生化,第1章 蛋白质的结构与功能.ppt

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1、第一章蛋白质的结构与功能(proteinstructureandfunction)第一节蛋白质的分子组成蛋白质的主要生理功能蛋白质（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，而蛋白质是生命活动的体现者，具有以下主要功能：催化功能；结构功能；调节功能；防御功能；运动功能；运输功能；信息功能；储藏功能组成元素：碳、氢、氧、氮、硫其他：磷、金属元素、碘氮：16%蛋白质含量=氮量100蛋白质量=16×蛋白质量=100×氮量含氮量×1001

2、6=含氮量×6.25一、氨基酸（aminoacid，aa）是蛋白质的基本组成单位。组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种。CHCOOHNH2R分类的依据（一）aa的分类（1）非极性、疏水性aa（2）极性、中性aa（3）酸性aa（4）碱性aa2个半胱氨酸通过脱氢后以二硫键相结合，形成胱氨酸。蛋白质中不少半胱氨酸以胱氨酸的形式存在。非蛋白质氨基酸，修饰氨基酸。pH=pI净电荷=0pHpI净电荷为负CHRCOOHNH3+CHRCOONH2CHRCOONH3++H++OH-+H++OH-1、两性电离及等电点：在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为

3、兼性离子，呈电中性，此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点(isoelectricpoint，pI)。（二）氨基酸的理化性质2、紫外吸收性质：色aa、酪aa的最大吸收峰值在280nm附近，用于分析蛋白质含量。酪氨酸275nm色氨酸280nm3、茚三酮反应：aa和茚三酮反应可生成紫色化合物，最大吸收峰在570nm处。二、肽与肽键(peptide)氨基酸通过肽键（peptidebond）相连形成的链状化合物称为肽。2个氨基酸叫二肽，3个叫三肽……NH2CHR1COOHNHCHR2COOHHNH2CHR1COCNCHR2OOHH…………①残基③多肽链主链④游离端⑤方向②多与寡第二节蛋白质的分子

4、结构多肽链中氨基酸的排列顺序称为蛋白质的一级结构(primarystructure)。这是蛋白质最基本的结构，是蛋白质高级结构和生物功能的基础。一、蛋白质的一级结构主要化学键：肽键核糖核酸酶A的一级结构牛胰岛素的一级结构某一段肽链的主链骨架的盘绕和折叠。主要：α-螺旋、β-折叠、β-转角、无规卷曲二、蛋白质的空间结构（一）二级结构(secondarystructure)1、α－螺旋（α－helix）2、β－折叠（β-pleatedsheet）多肽主链充分伸展，形成上下起伏的锯齿状结构，称为β－折叠。两条以上的β－折叠多肽链（或一条多肽链的若干肽段）侧向集聚、形成片层结构，即称为β-片层结

5、构。类别：平行反平行3、β－转角（β-turn）多肽链中肽段出现180°回折时的结构成为β－转角。4、无规卷曲（randomcoil）主链构象的规律不明显。5、模体（motif）几个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近、相互作用，形成一个具有特殊功能的空间结构，称模体或模序（超二级结构）。二级结构的主要键：氢键。1、概念：在二级结构等结构基础上，由于侧链R基团的相互作用，整条肽链进行范围广泛的折叠和盘曲，即整条肽链所有原子在三维空间的整体排布。（二）三级结构(tertiarystructure)肌红蛋白由153个氨基酸构成，单链。含1个血红素辅基。有Α-H8个螺旋。两个螺旋之间有无规卷曲

6、，脯氨酸位于转角处。由于侧链的相互作用，整条肽链形成球状分子。肌红蛋白的三级结构三级结构的主要键：次级键。2、结构域（domain）分子量大的蛋白质，其三级结构常可分割成一个或数个球状或纤维状的区域，折叠的较为紧密，各行使其功能，称为结构域。-螺旋-转角-折叠二硫键结构域1结构域2卵溶菌酶的三级结构中的两个结构域四级结构(quaternarystructure)：一个蛋白质由二条以上肽链组成，这些肽链彼此之间的排布及相互作用。每一条肽链叫做亚基（subunit）血红蛋白四级结构（三）蛋白质的四级结构基本结构：一级结构多肽中氨基酸的排列顺序由肽键连接而成的结构高级结构：多肽链的三维构

7、象二级结构多肽链主链构象主要动力：氢键主要形式：螺旋，片层三级结构多肽链主链构象加侧链构象主要动力：次级键四级结构有亚基聚合而成的蛋白质动力：氢键、离子键、疏水作用等一级结构决定高级结构，高级结构决定蛋白质的功能蛋白质的结构层次第三节蛋白质结构与功能的关系一、蛋白质一级结构与功能的关系（一）一级结构是空间构象的基础（二）一级结构是功能的基础1、一级结构相似的多肽或者蛋白质具有相似的空间构象和功能。2、一级结构中关键部位的氨基酸残基的