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见沈同P155。·中科院2007年生物化学(甲)试题与答案
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<2>?-折叠:肽链在空间的走向为锯齿折叠状,见P97。跟纤维素的相似。
二面角(?,?)=(-119℃,+113℃)。
维持?-折叠的力量:链间的氢键,它产生于一个肽平面的C=O与相邻肽链的在空间上邻近的另一个肽平面的N-H之间,见P98,两条肽链上的肽平面互相平行,形成片层结构。见P97。
?-折叠有平行式和反平行式两种见P98。
平行式:两条链的走向相同,N-C
N-C
反平行式:两条链的走向相反,N-C
C-N
反平行式的?-折叠比平行式的更稳定
一条肽链回折后就可形成两条走向相反肽段,就可以形成反平行式的?-折叠,?-折叠不限于两条肽链之间,多条肽链可以形成很宽的?-折叠片层,片层与片层之间以范德华力相互作用,形成厚厚的垫子。
?-右手螺旋与?-折叠相比更具弹性,不易拉断,?-折叠易拉断,?-右手螺旋经加热后可变成?-折叠,长度增加,毛衣越洗越长也是这种变化。
<3>左手螺旋:存在于胶原蛋白中,aa残基组成为(-Gly-Pro-Y-),Y为 HyPro或HyLys靠链间氢键和范德华力来维持。见沈同P158。
<4>U型回折:也叫?-转角,肽链在某处回折1800所形成的结构。这个结构包括的长度为4个aa残基,其中的第三个为Gly,稳定该结构的力量是第一和第四个aa残基之间形成的氢键。在黑板上演示。
<5>310螺旋:是?-右手螺旋的过渡形式,又廋又长,每个氢键串起的长度为3个肽平面或3.6个aa残基,被氢键串起来的这个环上含有10原子。
<6>无规卷曲:无固定的走向,但也不是任意变动的,它的2个二面角(?,?)有个变化范围。
从结构的稳定性上看?-右手螺旋>?-折叠> U型回折>无规卷曲,而从功能上看正好相反,酶与蛋白质的活性中心通常由无规卷曲充当,?-右手螺旋和?-折叠一般只起支持作用。
3.超二级结构:空间相邻的几个2级结构形成的更复杂的结构,其类型有
<1>左手超螺旋:3根?-右手螺旋拧到一起形成一个左手超螺旋,如头发中的角蛋白,见沈同P155。
<2>右手超螺旋:3根左手螺旋拧到一起形成一个右手超螺旋,如胶原蛋白,见沈同P158。本教材P103有误。
<3>??:相邻的2根?-右手螺旋拧到一起形成一个左手超螺旋,见P98。
<4>?×?:一个连接链连着2个?折叠,平行式,这个连接链可以很长。见P98。
<5>???:3段?折叠和2段?螺旋相间形成,见P98。
<6>???:以2段U-型回折连接着的3段?折叠,反平行式。见P98。
4.结构域:长肽链(多于150个aa),在二级结构的基础上通过多次折叠,在空间上形成一些半独立的球状结构,叫结构域,它是三级结构的一部分,结构域之间靠无规卷曲连接。也就是说将三级结构拆开后首先看到的结构。草图显示。
四.蛋白质的三级结构和四级结构
1.三级结构:即蛋白质的三维结构、构象,指其中所有原子的空间排布,是结构域再经过卷曲和折叠后形成的。如果蛋白质是单条肽链,则三级结构就是它的最高级结构,三级结构由二硫键和次级键(氢键、疏水键、离子键、范德华力)维持。P99是肌红蛋白的三级结构。
2.四级结构:多条肽链通过非共价键(氢键、疏水键、离子键、范德华力)形成的聚合体的结构就是四级结构,注意,由二硫键连接的几条肽链不具有四级结构。每条肽链都有自己的三级结构,称为亚基或亚单位,一般情况下,具有四级结构的蛋白质含有的肽链不会太多,故称这类蛋白质为寡聚蛋白,如寡聚酶等。
五.蛋白质的结构与功能
1.蛋白质的结构与功能的关系
<1>每一种蛋白质都具有特定的结构,也具有特定的功能。
<2>蛋白质的结构决定了蛋白质的功能。
<3>蛋白质的功能直接由其高级结构(构象)决定。例子,蛋白质的变性现象。
<4>蛋白质的一级结构决定高级结构(构象),因此,最终决定了蛋白质的功能。例子,人工合成胰岛素,A、B链分别合成,等比例混合后就有活性。而生物合成胰岛素则是先合成一条长肽链,形成正确的二硫键,而后再剪去中间的C肽才形成胰岛素的。草图显示。
2.蛋白质结构与功能实例
<1>免疫球蛋白G:即抗体G,IgG(Immuno globe),由免疫细胞B分泌出的蛋白质,可以特异的结合抗原并消灭之,这就是免疫反应。
IgG的一级结构:四条肽链,2重2轻(L2H2),对称排列,LHHL,有12条链内二硫键,4条链间二硫键,见草图。对其aa的分析发现,IgG分为V区(可变区)和C区(恒定区)。
二级结构:几乎全是?折叠,由无规卷曲连接。
结构域:有12个球体,每个均被二硫键锁住。
三级结构:T型和Y型,属于球蛋白。
没有四级结构。
IgG的功能:V区负责结合抗原,像钳子一样夹住抗原,体现了IgG的特异性,2价。C区负责结合补体(一种酶,可以水解抗原),也是2价,结合部位在寡糖链处的铰链区。IgG的动态作用过程用人体演示。
<2>肌红蛋白:Mb(Myoglobin),哺乳动物的肌肉中储存氧气的蛋白质,水生的哺乳动物体内尤为发达(如鲸鱼),因此,它们可以憋气很长时间,研究用Mb一般由鲸鱼提供。
一级结构:单条肽链,153个aa,其中的83个aa为保守序列(即同源蛋白质均相同,是决定功能的最重要序列),含有一分子血红素辅基,见P104,其中保持Fe2+,血红素通过Fe2+以配位键吊在肽链的His的咪唑基上,示意。O2将结合在Fe2+上。
二级结构:几乎全是?-右手螺旋,中间由无规卷曲和结来连接。
三级结构:扁平的菱形,见P99或沈同P172,属于球蛋白。
功能:储存氧气。其三级结构在分子表面形成一个疏水的空穴,血红素即藏在其中,该空穴允许O2进入而拒绝水的进入,保证了Fe2+结合O2而避免了Fe2+→Fe3+。
Mb结合氧气的特征可以由氧合曲线来描述,见P104,为双曲线形。其中的氧饱和度(饱和百分数)为Mb O2/(Mb O2+ Mb),P O2为氧的分压。从图中可以看出,Mb倾向于结合氧气而不愿意放出氧气,所以它的功能是储存氧气,只有在P O2极低的时候(体内缺氧的时候)它才释放出氧气。另外,C O可以与O2竞争性的结合Mb。
<3>血红蛋白:Hb(Hemoglobin),在人体中有三种,HbA,HbA 2,HbF(仅存于胎儿中),三者的结构和功能大同小异,此处以HbA为例。
一级结构:4条链,?2?2。?141,?146,每条肽链都结合着一分子的血红素,两条?链之间还夹着一分子DPG(二磷酸甘油酸),每条肽链都有保守序列。
二级结构:4条链均同Mb, 几乎全是?-右手螺旋,中间由无规卷曲和结来连接。
三级结构:4条链均同同Mb, 扁平的




