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蛋白质结构与功能的关系

1、蛋白质的基本结构

蛋白质的基本结构：L-α-氨基酸 (甘氨酸除外，其无D、L之分 )

2、蛋白质的分子结构

(一)蛋白质的一级结构

1.定义： 是指多肽链中氨基酸的排列顺序 。(一条线)

2.主要的化学键：肽键。

3.意义：一级结构非空间结构，但它决定着蛋白质空间结构。

(二)蛋白质的二级结构

1.定义：某一段肽链的局部空间结构 。(弹簧)

2.主要的化学键：氢键。

3.蛋白质二级结构的主要形式：α-螺旋、β-折叠、β-转角、无规则卷曲。

α-螺旋

特点：

①主链围绕中心轴旋转，每隔3.6个氨基酸残基上升一个螺距。

②每个氨基酸残基与第四个氨基酸残基形成氢键。氢键维持了α-螺旋结构的稳定。

③α-螺旋为右手螺旋，氨基酸侧链基团伸向螺旋外侧。

(三)蛋白质的三级结构

概念： 是指整条 肽链中所有原子在三维空间结构。 (整条肽)

主要的化学键：疏水作用力、离子键、氢键、范德华力等 。

(四)蛋白质的四级结构

概念： 蛋白质分子中各亚基的空间排布。（多条链）

主要化学键：疏水作用力、离子键、氢键、范德华力。

成人血红蛋白由2条α链和2条β链组成，各亚基分别含一个血红素。

(五)蛋白质的空间构象

蛋白质的空间构象由一级结构决定，常需分子伴侣(帮助多肽链正确折叠)的参与。其作用：

①可逆地与未折叠肽段结合防止错误的聚集发生，使肽链正确折叠;

②与错误聚集的肽段结合，使之解聚后，再诱导其正确折叠;

③促进对蛋白质分子中二硫键的正确形成。

(1)肽单元：参与肽键的6个原子——C α1 、C、0、N、H、C α2 位于同一平面，Cα1和Cα2在平面上所处的位置为反式构型，此同一平面上的6个原子构成肽单元。

(2)模体

在许多蛋白质分子中，2个或3个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个具有特殊功能的空间结构，称为模体。

(3)结构域

分子量大的蛋白质三级结构常可分割成1个和数个球状或纤维状的区域，折叠得较为紧密，具有独立的生物学功能，称为结构域。

3、蛋白质结构与功能的关系

(一)蛋白质一级结构与功能的关系

空间结构决定着蛋白质的生物学功能，蛋白水解酶可破坏一级结构。

亚基谷氨酸序列变为缬氨酸就会患镰刀型贫血。称分子病。

(二)蛋白质高级结构与功能的关系

蛋白质构象改变可引起疾病，如蛋白的二级结构α螺旋变为β折叠就会患疯牛病。

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