b、肽键是一个平面——肽键平面(peptideplane)或酰胺平面(amideplane),肽键中4个原子及两个相邻的C?位于一个平面上。第30页,共61页,星期日,2025年,2月5日c、在大多数情况下,肽键为反式构型(例外:Pro有顺反两种构型)。在反式构型中,两个C?原子及其取代基团互相远离,在顺式构型中,它们互相接近,引起C?上的R基团之间的空间位阻。因而反式构型比顺式构型稳定。(尽管绕肽键旋转存在很大的障碍,但肽单位可以选择两种可能构象中的一种:反式(trans)构象,或顺式(cis)构象。)第31页,共61页,星期日,2025年,2月5日例外:在X-pro序列中的肽键,它可以是顺式的,也可以是反式的(因为四氢吡咯环引起的空间位阻消去了反式构型的优势),从而导致相关多肽链或蛋白质的不同构象。()C?C?C?C?第32页,共61页,星期日,2025年,2月5日由于连接在两个a-碳上的侧链基团之间的立体干扰,不利于顺式构象的形成,对伸展的反式构象的形成有利,因此蛋白质中几乎所有的肽单位都是反式构象。但也有例外,一般都出现在脯氨酸的酰胺氮参与的肽键,只是顺式构象引起的立体干扰比反式构象多些。通过X-射线晶体分析发现蛋白质中大约有6%的脯氨酸残基处于顺式构象.第33页,共61页,星期日,2025年,2月5日2、多肽链的构象★多肽链可以看成由Cα串联起来的无数个酰胺平面组成第34页,共61页,星期日,2025年,2月5日★当Φ(Ψ)旋转键两侧的主链呈顺式时,规定Φ(Ψ)=0°
?
★从Cα沿键轴方向看,顺时针旋转的Φ(Ψ)角为正值,反之为负值。
第35页,共61页,星期日,2025年,2月5日?由于空间位阻,实际的取值范围相当有限。
??和?所规定的构象能否存在,主要取决于两个相邻肽单位中非共价键合原子之间的接近有无阻碍。
第36页,共61页,星期日,2025年,2月5日可允许的?角和?角拉氏构象图(Ramachandranplot):根据非键合原子之间的最小接触距离确定二面角(?,?)的允许范围。以?为横坐标,以?为纵坐标,在坐标图上标出,该坐标图称拉氏构象图。Cα上的R基的大小与带电性影响?和?第37页,共61页,星期日,2025年,2月5日ARamachandrandiagramshowingthestericallyreasonablevaluesoftheangles?and?.一般允许区最大允许区?-157o~-53o-180o~-45o?-60o~-40o-71o~-22o或+92o~+179o+20o~+180o第38页,共61页,星期日,2025年,2月5日⑴深蓝色区域:允许区,非共价键合原子间的距离大于一般允许距离,此区域内任何二面角确定的构象都是允许的,且构象稳定。⑵浅蓝色区域:不完全允许区,非共价键合原子间的距离介于最小允许距离和一般允许距离之间,立体化学允许,但构象不够稳定。⑶灰色区域区域:不允许区,该区域内任何二面角确定的肽链构象,都是不允许的,此构象中非共价键合原子间距离小于最小允许距离,斥力大,构象极不稳定。L-Ala残基的拉氏构象图,横坐标为?的取值,纵坐标为?的取值。第39页,共61页,星期日,2025年,2月5日Gly的Φ、Ψ角允许范围很大。总之,由于原子基因之间不利的空间相互作用,肽链构象的范围是很有限的,对非Gly氨基酸残基一般允许区占全平面的7.7%,最大允许区占全平面22.5%。第40页,共61页,星期日,2025年,2月5日三、α-螺旋(P10)早在1951年,Pauling和Corey根据对一些简单化合物,例如氨基酸、二肽以及三肽的X-射线晶体图的研究数据,提出了两个周期性的多肽结构:a-螺旋(a-helix)和b-折叠(b-sheet)结构,它们是许多纤维蛋白和球蛋白的主要的二级结构。第41页,共61页,星期日,2025年,2月5日第42页,共61页,星期日,2025年,2月5日LinusPauling(1901-1994)第43页,共61页,星期日,2025年,2月5日第1页,共61页,星期日,2025年,2月5日氨基酸(aminoacid,aa)是蛋白质多肽链的基本结构单位,或称构件分子、构造单元(buildingblock)。TheSame20AminoAcidsServeasBuildingBlocksforAl