生物化学课件第1章蛋白质的结构与功能

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1、蛋白质的分子组成TheMolecularComponentofProtein第一节蛋白质的元素组成主要有C、H、O、N和S。有些蛋白质含有少量P或金属元素Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Mo，个别蛋白质还含有I。蛋白质的含氮量平均为16％。通过样品含氮量计算蛋白质含量的公式：蛋白质含量(g%)=含氮量(g%)×6.25蛋白质元素组成的特点一、氨基酸——蛋白质的基本组成单位存在自然界中的氨基酸有300余种，但组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种，且均属L--氨基酸（甘氨酸除外）。H甘氨酸CH3丙氨酸L-氨基酸的通式R非极性疏

2、水性氨基酸极性中性氨基酸酸性氨基酸碱性氨基酸（一）氨基酸的分类非极性疏水性氨基酸2.极性中性氨基酸3.酸性氨基酸4.碱性氨基酸习惯分类方法芳香族氨基酸：Trp、Tyr、Phe含羟基氨基酸：Ser、Thr、Tyr含硫氨基酸：Cys、Met杂环族氨基酸：His杂环族亚氨基酸：Pro支链氨基酸：Val、Leu、Ile几种特殊氨基酸Gly：无手性碳原子。Pro：为环状亚氨基酸。Cys：可形成二硫键。修饰氨基酸：蛋白质合成后通过修饰加工生成的氨基酸。没有相应的编码。如：胱氨酸、羟脯氨酸（Hyp）、羟赖氨酸（Hyl）。非生蛋白氨基酸：

3、蛋白质中不存在的氨基酸。如：瓜氨酸、鸟氨酸、同型半胱氨酸，是代谢途径中产生的。（二）氨基酸的理化性质1.两性解离及等电点2.紫外吸收3.茚三酮反应二、肽肽键(peptidebond)：是由一个氨基酸的-羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水缩合而形成的化学键。（一）肽(peptide)多肽链(polypeptidechain)二肽，三肽……寡肽(oligopeptide)，多肽(polypeptide)氨基酸残基(residue)氨基末端（aminoterminal）和羧基末端（carboxylterminal）主链和侧链多肽

4、链多肽链（二）几种生物活性肽1.谷胱甘肽(glutathione,GSH)结构:谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽谷氨酸的-羧基形成肽键－SH为活性基团为酸性肽是体内重要的还原剂GSH过氧化物酶H2O22GSH2H2OGSSGGSH还原酶NADPH+H+NADP+主要功能:肽类激素：如促甲状腺素释放激素（TRH）神经肽(neuropeptide)2.肽类激素及神经肽三、蛋白质的分类根据蛋白质组成成分单纯蛋白质结合蛋白质=蛋白质部分+非蛋白质部分根据蛋白质形状纤维状蛋白质球状蛋白质蛋白质的分子结构TheMolecularS

5、tructureofProtein第二节蛋白质的分子结构包括：一级结构(primarystructure)二级结构(secondarystructure)三级结构(tertiarystructure)四级结构(quaternarystructure)高级结构定义：蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的排列顺序。一、蛋白质的一级结构主要化学键：肽键二硫键的位置属于一级结构研究范畴。一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础。胰岛素的一级结构3021二、蛋白质的二级结构蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，即该段肽链主链骨架原

6、子的相对空间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象。定义：稳定因素：氢键（一）肽单元(peptideunit)参与组成肽键的6个原子位于同一平面，又叫酰胺平面或肽键平面。它是蛋白质构象的基本结构单位。肽单元HHHH蛋白质二级结构的主要形式-螺旋(-helix)-折叠(-pleatedsheet)-转角(-turn)无规卷曲(randomcoil)（二）-螺旋结构要点:①多肽链主链围绕中心轴形成右手螺旋，侧链伸向螺旋外侧。②每圈螺旋含3.6个氨基酸，螺距为0.54nm。③每个肽键的亚氨氢和第四个肽键的羰基氧形成的氢

7、键保持螺旋稳定。氢键与螺旋长轴基本平行。（三）-折叠①多肽链充分伸展，相邻肽单元之间折叠成锯齿状结构，侧链位于锯齿结构的上下方。②两段以上的β-折叠结构平行排列，两链间可顺向平行，也可反向平行。③两链间的肽键之间形成氢键，以稳固β-折叠结构。氢键与螺旋长轴垂直。（四）-转角和无规卷曲-转角：无规卷曲：没有确定规律性的肽链结构。①肽链内形成180º回折。②含4个氨基酸残基，第一个氨基酸残基与第四个形成氢键。③第二个氨基酸残基常为Pro。-转角：（五）模体蛋白质分子中，二个或三个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形

8、成一个具有特殊功能的空间构象，被称为模体(motif)。螺旋－环－螺旋锌指（六）影响二级结构形成的因素氨基酸侧链所带电荷、大小及形状。影响α-螺旋形成的因素：β-折叠形成条件：要求氨基酸侧链较小。三、蛋白质的三级结构疏水键、离子键、氢键和VanderWaals力等。稳定因素：整条肽链中全部氨基酸残基的相