[实用新型]一种模块化组装肽链空间结构模型

说明书

本实用新型提供了一种模块化组装肽链空间结构模型，所述模型包括多个基本模块1和多个基本模块2。本实用新型通过将肽平面制成平面结构，取代传统球棍模型，并使亚氨基端和羰基端可拆分，并将相邻肽平面的链接点Cα制成球状模型作为连接的枢纽，并用套管连接取代球棍连接，可以直观的展示出肽平面的各个原子、各相邻化学键的关系，还可耐受反复旋转不松动，构象始终稳定，且由于有平面结构并且把量角器加在单键上使肽平面两个二面角可以直接测定或直观获取角度值。本实用新型为任课教师根据理论数据，建造现实模型，将教学简单化、立体化、现实化、生动化，方便教师教学的同时提高学生学习兴趣、加深难点知识的理解与掌握。

技术领域

本实用新型涉及一种模块化组装肽链空间结构模型，属于教学及科研用具的技术领域。

背景技术

普遍存在于生物界中的蛋白质是生物体内最重要的生物大分子，是生命活动的基本物质基础，并分别行使不同的生理功能。通过大量蛋白质的结构和功能相关性的研究，发现具有不同生物学功能的蛋白质含有不同的空间结构；体内蛋白质所具有的特定空间构象都与其发挥特殊的生理功能有着密切的关系。因此，研究蛋白质的结构对研究其功能至关重要。

蛋白质分子是由许多氨基酸通过肽键相连形成的生物大分子，在生物体生命活动中发挥重要的生物学功能。蛋白质的特定的空间结构是行使其功能的结构基础，因此，研究蛋白质的结构对研究其功能至关重要。蛋白质的分子结构分为四个等级，即一级、二级、三级、四级结构，组成蛋白质的氨基酸的排列顺序是蛋白质的一级结构，后三者统称为蛋白质的高级结构或空间构象。蛋白质的基本组成结构单位是氨基酸。肽键是氨基酸连接的基本方式，由于酰胺氮和羧基氧之间的共振相互作用，肽键具有部分双键性质，不能自由转动，因此，参与肽键形成的六个原子Cα1、C、O、N、H、Cα2在一个平面内，称为肽平面(或酰胺平面)。肽平面(酰胺平面)是蛋白质空间结构的基本结构单位。常规的球棍模型所示意单一的肽平面，均靠我们想象并非将其真正设计在同一平面实体物上，因此在教学上同学们难以真正理解与掌握，教师很难将这一重点内容讲解透彻。而现有专利技术：一种模块性组装蛋白质结构模型(CN201510262260.0)公开了肽平面的球棍结构及用于组装蛋白质空间结构的方法，其构成缺乏平面感，使肽平面涉及的难理解知识点，如角和ψ角更为抽象，缺乏直观性。

肽平面(酰胺平面)是蛋白质空间结构的基本结构单位。蛋白质的二级结构是蛋白质主链骨架原子的相对空间位置，是蛋白质分子某一段肽段的局部空间结构，包括α螺旋、β折叠、β转角和无规卷曲。α螺旋、β折叠是蛋白质二级结构最为常见的基本结构模型。

Pauling和Corey根据实验数据提出α螺旋(α-helix)和β折叠(β-pleated sheet)是蛋白质二级结构的主要形式。在α螺旋(α-helix)结构中，多肽链主链围绕中心轴螺旋式上升，根据肽链从氨基末端(N端)到羧基末端(C端)的方向，螺旋的走向属于顺时针的右手螺旋，其角为-47°，ψ角为-57°，氨基酸的侧链R基团伸向螺旋的外侧。每3.6各氨基酸残基螺旋式上升一圈(即旋转360°)，螺距为0.54nm。α螺旋的每个肽键的N-H和第四个肽键的羰基氧形成氢键，氢键的方向和螺旋长轴基本平行。肽链中的所有肽键中的全部羰基氧都可以形成氢键，以稳固α螺旋结构。β折叠(β-pleated sheet)呈折纸状，多肽链充分伸展，每个肽平面(肽单元)以Cα为旋转点，依次折叠呈锯齿状结构，氨基酸残基侧链交替位于锯齿状结构的上下方，一条肽链中的若干肽段的锯齿状结构可平行排列，分子内相距较远的两个肽段可以通过折叠而形成相同走向，也可通过回折而形成相反走向。