生化蛋白质结构与功能

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1、蛋白质的结构和功能StructureandFunctionofProtein主要参考书生物化学第三版王镜岩朱圣庚许长法主编高等教育出版社生物化学第五版周爱儒主编人民卫生出版社一、概念二、组成化学组成组成氨基酸三、结构共价结构空间结构四、功能五、蛋白质结构与功能的关系六、蛋白质的理化性质七、研究基因功能的方法蛋白质的结构和功能Protein这个词来自希腊文Proteios，英文含义是Primary，就是首要的、主要的、初级的意思，可见蛋白质的重要性。一、蛋白质protein什么是蛋白质?蛋白质(protein)是由许多氨基酸(aminoacids)通过肽键(peptide

2、bond)相连形成的高分子含氮化合物。蛋白质的生物学重要性1.蛋白质是生物体重要组成成分分布广：所有器官、组织都含有蛋白质；细胞的各个部分都含有蛋白质。含量高：蛋白质是细胞内最丰富的有机分子，占人体干重的45％，某些组织含量更高，例如脾、肺及横纹肌等高达80％。1）作为生物催化剂（酶）2）代谢调节作用3）免疫保护作用4）物质的转运和存储5）运动与支持作用6）参与细胞间信息传递2.蛋白质具有重要的生物学功能碳（C）50％氢（H）7％氧（O）23％氮（N）16％凯氏定氮依据硫（S）0～3％其他（磷、铁、铜、碘、锌和钼等）含量较固定二、蛋白质的组成化学组成组成蛋白质的氨基酸（

3、一）氨基酸的结构1、结构通式2、结构特点：①每种氨基酸分子中至少都含有一个氨基和一个羧基，并且连接在同一个碳原子上，故称α-氨基酸（脯氨酸除外）。②R基的不同，决定氨基酸的不同种类。羧基氨基侧链基团（二）氨基酸的分类各种生物体中发现的氨基酸有180种，组成大多数蛋白质的氨基酸有20种,这20种氨基酸被称为基本氨基酸。1、根据是否组成蛋白质来分蛋白质中常见氨基酸(基本氨基酸)蛋白质中稀有氨基酸非蛋白氨基酸蛋白质中几种重要的稀有氨基酸在少数蛋白质中分离出一些不常见的氨基酸，通常称为稀有氨基酸;这些氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的;其中重要的有4-羟基脯氨酸、5-羟基赖

4、氨酸、N-甲基赖氨酸、和3,5-二碘酪氨酸等。非蛋白氨基酸广泛存在于各种细胞和组织中，呈游离或结合态，但并不组成蛋白质，大部分也是蛋白质氨基酸的衍生物。H2N-CH2-CH2-COOHH2N-CH2-CH2-CH2-COOH-丙氨酸-氨基丁酸2、从营养学角度分必需氨基酸人体内不能合成，必需从食物中获得的一类氨基酸，共有8种:Leu、Ile、Met、Val、Trp、Phe、Thr、Lys。非必需氨基酸人体内能够合成的一类氨基酸。3、按R基的化学结构分（1）脂肪族氨基酸Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Ser、Thr、Cys、Met、Asp、Glu、Asn、Gln

5、、Lys、Arg（2）芳香族氨基酸Phe、Tyr、Trp（3）杂环类氨基酸His、Pro非极性疏水性氨基酸极性中性氨基酸酸性氨基酸碱性氨基酸4、按R基极性分蛋白质亲水性、疏水性结构区的预测：依据氨基酸的极性。甘氨酸glycineGlyG5.97丙氨酸alanineAlaA6.00缬氨酸valineValV5.96亮氨酸leucineLeuL5.98异亮氨酸isoleucineIleI6.02苯丙氨酸phenylalaninePheF5.48脯氨酸prolineProP6.30非极性疏水性氨基酸色氨酸tryptophanTryW5.89丝氨酸serineSerS5.68酪

6、氨酸tyrosineTryY5.66半胱氨酸cysteineCysC5.07蛋氨酸methionineMetM5.74天冬酰胺asparagineAsnN5.41谷氨酰胺glutamineGlnQ5.65苏氨酸threonineThrT5.602.极性中性氨基酸天冬氨酸asparticacidAspD2.97谷氨酸glutamicacidGluE3.22赖氨酸lysineLysK9.74精氨酸arginineArgR10.76组氨酸histidineHisH7.593.酸性氨基酸4.碱性氨基酸（三）氨基酸的理化性质（1）氨基酸的旋光性（除Gly外）L－型（2）高熔点一般

7、在200℃以上（3）除胱氨酸和酪氨酸外，一般均溶于水，脯氨酸还能溶于乙醇或乙醚中（4）每种氨基酸都有特殊的结晶形状，利用这点可以鉴别各种氨基酸（5）氨基酸一般有味（6）紫外吸收色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm附近。大多数蛋白质含有这两种氨基酸残基，所以测定蛋白质溶液280nm的光吸收值是分析溶液中蛋白质含量的快速简便的方法。芳香族氨基酸的紫外吸收（7）氨基酸的两性性质和等电点氨基酸的兼性离子形式氨基酸在中性pH时，羧基以-COO-，氨基以-NH3+形式存在，这样的氨基酸分子含有一个正电荷和一个负电荷，称为兼性离子。氨基酸的等电点（i