河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸
第 8 次课 2 学时
上次课复习： 1. 肽键的特点；蛋白质紫外吸收特点；茚三酮反应；双缩脲反应； 2. 肽的酸碱特性；求某肽的pI及在某pH下所带净电荷； 3. 蛋白质一级结构测定序列的步骤？ 4. 举例说明氨基酸序列与生物功能的关系？ 本次课题（或教材章节题目）：第三章 蛋白质 第四节 蛋白质的三维结构 第五节 蛋白质结构与功能的关系 教学要求： 1.理解并掌握蛋白质二、三、四级结构、超二级构、结构域层次和概念。 2．维持蛋白质各空间结构的主要作用力。 3．能够举例说明蛋白质的结构与功能的关系。 4．了解蛋白质折叠和结构预测。 重 点：蛋白质二级结构特点；结构域；超二级构；球状蛋白质结构特点 难 点：结构域及生物学意义；蛋白质的结构与功能的关系 教学手段及教具：课堂讲授与PowerPoint演示相结合。 讲授内容及时间分配： 复习：5分 第二节 第四节 蛋白质的三维结构（40分） 一、研究蛋白质构象的方法 二、稳定蛋白质三维结构的作用力 三、蛋白质的二、三、四级结构 四、蛋白质折叠和结构预测 第五节 蛋白质结构与功能的关系（40分） 一、氧结合蛋白 二、免疫球蛋白（抗体） 三、肌球蛋白与肌动蛋白 小结：5分 1.简述蛋白质一、二、三、四级结构？维持蛋白质二、三、四级结构的作用力分别是？维持三级结构的主要作用力是？ 2.结构域；超二级结构；别构蛋白质；别构效应；协同效应；同促效应；异促效应；波尔效应； 3.球状蛋白结构特点？疏水侧链和亲水侧链的分布？ 4.肌红蛋白与血红蛋白结构？各有几个氧结合位？与氧结合的铁是2价还是3价？与氧亲和力有无差别？ 5.导致镰刀状细胞贫血病的分子机理是？ 6.举例说明蛋白质结构与功能的关系？ 课后作业 参考资料 《生物化学》科学出版社 现代生物学精要速览中文版 王镜岩等译 《生物化学简明教程》 高等教育出版社 罗纪盛等 《蛋白质分子基础》高教出版社 第二版 陶慰孙等 第 1 页 共 8 页
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第四节 蛋白质的三维结构（构象）
? 研究蛋白质构象的方法
? 稳定蛋白质三维结构的作用力 ? 蛋白质天然折叠结构决定因素 ? 蛋白质的二、三、四级结构 ? 蛋白质折叠和结构预测 三维结构示意图
一、研究蛋白质构象的方法
1.应用间接的X射线衍射法（技术） 2.研究溶液中蛋白质构象的光谱学法 X射线衍射研究证明
? 天然的蛋白质分子并不是一条走向随机的松散肽链，每一种都具有自己特定的空间结构。线性的多肽链在空间中折叠成特定的三维结构，这种空间结构通常称为蛋白质的高级结构或分子构象。
二、稳定蛋白质三维结构的作用力
? 非共价键：氢键、疏水相互作用力、范德华力、盐键 ? 共价键：二硫键 疏水相互作用
? 水介质中球状蛋白质的折叠总是似向于把疏水残基埋在分子内部。这一现象称。 （被迫） ? 非极性溶剂、去污剂是破坏疏水作用的试剂。
三、蛋白质天然折叠结构决定因素
? ? ? ?
与溶剂分子的相互作用 溶剂的pH和离子组成
多肽主链折叠的空间限制。 蛋白质的氨基酸序列
1.多肽主链折叠的空间限制
? 二面角决定肽链的构象
? 氨基酸序列规定蛋白质的三维结构 二面角决定肽链的构象
蛋白质中非键合原子之间的最小接触距离
? 二面角所规定的构象能否存在，主要取决于两个相邻 肽单位中非键合原子之间的接近有无阻碍。
? 可允许的Φ和ψ值：拉氏构象图 肽链实际所取构象的范围是有限的。 2.氨基酸序列规定蛋白质的三维结构 235页 核糖核酸酶的变性与复性实验说明：
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河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸 ? 肽链的一维信息控制肽链自身折叠成天然构象。 ? 二硫键稳定结构。
练习题
? 某一肽段经盐酸水解组成分析含5种氨基酸，其N端非常容易环化。经CNBr处理后得一游离碱性氨基酸，Pauly反应呈阳性。若用胰蛋白酶作用则得两个肽段；其一为坂口反应阳性，另一个在280nm有强的光吸收，并呈Millon氏阳性反应。求此肽的氨基酸排列顺序。 Glu-Arg-Try-Met-His
四、蛋白质的二、三、四级结构 第207页
1.二级结构(Secondary）
? 指肽链的主链在空间的排列,或规则的几何走向、旋转及折叠。 ? 维系力：链内或链间形成的氢键。 ? 由R基的短程顺序决定。
? 主要有?-螺旋、?-折叠、?-转角。
（1）?-螺旋(Alpha,1950年)
? 0.54nm, 3.6；0.15nm ? 氢键
? 偶极矩、帽化、手性、协同性。 ? 3.613 -- 螺旋 310 、 4.416 ? 右手?-螺旋
? 两亲螺旋：在这类螺旋中，和螺旋的轴相平行的两个侧面的残基常有一些规律性的分布，
一侧亲水残基较集中，其中有较多的带电的残基；另一侧疏水残基较多。
影响α-螺旋形成和稳定的因素
? 氨基酸组成和排列顺序
? 氨基酸所带电荷性质（R基的电荷性质） ? R基的大小（存在空间位阻）
注：有Pro等亚氨基酸存在（不能形成氢键），甘氨酸处也不能形成。
（2）?-折叠（1951年Pauling等）
? 两个氨基酸残基之间的轴心距为0.35nm.
OO
平行式构象：φ= -119， ψ = ＋113
OO
反平行式： φ= -139， ψ = ＋135
? 影响因素：同?-螺旋。
?-折叠和?-螺旋的转变
?-螺旋? ?-折叠?完全抻展（两个氨基酸残基之间的轴心距为0.36nm.） （3）?-转角(?- 弯曲）-turn
? 回折部分通常由四个氨基酸残基构成 ? 甘氨酸和脯氨酸常出现在转角中。
（4）β突起 （5）无规卷曲
? 没有一定规律的松散肽链结构，但仍是紧密有序的稳定结构．
RNase的分子结构
几种纤维状蛋白质 212页
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