蛋白质与酶的功能.ppt

蛋白质与酶的功能 褚建君 生命科学技术学院 34204588shanghaichu 生物学导论I 分子 细胞和发育生物学 交大生物学的概况与沿革 生物学在自然科学中的地位 naturalhistory purescience appliedscienceBotany PlantScience PlantProtection 生物学概论 54 生物学实验 36 普通生物学 院际平台课54 生命科学导论 通选课36 生物学导论I 分子 细胞与生物的发育 生物学导论II 生物进化论 生态学 国内大学的基本情况 现有课程网站B 蛋白质 Protein 来自希腊文proteios 为 首要的 意思 生命是蛋白体的存在方式 DNARNAPROTEIN在细胞中的含量 蛋白质的生物学意义 蛋白质是一切生物细胞和组织的主要组成部分 是生命活动所依据的物质基础 2 生物的各种生物功能也都靠蛋白质体现 一 氨基酸aminoacid Essentialaminoacid 1 体内合成的量不能满足机体需要 必须从食物中摄取的氨基酸 其氨基酸种类与机体发育阶段和生理状态有关 成人维持氮平衡必需的是亮氨酸 异亮氨酸等8种氨基酸 儿童生长必需的还有精氨酸和组氨酸 2 人和动物自身不能合成必须由食物供给的氨基酸 3 营养价值 因此 蛋白质的元素组成 CHONS50 7 23 16 0 3 Others P Cu Fe Zn Mn Co Se I 磷铜铁锌锰钴硒碘 蛋白质氮元素的含量都相当接近 一般在15 17 平均为16 这是凯氏定氮法测定蛋白质含量的计算基础 一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨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 肽与肽键的结构 肽键 肽单位 肽平面 转与不转 二 蛋白质的构象蛋白质分子是由氨基酸首尾相连而成的共价多肽链 每一种天然蛋白质都有自己特有的空间结构或称三维结构 这种三维结构通常被称为蛋白质的构象 蛋白质结构的层次 蛋白质的结构层次 一级结构 空间结构 二级结构三级结构四级结构 四级结构 螺旋 1 两性解离性质和等电点2 蛋白质胶体性质3 蛋白质的沉淀4 蛋白质的变性与复性5 蛋白质的紫外吸收特性6 蛋白质呈色反应 蛋白石的重要性质 1 催化蛋白质的一个最重要的生物学功能是作为有机体新陈代谢的催化剂 酶 酶是蛋白质中最大的一类 2 调节许多蛋白质具有调节其他蛋白质执行其生理功能的能力 这些蛋白质称为调节蛋白3 转运功能是从一地到另一地转运特定的物质 4 贮存这类蛋白质是氨基酸的聚合物 生物体必要时可利用蛋白质作为提供充足氮素的一种方式 三 蛋白质的功能 5 运动作为运动基础的收缩和游动蛋白具有共同的性质 它们都是丝状分子或丝状聚合体 6 结构成分蛋白质另一重要功能是建造和维持生物体的结构 7 防御和进攻免疫反应 免疫球蛋白 8 异常功能 蛋白质的功能 四 酶 1 酶的概念 酶的定义酶是由活细胞产生的具有催化功能的蛋白质 核酸 亦称生物催化剂 酶的化学本质 蛋白质 核酸 酶的化学本质 除有催化活性的RNA之外几乎都是蛋白质 绝大多数酶都是蛋白质 1983年发现某些RNA分子具有催化活性 对有催化活性的RNA称为核酶 酶催化的生物化学反应 称为酶促反应在酶的催化下发生化学变化的物质 称为底物 酶的化学本质是蛋白质 有的酶仅仅由蛋白质组成 如 核糖核酸酶 有的酶除了主要由蛋白质组成外 还有一些金属离子或小分子参与 这些金属离子或小分子是酶活性所必须的 称为辅酶 辅基或辅助因子 羧基肽酶 黄色圆球是辅基Zn2 血红蛋白 2 酶的作用特点与一般催化剂的相同点1 反应前后质与量不变 且用量少 2 缩短到达平衡的时间 不改变平衡点 3 只能催化本来进行的反应 4 降低反应所需活化能 活化能 在一定温度下1mol底物全部进入活化态所需要的自由能 单位为kJ mol 酶的催化机理是降低活化能 与一般催化剂的不同点1 高效比一般催化剂高106 1013倍1mol L过氧化氢酶1秒钟可分解105mol L底物1mol L铁离子1秒钟可分解10 5mol L底物2 高度专一 酶对催化的反应和反应物有严格的选择性3 条件温和 酶易失活 引起蛋白质变性的因素都能使酶失活4 活性能调节 控制5 常需要辅助因子 3 酶的分布酶分布在所有的细胞和组织中 相对隔离 各自发挥作用 4 酶的活性可以调控 在代谢途径中调节酶的活性几个酶或十几个酶前后配合 完成一系列代谢反应 形成一条代谢途径 在一条代谢途径中 常常是前一个酶促反应的产物 便是下一个酶促反应的底物 一条代谢途径的终产物 有时可与该代谢途径的第一步反应的酶相结合 结合的结果使这个酶活性下降 从而使整条代谢途径的反应速度慢起来 这种情况称为 反馈抑制 值得注意的是 发生反馈抑制时 代谢终产物与酶结合时 是非共价结合 是可逆的 终产物 调节物 结合在调节中心 第一个酶 有活性 第一个酶 无活性 共价调节有时候 酶蛋白分子可以和一个基团形成共价结合 结合的结果 使酶蛋白分子结构发生改变 使酶活性发生改变 例如 与磷酸根的结合 这种调节酶活性的情况称为酶的共价调节 糖元磷酸化酶 有磷酸化位点 竞争性抑制有的酶在遇到一些化学结构与底物相似的分子时 这些分子与底物竞争结合酶的活性中心 亦会表现出酶活性的降低 抑制 这种情况称为酶的竞争性抑制 竞争性抑制剂在结构上与底物相似 对氨基苯磺酸 磺胺药 对氨基苯甲酸 细菌生长因子 磺胺类药物竞争性抑制细