是b-b-折叠折叠( (反平行式反平行式) ) b-b-折叠普遍存在于球状蛋白质中，如折叠普遍存在于球状蛋白质中，如 胰蛋白胰蛋白酶、羧肽酶：酶、羧肽酶：（三）二级结构单元的种类 二二. . 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 3 3、、β-β-转角（转角（β-turnβ-turn）） 也也称称β-β-回回折折，，存存在在于于球球状状蛋蛋白白中中。

其其特特点点是是肽肽链链回回折折180°180°，，使使得得氨氨基基酸酸残残基基的的C=OC=O和和与与第第四四个个残残基基的的N-HN-H形形成氢键 β- β-转角都在蛋白转角都在蛋白质分子的表面质分子的表面三）二级结构单元的种类 二二. . 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 3 3、、β-β-转角（转角（β-turnβ-turn））（三）二级结构单元的种类 二二. . 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 Proline and glycine are prevalent in beta turns.4 4、无规则卷曲（、无规则卷曲（nonregular coilnonregular coil）） 又又称称自自由由卷卷曲曲，，是是指指没没有有一一定定规规律律的的松松散散肽肽链链结构酶的功能部位常常处于这种构象区域酶的功能部位常常处于这种构象区域 无无规规卷卷曲曲常常出出现现在在a-a-螺螺旋旋与与a-a-螺螺旋旋、、a-a-螺螺旋旋与与β-β-折折叠叠、、 β-β-折折叠叠与与β-β-折折叠叠之之间间。

它它是是形形成成蛋蛋白白质三级结构所必需的质三级结构所必需的三）二级结构单元的种类 二二. . 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 。