生物化学第四章蛋白质的共价结构

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1、第四章蛋白质的共价结构一、蛋白质通论二、肽三、蛋白质一级结构的测定四、蛋白质的氨基酸序列与生物功能五、肽与蛋白质的人工合成2005-12-14上海大学生命科学学院一、蛋白质通论蛋白质(Protein)是生物体的基本组成成份。在人体内蛋白质的含量很多，约占人体固体成分的45%，它的分布很广，几乎所有的器官组织都含蛋白质，并且它又与所有的生命活动密切联系。机体新陈代谢过程中的一系列化学反应几乎都依赖于生物催化剂－酶的作用，而酶的本质就是蛋白质；调节物质代谢的激素有许多也是蛋白质或它的衍生物；其它诸如肌肉的收缩，血

2、液的凝固，免疫功能，组织修复以及生长、繁殖等主要功能无一不与蛋白质相关。近代分子生物学的研究表明，蛋白质在遗传信息的控制、细胞膜的通透性、神经冲动的发生和传导以及高等动物的记忆等方面都起着重要的作用。2005-12-14上海大学生命科学学院（一）蛋白质的化学组成和分类单纯蛋白质的元素组成为C50～55%、H6%～7%、O19%～24%、N13%～19%，除此之外还有S0～4%。有的蛋白质含有P、I。少数含Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Mo等金属元素。各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16%。由于体内组织的主要含

3、氮物是蛋白质，因此，只要测定生物样品中的氮含量，就可以按下式推算出蛋白质大致含量：蛋白质含量＝蛋白氮×6.25（凯氏(Kjedahl)定氮法的计算基础）2005-12-14上海大学生命科学学院单纯蛋白质（simpleprotein)：仅由氨基酸组成，不含其它化学成分。缀合蛋白质(conjugatedprotein)：除含有氨基酸外的各种化学成分作为其结构的一部分。非蛋白质部分称为辅基(prostheticgroup)或配体(ligand)。单纯蛋白质（按溶解度分类）清蛋白球蛋白谷蛋白谷醇溶蛋白组蛋白鱼精蛋白硬

4、蛋白缀合蛋白质（按非氨基酸成分分类）糖蛋白脂蛋白核蛋白磷蛋白金属蛋白血红素蛋白黄素蛋白组成2005-12-14上海大学生命科学学院单纯蛋白质分类2005-12-14上海大学生命科学学院结合蛋白质分类2005-12-14上海大学生命科学学院蛋白质（按生物学功能分类）酶调节蛋白转运蛋白贮存蛋白收缩和游动蛋白结构蛋白支架蛋白保护和开发蛋白异常蛋白2005-12-14上海大学生命科学学院（二）蛋白质的形状和大小形状纤维状球状膜蛋白★球状蛋白质globularprotein―分子对称性佳，外形接近球形或椭圆形，溶解性较

5、好，能形成结晶，大多数蛋白质属于这一类。Eg.血红蛋白、血清球蛋白。★纤维状蛋白质fibrousprotein―对称性差，分子类似纤维或细棒。它又可分为可溶性纤维状蛋白质――肌球蛋白。和不溶性纤维状蛋白质――胶原、弹性蛋白★膜蛋白质membraneprotein—细胞的各种膜系统结合而存在，与膜内的非极性相相互作用，疏水侧链伸向外侧，亲水氨基酸残基较胞质少。2005-12-14上海大学生命科学学院分子大小蛋白质的相对分子量从大约6000～1×106或更大一些。单体蛋白质(monomericprotein)：仅

6、由一条多肽链组成。其相对分子量除以110估计氨基酸残基的数目。寡聚蛋白质(oligomericprotein)：由两条或多条多肽链组成。每条多肽链称为亚基(subunit)。多酶体系2005-12-14上海大学生命科学学院蛋白质分子量的上下限是人为规定的，因为这决定于蛋白质和分子量概念的定义。有些寡聚蛋白质的分子量可高达数百万甚至数千万。2005-12-14上海大学生命科学学院（三）蛋白质构象和蛋白质结构的组织层次一级结构(primarystructure)：多肽链的氨基酸序列。二级结构(secondarys

7、tructure)：多肽链中主链原子的局部空间排布即构象，不涉及侧链部分的构象。三级结构(tertiarystructure)：蛋白质的多肽链在各种二级结构的基础上再进一步盘曲或折迭形成具有一定规律的三维空间结构。四级结构(quarternarystructure)：具有二条或二条以上独立三级结构的多肽链组成的蛋白质，其多肽链间通过次级键相互组合而形成的空间结构。2005-12-14上海大学生命科学学院2005-12-14上海大学生命科学学院2005-12-14上海大学生命科学学院四、蛋白质功能的多样性蛋白质

8、的序列异构现象是蛋白质生物功能多样性和物种特异性的结构基础。蛋白质的生物学功能：1.催化；2.调节；3.转运；4.贮存；5.运动；6.结构成分；7.支架作用；8.防御与进攻；9.异常功能；……蛋白质（protein）是生活细胞内含量最丰富、功能最复杂的生物大分子，并参与了几乎所有的生命活动和生命过程。因此，研究蛋白质的结构与功能始终是生命科学最基本的命题。生物体最主要的特征是生命活动，而蛋白质是生命