《分子生物学复习》PPT课件

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1、1一、蛋白质化学（一）氨基酸蛋白质的氨基酸组成编码氨基酸：20种/受遗传密码控制非编码氨基酸：翻译后加工编码氨基酸结构特点构件分子：L,α-氨基酸除Gly外，其余都是L,α-氨基酸Pro为亚氨基酸R基团的不同是分类的基础编码氨基酸分类酸性氨基酸碱性氨基酸中性氨基酸2咪唑基胍基吡咯环结构特点：1.含苯环:phe2.含酚羟基:Tyr3.含吲哚环:Trp4.含羟基:SerThr5.含硫:CysMet6.含胍基:Arg7.含咪唑基:His3(二)氨基酸的理化性质两性电离等电点(pI）在水溶液中能两性电离而成兼性离子分子呈电中性

2、时的溶液的pH值紫外吸收芳香族氨基酸特有(phe，Tyr,Trp)吸收峰：波长280nm茚三酮反应加热氨基酸+茚三酮蓝紫色化合物(570nm)Pro+茚三酮黄色化合物氨基酸的定量方法4（三）蛋白质的结构层次一级结构从N-端到C-端氨基酸（残基）排列顺序是蛋白质的基本结构是空间结构、生理功能的基础维系键肽键/二硫键二级结构肽链主链骨架原子局部空间结构α螺旋/β折叠/β转角/无规卷曲/模体维系键氢键三级结构肽链主链、侧链骨架原子局部空间结构（结构域/分子伴侣）球状或椭圆状蛋白质亲水表面和疏水内核大部分蛋白质到三级结构已有生

3、物活性例如：肌红蛋白、免疫球蛋白维系键疏水键四级结构蛋白质分子中各个亚基的空间排布举例：血红蛋白（α2β2）维系键离子键5模体（motif）蛋白质分子中2～3个二级结构肽段，在空间上有规律地聚集起来，形成相对稳定、特殊的空间构象具有特殊的生理功能例如：α-环-α——钙结合蛋白βαβ——锌指结构域分子量大的蛋白质三级结构可分割成1个和数个球状或纤维状的区域具有功能例如：酶的活性中心6分子伴侣空间构象的决定因素之一(一级结构/分子伴侣)本质是蛋白质(热休克蛋白Hsp70/异构酶)提供一个保护环境加速蛋白质折叠成天然构象或四

4、级结构亚基在蛋白质的四级结构中，每个各具独立三级结构的多肽链称为亚基亚基单独存在不具有生物活性7一级结构是决定三维结构和生物学活性的基础牛核糖核酸酶的变性和复性实验比较几种氨基酸顺序相似的蛋白质空间结构和生物学活性蛋白质结构与功能的范例肌红蛋白:三级结构血红蛋白:四级结构(别构效应/氧解离曲线呈S形)蛋白质折叠需要分子伴侣/伴侣蛋白天然非折叠蛋白质(内在非结构蛋白质)天然蛋白质,没有完全折叠成特定三级结构,但具备功能与其他蛋白质相互作用,具有功能多样性8（四）蛋白质的理化性质蛋白质的两性电离大多数人体蛋白质pI=5.0

5、在pH7.4环境下成阴离子蛋白质的胶体性质水化层电荷层蛋白质变性和复性变性:空间结构破坏,一级结构不变,生物学活性丧失蛋白质紫外吸收λ=280nm有特征性吸收峰蛋白质定性、定量方法9蛋白质的变性变性因素物理或化学因素机制蛋白质空间结构破坏一级结构未破坏性质的变化溶解度降低/黏度增加结晶能力消失/生物活性丧失易被蛋白酶水解实际应用防止蛋白制剂/蛋白质药物的变性失活使细菌蛋白质变性失活，消毒杀菌10（五）蛋白质的分离和纯化根据分子大小的纯化方法透析和超滤超速离心凝胶层析利用大分子蛋白质性质密度、形态、沉降系数不同利用溶解度

6、差别的纯化方法等电点沉淀盐析丙酮沉淀利用蛋白质等电点不同破坏水化层/电荷层11根据电荷不同的纯化方法电泳SDS-PAGEIEF双向电泳（SDS-PAGE/IEF）毛细管电泳蛋白质两性电离性质离子交换层析利用对配体的生物亲和力的纯化方法亲和层析配体—抗体/酶的底物HPLC（离子交换/亲和层析/凝胶层析）高压液泵作用于流动相12（六）蛋白质组和蛋白质组学蛋白质组指某种细胞或组织中基因组所表达的全部蛋白质不同环境/状态/发育阶段细胞蛋白水平的变化蛋白质组学研究各种生物基因组在细胞中表达的全部蛋白质的分子结构、功能及其相互作用

7、的新学科研究不同环境/状态/发育阶段/不同组织的细胞中蛋白质分子的种类、结构和功能，蛋白质相互作用发现新药13二、酶学（一）酶的一般特性1、酶的化学本质和结构酶的基本概念酶生物催化剂本质：蛋白质底物：各类代谢物活细胞产生、具有催化功能核酶生物催化剂本质：RNA底物：核酸14全酶、辅酶和辅基全酶酶蛋白-----催化作用（特异性）辅助因子---金属离子小分子有机物(维生素)辅基非蛋白质部分-----酶蛋白共价键透析、超滤不能分离辅酶非蛋白质部分-----酶蛋白非共价键透析、超滤能分离15酶的活性中心酶分子上必需基团集中的特

8、定空间结构区域功能单位1:与底物结合功能单位2:催化化学键的断裂和形成(催化底物转变为产物)特点辅酶的部分结构参与组成酶的活性中心酶蛋白=调节亚基+催化亚基酶蛋白的三维结构是正常功能必需的16酶--生物催化剂的特点容易失活（变性）具有极高效率对底物专一性强酶活性可调节基因表达激素反馈抑制抑制剂和激活剂蛋白酶解激活可逆共价修饰别构调