《蛋白质化学下》PPT课件.ppt
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1、复 习,1、含有杂环的亚氨基酸是_。脯氨酸2、组成蛋白质的氨基酸除_外均含有不对称碳原子,所以具有_。甘氨酸,旋光性3、异亮氨酸属于哪一类氨基酸()A 支链 B 芳香族 C 杂环 D 碱性A4、下列属于必需氨基酸的是()A 天冬酰胺 B谷氨酰胺 C酪氨酸 D赖氨酸D,第三章 蛋白质化学(下),第六节 蛋白质的结构(重点),蛋白质结构的研究内容,由哪些氨基酸组成?各种氨基酸的含量?氨基酸之间如何连接?不同氨基酸的排列顺序如何?氨基酸长链的空间形状如何?,蛋白质的结构层次,一级结构二级结构超二级结构结构域三级结构四级结构,一、一级结构(序列),多肽链中氨基酸残基的排列顺序,也称为蛋白质的序列或蛋白
2、质的化学结构。左N右C,什么是序列分析?,根据完全水解所获得的氨基酸组成知识,按照预先设计好的策略,对多肽进行部分水解、末端测定、短序列分离和完全水解等,从而得出蛋白质多肽链的完整的氨基酸序列。,蛋白质序列分析的意义,研究蛋白质结构和功能的关系人类血红蛋白变种有300多种,有些变种严重影响分子的携氧的能力,进行序列分析有助于说明血红蛋白的结构与功能差异寻找基因根据蛋白质序列可以反推DNA序列,有助于确定基因和克隆基因,蛋白质序列分析原则,1、确定多肽链的数目,肽链拆分-获得单一多肽链,多肽链的拆分,非共价交联酸、碱、高浓度的盐、变性剂处理8mol/L尿素或6mol/L盐酸胍,通过链间二硫键交联
3、或者存在链内二硫键氧化或者还原二硫键使其断开,1)巯基乙醇法,用过量巯基乙醇还原二硫键使其断开加入碘乙酸保护生成的巯基,2)过甲酸法,加入发烟甲酸将二硫键氧化成磺酸基从而断开二硫键,3)二硫苏糖醇法,加入二硫苏糖醇或者二硫赤蘚糖醇还原二硫键,2、蛋白质多肽链的组成分析-确定每条肽链的氨基酸的种类和数量(需要蛋白质完全水解),蛋白质序列分析原则,3、蛋白质多肽链的末端分析-确定末端氨基酸N末端测定C末端测定,蛋白质序列分析原则,1)N-末端测定,DNFB法PITC法DNS法氨肽酶法,DNS法,丹磺酰氯(二甲基氨基萘磺酰氯)6mol/L HCl 105水解18hr,氨肽酶法,外切酶,从多肽链的N-
4、端逐个的向里水解根据不同的反应时间测出酶水解所释放出的氨基酸种类和数量,按反应时间和氨基酸残基释放量作动力学曲线,从而知道蛋白质的N-末端残基顺序,2)C-末端测定,肼解法多肽与肼在无水条件下加热,C-端氨基酸即从肽链上解离出来,其余的氨基酸则变成肼化物肼化物能够与苯甲醛缩合成不溶于水的物质而与C-端氨基酸分离,羧肽酶法,羧肽酶A作用于促肾上腺皮质激素氨基酸的释放曲线,4、对多肽链进行部分水解(酶解),获得一套短肽混合物;用不同的酶分别进行,得到几套短肽混合物,蛋白质序列分析原则,肽链部分水解的方法,化学法溴化氰法羟胺法酸酶解法(切点多,肽段大小不一)胰蛋白酶,1)溴化氰法,断开甲硫氨酸羧基参
5、与的肽键由于蛋白质中含有很少的甲硫氨酸,因此可以得到较大的片断,2)羟胺法,羟胺能专一地裂解Asn-Gly的肽键,5、分离短肽混合物-获得单一的短肽 6、测定所有短肽的的氨基酸序列,7、将所获得的所有序列进行拼凑,确定蛋白质序列8.测定二硫键位置,测出全部一级结构,蛋白质序列分析原则,二、二级结构,蛋白质多肽链自身的折叠和盘绕方式肽链骨架原子的相对空间位置,不涉及侧链维持二级结构的力:氢键,肽平面,肽平面各个原子所构成的键长、键角在蛋白质构象中恒定不变,二级结构的种类,-螺旋折叠转角自由回转,1、-螺旋,绝大多数为右手螺旋-角蛋白:全部由-螺旋构成结构要点每3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈每圈向
6、上移动0.54nm氨基酸残基侧链伸向外侧,相邻螺圈间形成氢键,氢键基本与中心轴平行SN:3.613,-螺旋,完成一个螺旋需3.6个氨基酸残基,螺旋每上升一圈,螺距为0.54nm,相邻两个氨基酸残基之间的轴心距为0.15nm,l维持螺旋的作用力是氢键,相邻螺圈之间 形成链内H键,H键的取向几乎与轴平行。H键位置:由每个残基的CO基与其相 邻的第四个残基的 NH的形成H键,所有肽键的NH和CO都参与氢键的形成,故-螺旋很稳定。,-螺旋,2、折叠 由两条或两条以上几乎完全伸展的肽链平行排列,通过链间氢键交联而成。肽链的主链成锯齿状折叠构象。,要点:l肽链几乎是完全伸展的,整个肽链成折叠形式。l两条或
7、多条链相互平行,按层排列,相邻的肽链之间形成肽 间的氢键,氢键由主链的-C=O与-NH之间形成氢键,所有的肽键都参与氢键的形成,氢键取向与肽链的长轴接近垂直。l-折叠两种类型:平行式:所有肽链的N端都在同一端。反平行式:相邻的两条肽链方向相反。,折叠,折叠(平行),氢键倾斜,折叠(反平行),氢键垂直,更稳定,球状蛋白质中广泛存在的一种结构肽链发生180度回折,回折角度就是-转角结构。维持力:由一个AA残基的C=O与第四个AA的残基的NH之间形成氢键。甘氨酸和脯氨酸易于形成-转角。,3、-转角,4、无规卷曲,无规卷曲是指多肽链主链部分形成的无规律的卷曲构象。,-螺旋,-折叠,-转角,无规卷曲,三
8、、超二级结构,二级结构和三级结构的过渡态若干相邻的二级结构彼此相互作用,形成有规则的二级结构组合体;不具有功能;组合方式:、,超二级结构(转角),超二级结构(),超二级结构(曲折),四、结构域,多肽链在超二级结构基础上进一步缠绕折叠形成紧密的近似球状的结构多结构域的酶分子的活性部位通常分布在结构域之间的“铰链区”上,有利于结构域发生相对运动,与底物结合,五、三级结构,由于侧链基团相互作用,多肽链进一步折叠或者卷曲构成复杂的空间结构,整个分子成为球状或者颗粒状多肽链上所有原子(包括主链和残基侧链)在三维空间的分布维持三级结构的主要作用力为疏水作用,其次为氢键、离子键、范德华力,疏水 相互作用,静
9、电相互作用,金属离子配位作用,折叠结构链间氢键,螺旋结构链内氢键,二硫键,侧链之间氢键,稳定蛋白质三级结构的主要作用力,鲸肌红蛋白,英国剑桥大学的John Kendrew等人 153个残基分成8段长度为724个氨基酸残基组成的螺旋区,各区之间通过18个松散的残基相连内部疏水,外部亲水,六、四级结构,分子量大的蛋白质由几条多肽链组成,肽链间没有共价键连接,这种肽链称为亚基四级结构指亚基的相互关系、空间排布和特定构象。维持四级结构的作用力主要为疏水作用,其次为氢键、离子键、范德华力;,马血红蛋白,英国剑桥大学Max Perutz经23年研究于1959年提出,七、蛋白质分子中的化学键,肽键二硫键酯键
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