蛋白质结构思维导图

这是一篇关于蛋白质结构的思维导图，讲述了一级结构、二级结构、三级结构、四级结构等方面，希望梳理的内容对你有所帮助！

蛋白质结构

• 蛋白质空间结构的数量限制：多肽链折叠受到空间限制,多肽链只有一种或很少几种构象
• 二级结构
  • 概念：蛋白质多肽链本身的盘绕与折叠方式
  • 分类
    • α-螺旋
      • 特点：右手螺旋；靠链内氢键维持稳定；Pro不能形成氢键，会中断α-螺旋
    • β-构象
      • 特点：由若干条肽链或肽段平行或反平行排列组成片状结构；主链骨架伸展成锯齿状；相邻主链之间形成氢键，氢键与肽链长轴接近垂直，靠氢键维持稳定；
      • 分为平行β-折叠和反平行β-折叠
    • β-转角
      • β-转角角度固定，稳定，有助于形成反平行式β-折叠
    • 自由回转（无规卷曲）
      • 没有一定规律的松散的肽链结构
      • 在球状蛋白质中含量最高，与生物活性有关，对维持蛋白质的柔软很重要
• 超二级结构
  • 概念：在球状蛋白质中，若干相邻的二级结构单元组合在一起，彼此相互作用，形成有规则、在空间上能辨认的的二级结构组合体，充当三级结构的构件
  • 举例：αα（范德华力为主要稳定因素），βαβ，βββ
• 结构域
  • 概念：多肽链在二级结构和超二级结构的基础上，形成三级结构的局部折叠区，是相对独立的紧密球状实体
  • 分类：较小的蛋白质是单结构域，较大的蛋白质含有多个结构域
  • 特点：不仅在空间上相对独立，往往也具有相对独立的生理功能
• 三级结构
  • 概念：多肽链在二级结构和超二级结构的基础上进一步盘旋、折叠，依靠非共价键的维系固定所形成的特定空间结构
  • 肌红蛋白：是第一个被确定具有三级结构的蛋白质，由153个氨基酸组成的一条多肽链组成
  • 球状蛋白质三级结构的特征
    • 1.多数球状蛋白质分子含有多种二级结构元件，以螺旋和折叠片构成分子的核心；
    • 2.球状蛋白质三维结构具有明显的折叠层次；
    • 3.球状蛋白质是紧密的球状或椭球状实体，多肽链在折叠过程中，各种二级结构彼此紧密装配。临近活性部分的区域密度比平均值低得多，使得该区域有较大的空间可塑性，构想容易发生变化；
    • 4.球状蛋白质疏水侧链埋藏在分子内部，亲水侧链暴露在分子表面；
    • 5.球状蛋白质分子表面有一个裂隙或空穴，是结合底物、效应物及形式生物学功能的活性部位。
• 蛋白质的空间结构：蛋白质多肽链中各个原子和基团在空间排列，包括二级结构、三级结构和四级结构。
• 一级结构
  • 概念：蛋白质中多肽链的数目及其氨基酸的种类、数量和序列。
  • 测定蛋白质的一级结构
    • 前提：蛋白质样品必须纯化；知道蛋白质的相对分子质量；知道蛋白质由几条多肽链组成。
    • 总体策略
      • 1.测定蛋白质分子的多肽链数目；
      • 2.非共价键维系的肽链的拆分；（8mol尿素或6mol盐酸胍）
      • 3.二硫键相连的多肽链以及肽链内的二硫键的断开；（以巯基乙醇或二硫苏糖醇还原二硫键，以烷基化试剂保护巯基）
      • 4.测定每条多肽链的氨基酸组成
      • 5.测定每条多肽链的N端残基；
        • N端测定
          • 化学法
            • DNS法（氨基的酰基化反应）
            • FDNB法（氨基的烃基化反应）
            • PITC法（氨基的烃基化反应）
          • 酶法
            • 氨肽酶法：专一性不强，从N端逐个水解
      • 6.测定每条多肽链的C端残基；
        • C端测定
          • 化学法
            • 硼氢化锂还原法
            • 肼解法
          • 酶法
            • 羧肽酶法
      • 7.多肽链的部分断裂；
        • 化学法
          • 溴化氢法：打开蛋氨酸的羧基肽键，形成高丝氨酸内酯
          • 羟氨法
        • 酶法
          • Trypsin
          • Chymotrypsin
          • Pepsin:疏水性很强的两个氨基酸残基
          • 其他蛋白酶（菠萝蛋白酶
      • 8.将得到的肽片段分离纯化；
      • 9.测定每个肽片段的氨基酸序列；
      • 10.确定每个肽片段和二硫键在肽链中的位置。
        • 肽片段的位置：用不同的酶水解，得两组肽段；分别测定两组肽段的aa顺序；比较找出重叠部分
        • 二硫键的位置：对角线电泳
• 四级结构
  • 概念：亚基之间的空间排布及相互作用（亚基：有些蛋白质含有两条以上多肽链，每条多肽链独立折叠自身独特的三级结构）
  • 寡聚蛋白质：由多个亚基组成的蛋白质。具有四级结构，每个亚基单独存在没有生物功能，多数寡聚蛋白质的亚基数量为偶数且对称排列。
  • 四级缔合在结构和功能上的优越性
    • 1.增强结构稳定性；
    • 2.提高遗传经济型和效率；
    • 3.使催化集团汇集在一起；
    • 4.具有别构效应和协同性。
      • 别构效应：寡聚蛋白质与配体结合改变蛋白质构象，进而导致其生物活性改变的现象
        • 分类：同促效应和异促效应
        • 协同性：正协同效应和负协同效应
• 维持蛋白质构象的主要作用力：次级键
  • 包括：氢键，疏水相互作用，离子键，范德华力
  • 氢键：维持二级结构的主要作用力
  • 疏水作用：两个非极性基团由于避开水相而被迫接近、聚集在一起的相互作用。
  • 离子键
  • 范德华力
  • 二硫键
• 蛋白质分子中氨基酸的种类、数量、排列顺序及多肽链中各个原子和基团在空间的排列。