生物化学-第2章-蛋白质的结构与功能.ppt

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1、蛋白质存在于所有的生物细胞中，是构成生物体最基本的结构物质和功能物质。蛋白质是生命活动的物质基础，它参与了几乎所有的生命活动过程。第一节蛋白质的分子组成1.元素组成：主要有碳、氢、氧、氮，有些蛋白质尚有少量的硫、磷和其它金属元素。2.特点：各种蛋白质的含氮量非常接近，相对恒定平均为16%。3.凯氏定氮法测定蛋白质含量：100g样品蛋白质含量=样品含氮量×6.25×100一、蛋白质的基本单位—氨基酸(一)氨基酸的分子结构特点人体内的蛋白质大约十万多种，但组成蛋白质的氨基酸仅有20种，且均属L-氨基酸（甘氨酸除外）(二)氨

2、基酸的分类1．非极性疏水性氨基酸（共8种）2．极性中性氨基酸（共7种）3．酸性氨基酸（共2种）4．碱性氨基酸（共3种）(三)氨基酸的主要理化性质1．氨基酸的一般性质2．氨基酸的两性电离与等电点3.茚三酮反应等电点:在一定的pH溶液中，氨基酸的羧基与氨基的解离程度相等，氨基酸分子呈电中性，又称为兼性离子，此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点。二、蛋白质的分类（一）根据组成成分分类1．单纯蛋白质2．结合蛋白质（二）根据分子形状分类1．球状蛋白质2．纤维状蛋白质第二节蛋白质的分子结构一、蛋白质的基本结构（一）肽与肽键肽：氨基酸

3、通过脱水缩合成的化合物。肽键：连接两个氨基酸的酰胺键。多肽链氨基酸残基（二）蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构：多肽链中氨基酸的排列顺序。H3N+-甘-丝-组-苯-赖······脯-蛋-COO－N-末端C-末端维持蛋白质一级结构的主要化学键是肽键,有些蛋白质还包括二硫键二、蛋白质的空间结构蛋白质的空间结构：组成蛋白质的多肽链在三维空间折叠和盘曲，构成特有的空间结构。蛋白质的空间结构包括：二、三、四级结构（一）蛋白质的二级结构1．二级结构的形成基础2．二级结构的基本形式蛋白质的二级结构：多肽链主链骨架原子在多个局部折叠、盘

4、曲而形成的空间结构。蛋白质的二级结构包括：α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲。维持二级结构的主要化学键是氢键。α-螺旋特点左手和右手螺旋1.右手螺旋2.每周含3.6个氨基酸残基3.螺距0.54nm4.链内氢键维持螺旋稳定，氢键与主轴平行5.氨基酸残基的-R基团伸向螺旋外侧β-折叠特点：1、肽键平面之间折叠成锯齿状2、链内氢键维持折叠稳定3、两肽链有顺向平行和反向平行4、-R基团交错伸向锯齿状结构上下方。β-转角(二)蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。稳定三级结构的因素主要

5、是-R基团之间相互作用形成的各种次级键，如氢键、疏水键、盐键以及二硫键也有重要作用。由一条多肽链形成的蛋白质只有具备三级结构时，才有生物学功能。如肌红蛋白（三）蛋白质的四级结构二个或二个以上具有独立三级结构的多肽链，通过非共价键缔合而成的空间结构称为蛋白质的四级结构。第三节蛋白质结构与功能的关系多肽链以及结构是空间结构和生物学功能的基础。一级结构决定空间结构，但一级结构不是决定空间结构的唯一因素。空间结构是生物学功能的直接体现者。镰刀状细胞贫血病病史：某女，15岁，因近期精神不振、乏力、食欲下降、尿液茶色、体重下降入院

6、。实验室检查：血红蛋白83g/L，红细胞2.8×1012/L，白细胞7.5×109/L，白细胞分类正常，红细胞形态呈镰刀状（如图2-9）。临床诊断：镰刀状红细胞贫血讨论题：该患者的红细胞为什么会发生形态的改变？一、蛋白质一级结构与功能的关系一级结构相似的蛋白质，其空间结构及功能也相似。氨基酸的排列顺序决定一级结构。镰刀状细胞贫血病（6--谷氨酸→缬氨酸）二、蛋白质空间构象与功能的关系变构效应:当一些小分子物质特异性地与某种蛋白质（或酶）结合后，可引起蛋白质（或酶）的构象发生微秒而规律的变化，从而导致其活性改变的现象。第

7、4节蛋白质的理化性质一、蛋白质的两性电离和等电点利用蛋白质等电点的不同进行分离的方法：电泳、离子交换层析等电泳法分离血液蛋白质薄膜电泳结果及区带扫描图凝胶电泳图