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蛋白質體學 一、蛋白質的結構 1.蛋白質的功能 連接(binding催化(catalysis構形轉換(switch結構(structure2.肽鍵 肽鍵的形成: 由於胺基酸分子之間會共振,因此肽鍵之間會產生 暫時性的雙鍵,此性質會增加肽鍵的極性,影響蛋 白質的摺疊。 此外,暫時雙鍵的性質也會影響到肽鍵的旋轉,在 多肽鏈中 N-Cα與 C-Cα 鍵為自由旋轉的,因此 N-Cα 鍵與連接鍵結之間的角度為 Φ;而 C-Cα鍵 與連接鍵結之間的角度為 Ψ。 3.穩定鍵結的力 在蛋白質之中有六種的作用力(鍵結) 可以穩定蛋白質的結構,以下逐一介 紹: 1.共價鍵:共價鍵的形成是由於鍵結電 子共用之不平均,常見於非金屬原子 與金屬元子之間。EXC-Cα 2.雙硫鍵:在蛋白之中,雙硫鍵為重要 穩定蛋白質結構的鍵結,常見於半胱 氨酸(Cys)之間。EXCys-S-S-Cys 3.離子鍵:離子鍵的形成通常有提供電 子者與接收電子者組成。EXN-O 4.氫鍵:與離子鍵類似通常有提供質子者與接收質子者組成。EXH-N 5.靜電力:在非極性區時呈現高作用力,但在水中則減少許多。EXO-O 6.凡德瓦力:短距離,形成短暫。 4.α-helix 3.6 個胺基酸捲繞一圈,成為右手旋的螺旋構造,但遇Pro 則中止; 由相鄰兩胜鍵平面所夾的角度,可以準確預測 α 螺旋或其它二級構造的生成 (Ramachandran Plot) 。分子內氫鍵可在螺旋骨架間加上支架,更使得 α 螺旋成為 圓筒狀,有堅固的構形,也是三級構造的主要組成單位。肌紅蛋白 由八段長短 不等的 α 螺旋所組成。

蛋白質體學F

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2.肽鍵 肽鍵的形成: 5.β-sheet 像彩帶的構形,多由數條彩帶組成,相鄰彩帶之間以 氫鍵 接合,編成一片堅固的盾形平面。依相鄰彩 帶的N→C 方向,可分為 同向 (parallel) 及 逆向(antiparallel) 兩大類。β長帶多由R基團較小的胺基酸(如 Ala,Gly,Ser)組成。 14.NMR與結構 2.趨異演化與趨同演化 -

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  • 1. binding catalysis switch structure

    2.

    N-C C-C N-C C-C

    3. 1.EXC-C 2.CysEXCys-S-S-Cys 3.EXN-O 4.EXH-N 5.EXO-O 6. 4.-helix 3.6 Pro (Ramachandran Plot)

  • 5.-sheet

    NC (parallel) (antiparallel) R(

    Ala,Gly,Ser)

    6. a. Turn 180 turnsturn ( Gly)turn Pro Turns b. (random coil) 7.

    chaperoninchaperonin

    chaperonin

    MHC

    8.

    (globular)

    a.

    (tertiary structure)

    b.

  • c. Cys -SH (-S-S-)

    9. -helix -sheet -helix -helix -helix turn bc1 -sheet -sheet -helix 4 -helix 10.domain

    domain ()domain

    domainsdomain

    domain

    domain

    11.motif

    , 88

    (motif)

    12.

    a.

    (quaternary structure) (subunit)

    b.

    (positive cooperativity)

    c. 13.X-ray

    14.NMR

  • 1.

    tubulin

    1. 2.dynein 3. 4.

    Rubisco

    2.

    pH

    DNA Fis

    Fis DNA - -

    PrionPrPc

    PrPc PrPSc

    PrPSc PrPc

    Serpin

    1.

    Hidden-Markov

    E E 10-50 E 10-10

    E

    Protein Profiling

    40

    Kinome Superfamily

  • 2.

    benzoylformate decarboxyase

    21

    homology

    modeling

    Profile-Based Threading

    Rosetta

    Monte Carlo procedure

    3.

    probe

    X X

    1.

    DNARNA

    G

    1.X X

    3D

    2.

    14 1

    21

  • 2.Phosphorylation

    Ras-GTP Ras-GTP c-Raf c-Raf

    MKK1 MKK1 ERK1/2ERK1/2

    p90R6K

    STAT

    STAT STAT

    ATP ATP

    ADP

    SH2 PHB

    3.Sulfuryl transfer

    ADP-O-SO3-

    CCR5 HIV gp120 T CD4

    HIV T CCR5 7 gp120

    CCR5

    20

    GSH

    GSSG GSH -SH S-S

    GSH GSSGGSH GSSG NADPH

    4.Methylation

    DNA DNA

    S-

    SAMS- S-SAH

    5.N-Acetylation

    DNA

    HAT HDACHAT

    HDAC

    6.Lipidation

    14-20

    G GPCR

  • 7.Proteolysis

    DNA

    8.Glycosylation N link

    O link N-link dolichol

    phosphate 2

    5

    3 9 2

    trim

    selectin

    9.ADP-ADP-Ribosylation

    ADP-ADP- NAD

    ADP- GTPase ADP-

    AB5 B A A GTPase

    ADP- G

    10.Hydroxylation

    gly-X-Y X Y

    HIF HIF

    HIF HIF

    11.AutomodificationRNA RNA-splicing

    Intein intron extein