《生物化学》课件 第1章 蛋白质的结构与功能.ppt

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1、第3章蛋白质化学蛋白质（protein）是由氨基酸构成的具有特定空间结构的高分子有机化合物，是生命的物质基础。第１节蛋白质的分子组成一、蛋白质的元素组成主要成分：C、H、O、N。此外还有S、P等及一些微量元素。每克样品蛋白质含量=每克样品含氮量×6.25蛋白质含氮量较恒定，平均为16%，即1g蛋白氮相当于6.25g蛋白质。故分析生物样品时：二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸组成蛋白质分子的基本单位是氨基酸（aminoacid）。蛋白质里的氨基酸有20种，除脯氨酸之外，其余均为α—氨基酸。（一）氨基酸的结构特点1.相同点：均为α-aa2.不同点：侧链R不同3.特殊点：

2、（1）除甘氨酸外，其余均为L-α-氨基酸（2）脯氨酸是α-亚氨基酸α-氨基酸的结构通式H甘氨酸CH3丙氨酸L-氨基酸的通式R根据氨基酸R基团性质分类（1）非极性疏水性侧链氨基酸（2）极性中性侧链氨基酸（3）酸性侧链氨基酸（4）碱性侧链氨基酸（二）氨基酸的分类第２节蛋白质的分子结构通常将其分为一级结构、二级结构、三级结构及四级结构。一级结构是基本结构，二级结构、三级结构及四级结构统称空间结构。一、蛋白质的一级结构蛋白质分子中氨基酸的连接方式和排列顺序称为蛋白质的一级结构（primarystructure）。氨基酸的连接方式一个蛋白质分子所含氨基酸的数目各有不同，少的几

3、十个，多的可达几万个乃至几十万个。氨基酸是如何连接？肽键与肽二肽再与第三个氨基酸分子缩合就形成三肽。以此类推，可以形成四肽、五肽以至多肽。多肽分子形态为链状，故称多肽链。肽键（peptidebond）一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基之间失水形成的酰胺键称为肽键，所形成的化合物称为肽。在多肽链中，氨基酸残基按一定的顺序排列，这种排列顺序称为氨基酸顺序。通常在多肽链的一端含有一个游离的-氨基，称为氨基端或N-端；在另一端含有一个游离的-羧基，称为羧基端或C-端。氨基酸的顺序是从N-端的氨基酸残基开始，以C-端氨基酸残基为终点的排列顺序。如上述五肽可表示为：Ser

4、-Val-Tyr-Asp-Gln天然存在的重要多肽在生物体中，多肽最重要的存在形式是作为蛋白质的亚单位。但是，也有许多分子量比较小的多肽以游离状态存在。这类多肽通常都具有特殊的生理功能，常称为活性肽。如：脑啡肽；激素类多肽；抗生素类多肽；谷胱甘肽；蛇毒多肽等。医学上重要的多肽谷胱甘肽（GSH）功能基团：—SH多肽链是蛋白质分子的骨架，即主链。从主链上伸出的一些基团，称侧链。一个蛋白质分子可以由一条多肽链组成，也可以是由两条或两条以上的多肽链组成。维持蛋白质一级结构的主要化学键是肽键，有的蛋白质还包括二硫键。胰岛素的一级结构二、蛋白质的空间结构空间结构又称构象（con

5、formation），是指蛋白质中所有原子在三维空间的排布。（一）蛋白质的二级结构多肽链主链骨架原子在多个局部折叠、盘曲而形成的空间结构称为蛋白质的二级结构（secondarystructure）。形成蛋白质二级结构基础是肽键平面（肽单元）。蛋白质二级结构的形式α-螺旋β-折叠β-转角无规则卷曲维持二级结构稳定的化学键是氢键1．α-螺旋：肽链的某段局部盘曲成螺旋结构。2．β-折叠：为一种比较伸展、呈锯齿状的肽链结构。3．β-转角：指多肽链中出现的一种180度的转折。4．无规则卷曲：是指没有一定规律的松散肽链结构。（二）蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构（tertiar

6、ystructure）是指整条多肽链所有原子的排布方式，包括多肽链的主链及侧链的构象。稳定三级结构的次级键包括：氢键、盐键、疏水键和二硫键。三级结构对于蛋白质的分子形状及其功能活性部位的形成起重要作用。具有三级结构的蛋白质才有生物学活性，如肌红蛋白就是由一条多肽链构成的具有三级结构的蛋白质分子。（三）蛋白质的四级结构两个或两个以上具有独立三级结构的多肽链，通过非共价键结合而形成的空间结构称为蛋白质的四级结构（quarternarystructure）。维持四级结构的次级键有氢键、疏水键和盐键。血红蛋白四级结构示意图三、蛋白质结构与功能的关系（一）蛋白质一级结构与功能

7、的关系一级结构决定其空间结构，空间结构决定其功能。如：不同哺乳类动物胰岛素的比较镰状细胞贫血（二）蛋白质空间构象与功能的关系变构效应在体内普遍存在，对物质代谢调节和生理功能的变化是十分重要的。如Hb在体内运输氧的功能就是通过其分子构象的微妙变化而实现的。第３节蛋白质的理化性质一、蛋白质的两性解离蛋白质和氨基酸一样,均为两性电解质（ampholytes）蛋白质处于某一pH值时，分子上正、负电荷相等，净电荷为零，蛋白质为兼性离子。此时溶液的pH值称为该蛋白质的等电点（isoelectrcpoint,pI）。PrNH3+COO-PrPrCOOHNH2NH3+COO-O