超二级。结构域-四级(3).ppt

六、对许多球蛋白质研究中发现共同的结构形式——超二级结构和结构域（一）超二级结构（基序motif或折fold叠）1.超二级结构：指相邻的二级结构单元组合在一起，彼此相互作用，排列形成规则的、在空间结构上能够辨认的二级结构组合体，并充当三级结构的构件（blockbuilding）。2.类型：αα、βαβ、βββ和β曲折等。（二）结构域1.结构域的概念1970年Edelman为了描述免疫球蛋白分子的结构,提出了结构域的概念.是指在较大蛋白质分子中，由于多肽链上相邻的超二级结构紧密联系，形成二个或多个在空间上可以明显区别的局部区域（一般为球状），该区域称为结构域。结构域大约为40-400个氨基酸。大小相当于直径为2.5-3.5nm的球体。各自有独特的空间构象，有多个结构域的蛋白质，各个结构域可能呈现明显的球形凸出，更常见的是，广泛的表面接触使独立的结构域难以识别。并承担不同的生物学功能2.结构域与功能域功能域:是蛋白质分子中能独立存在的功能单位,它可以由一个或多个结构域组成。关系：功能域往往位于结构域之间的交界处，可以由2个或2个以上的结构域组成。3.结构域的运动每个结构域本身都是紧密装配的，结构域之间是通过共价的、松散的肽链相联系的，由于这种牢固而又柔韧的连接方式，使得每一个结构域可以作为一个整体做较大幅度的相对运动。当底物与酶结合时，2个结构域会发生相对运动，使裂缝关闭，结构域的这种运动可以使催化基团定向地包围底物，辨认出不合适的底物，并从活性部位上排出水分子。5.结构域的形成（多肽折叠规则）多肽的折叠服从于物理和化学限制。利用一些明显的折叠规则，介绍一些简单的基序b.在蛋白质中同时存在时，α螺旋和β片层通常发现于不同的结构层。这是由于β构象的多肽片段骨架不能与相邻的α螺旋形成稳定的氢键连接。C.一级序列中相互接近的多肽片段通常在折叠结构中也相邻堆叠。虽然多肽链中远距离的片段也可能在三级结构中相互接近，但并非正常情况。d.二级结构单元间的连接不能形成交叉或结节e.当各个片段以右手螺旋略微扭曲时，β构象最稳定。扭曲对各个β片层间的相互排列和它们之间的多肽链连接都有影响。例如，两个平行的β片层必须通过一个交叉条带连接（如图）。原则上这种交叉可以是右手或左手构象，但是在蛋白质中几乎总是右手的。右手连接比左手连接短些，而且弯曲角度更小，因此更容易形成。由于β片层略有扭曲，当许多片段放在一起时也造成了一种特征性的扭曲结构。β桶和扭曲β片层就是两个例子（如图)，它们组成了许多更大结构的核心部分。f.按照这些规则，复杂的基序可以由简单的基序搭建产生。6.蛋白质基序是蛋白质结构分类的基础①根据都是α-、都是β、α/β以及α＋β分，每一种都含有数十个到成百上千个不同的折叠排列方式，由不断增加的亚结构组成。②蛋白质家族：具有重要的一级序列相似性，或显示出结构功能相似性的蛋白质，属于同一个蛋白质家族（family）.③超家族：一级序列几乎没有相似性的两个或更多家族有时也使用相同的主要结构基序，并具有功能上的相似性，这些家族属于超家族。七、球状蛋白质的三级结构的特征要点：（1）球蛋白质的三级结构是指在二级结构基础上，肽链的不同区段的侧链基团相互作用，在空间进一步盘绕、折叠形成的包括主链和侧链构象在内的特征三维结构。（2）小的球蛋白（100个AA左右）内部结构简单，只有一个结构单元，大的蛋白（超过几百个AA）由简单基序搭建成复杂的基序，折叠成一个或更多稳定的球状单元——结构域。蛋白质基序是结构分类的基础（3）亲水基团在分子外表面，疏水基团在分子内部。（4）较大蛋白在折叠中形成疏水核心，疏水作用是稳定结构的主要作用力。小球蛋白疏水残基可能不在疏水核心内部，维持小蛋白质稳定的弱相互力也更少。是通过共价键来稳定结构的。例如溶菌酶和核糖核酸酶有二硫键连接，细胞色素c中的血红素两侧与多肽链共价连接。八.蛋白质大小的限制蛋白质体积相对较大是功能的需要。例如酶的功能，要求酶蛋白具有一个稳定的口袋结构，口袋要大到足以与底物结合并催化反应。然而，蛋白质的大小是有限制的，受两个因素控制：核酸的基因编码容量以及蛋白质生物合成过程的精确性。使用一个或几个蛋白质的许多拷贝创建一个大的封闭结构（壳体）对于病毒十分重要，这种结构形式使遗传物质得以保存。在核酸的基因序列和它所编码的蛋白质的氨基酸序列之间，具有