主讲老师：郭巧玲ZhangzhouInstituteofTechnolony蛋白质的分子结构
蛋白质的分子结构 1952年丹麦人最早提出蛋白质的结构可以分成四个层次: 一级结构：氨基酸序列 二级结构：α螺旋，β折叠 三级结构：所有原子空间位置四级结构：蛋白质多聚体1969年正式将一级结构定义为氨基酸序列和双硫键的位置。介于二级结构和三级结构之间还存在超二级结构（二级结构的组合）和结构域（在空间上相对独立）这两个层次。
蛋白质的分子结构一、蛋白质分子的一级结构一级结构是指蛋白质分子中氨基酸残基的排列顺序，是由氨基酸通过肽键和二硫键相连而成。2、蛋白质一级结构是蛋白质作用的特异性、空间结构的差异性及生物功能多样性的基础。1、不同蛋白质单链数不同：如牛核糖核酸酶由一条链组成；胰岛素分子由两条链组成；血红蛋白由四条链组成。
蛋白质的分子结构（一）蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构是以肽键连接aa的线性序列。1、肽和肽键的结构：肽：一个氨基酸的α-羧基和另一氨基酸的α-氨基脱水缩合而成的化合物。
蛋白质的分子结构肽键将氨基酸与氨基酸头尾相连
蛋白质的分子结构2、肽链的基本连接方式——肽键肽键：为1个氨基酸的α-氨基和另一氨基酸的α-羧基之间脱水后形成的共价键，即酰胺键。此为蛋白质中氨基酸连接的基本方式。
蛋白质的分子结构1）肽键具高度稳定性；2）具双键性质，不能自由转动；3）肽单元呈平面化和刚性性质；4）C=O与—NH反式排列。
蛋白质的分子结构蛋白质的结构3、肽链间/内的连接——二硫键：概念：由肽链中相应部位上两个半胱氨酸脱氢连接而成，此称胱氨酸残基，是连接肽链内或肽链间的主要桥键。功能：稳定肽链空间结构；赋予一定生物活力。
蛋白质的分子结构蛋白质的结构二硫键的种类有多种
蛋白质的分子结构一级结构举例牛胰岛素分子由51个氨基酸残基组成的两条链构成，两条链之间通过二硫键联接。牛胰岛素是最先被确定一级结构的蛋白质，主要调节糖代谢。SSSS719301SS711202116A链B链N-端C-端
蛋白质的分子结构牛胰岛素的一级结构
蛋白质的分子结构(二)蛋白质分子的二级结构1、概念：二级结构是指多肽链中彼此靠近的氨基酸残基之间由于氢键相互作用而形成的空间关系，即多肽链本身的折叠方式。注：氢键是维系二级结构的重要作用力。2、二级结构的类型α–螺旋β–折叠β-转角无规卷曲（自由回转）
蛋白质的分子结构3、超二级结构目前发现的超二级结构有三种基本形式：αα、βββ、βαβ，尤以βαβ组合最为常见。是指在多肽链内相邻的二级结构单元在空间折叠中靠近，彼此相互作用，形成规则的二级结构聚集体。
蛋白质的分子结构超二级结构示意图βαββββαα
蛋白质的分子结构（三）球状蛋白的三级结构注：蛋白质三级结构的稳定主要靠次级键，包括疏水键、氢键、盐键以及范德华力。1、蛋白质分子的三级结构是指蛋白质的多肽链在各种二级结构的基础上再进一步盘曲或折叠形成具有一定规律的三维空间结构。
蛋白质的分子结构2、三级结构构象的共同特点：（5）三级结构的形成意味着蛋白质分子的生物活性部位的形成。（1）三级结构构象近似球形。（2）一般情况下，亲水基团相对集中在球形分子的表面，疏水基团相对集中在分子内部，形成所谓“亲水表面，疏水核”。（3）疏水键在维持三级结构构象方面起重要作用。（4）整个分子较为紧凑地束缚在一起，内部只有能容纳几个水分子的小空腔或完全缺乏这种小腔。
蛋白质三级结构示意图A～H代表α-螺旋区
蛋白质的分子结构肌红蛋白三级结构示意图
蛋白质的分子结构（四）蛋白质分子的四级结构许多球蛋白是由两条或多条肽链构成的，这些肽链间并无共价键连接，每条肽链都有各自的一、二、三级结构，这些肽链称为亚基。蛋白质的四级结构是指两个或两个以上具有三级结构的肽链（亚基）通过次级键相互作用而形成蛋白质的复杂空间结构称为四级结构。2、亚基1、四级结构的涵义
蛋白质的分子结构3、蛋白质四级结构特点：（3）亚基单独存在时无生物活性或活性很小，只有通过亚基相互聚合成四级结构时，蛋白质才具有完整的生物活性。（1）有多个亚基；（2）稳定性主要靠亚基间的疏水键相互作用维持，盐键、氢键、范德华力等次