基础医学概论生物大分子--蛋白质

1、生物大分子蛋白质知道蛋白质的基本结构单位、分子组成及结构知道氨基酸的理化性质知道蛋白质的理化性质能够叙述各项基本概念蛋白质的生物学意义蛋白质的分子组成蛋白质的分子结构蛋白质的结构与功能的关系蛋白质的理化性质蛋白质是生命活动的物质基础 1.生物体的基本组成成分之一： 细胞的各个部分都含有蛋白质 所有器官、组织都含有蛋白质 2.体内含量高：是细胞内含量最丰富的生物大分子， 占人体干重的45蛋白质是生命活动的物质基础 3.生物体功能的执行者： （1）作为生物催化剂（酶） （2）代谢调节作用（激素） （3）免疫保护作用（抗体） （4）物质的转运和存储（血红蛋白） 蛋白质是生命活动的物质基础 3.生物体

2、功能的执行者： （5）运动与支持作用（肌动蛋白、肌球蛋白） （6）控制生长和分化（核蛋白） （7）参与细胞间信息传递（受体蛋白） （8）识别和记忆蛋白质的组成元素基本结构单位氨基酸的分类氨基酸的理化性质肽主要有C、H、O、N和S有些蛋白质含有少量磷或金属元素铁、铜、锌、锰、钴、钼蛋白质是体内主要含氮物各种蛋白质的含氮量接近16%100克样品中蛋白质的含量(g%)= = 每克样品含氮克数每克样品含氮克数 6.25 6.25100100氨基酸含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称氨基酸的通式-NH-COOH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-氨基酸天然氨基酸氨基与羧

3、基结合在同一碳原子上R-CH-COOH | NHR-CH-CH-COOH | NH20种天然氨基酸 1.非极性脂肪族氨基酸：甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、 亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、 天冬酰胺、丝氨酸 2.极性中性氨基酸：谷氨酰胺、半胱氨酸、苏氨酸、 甲硫氨酸、色氨酸、络氨酸20种天然氨基酸 3.芳香族氨基酸：苯丙氨酸 4.酸性氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸 5.碱性氨基酸：赖氨酸、精氨酸、组氨酸脯氨酸氨基酸是两性电解质CHNH2COOHR CHNH2COOHR+H+H+ +CHNH2COO-R CHNH2COO-R-H-H+ +R-CH-COOHR-CH-COOH | | NH NH酸性溶液碱性溶液等电

4、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，成为兼性离子时，呈电中性。此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点。兼性离子紫外线吸收：通过280nm波长的紫外线光度测量， 可对蛋白质溶液进行定量分析呈色反应：氨基酸与茚三酮在水溶液中一起加热， 可生成蓝紫色物质是指氨基酸通过脱水缩合作用，由肽键相连形成的化合物氨基酸残基肽链中，因脱水缩合而部分基团不全的氨基酸根据氨基酸的组成个数可以依次称为二肽、三肽、四肽寡肽由10 个以内氨基酸连成多肽由10个以上氨基酸连成蛋白质就是由许多氨基酸残基组成的多肽链多肽链-氨基-羧基羧基端（C端）氨基端（N端）蛋白质分子的一级结构蛋白质分子的二级结

5、构蛋白质分子的三级结构 蛋白质分子的四级结构 高级结构（空间结构）蛋白质多肽链中氨基酸的种类、数量和排列顺序蛋白质空间结构的基础主要维持力：肽键 + +NH-CH-CO-NH-CH-COOHNH-CH-CO-NH-CH-COOHNH-CH-COOHNH-CH-COOH 甘氨酸甘氨酸NH-CH-COOHNH-CH-COOHNH-CH-CO-NH-CH-COOHNH-CH-CO-NH-CH-COOH | | CH CH NH-CH-COOHNH-CH-COOH+ + CH CH | |NH-CH-COOHNH-CH-COOH 丙丙氨酸氨酸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子

6、的相对空间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象肽键平面：二级结构的基础C、N基本形式： 1. -螺旋 2. -折叠 3. -转角 4.无规卷曲-螺旋：肽链的某段局部盘曲成螺旋形结构1.以肽键平面为单位, 以-碳原子为转折 盘旋形成右手螺旋2.主链原子构成螺旋的 主体,侧链(R基团） 在其外部-螺旋：肽链的某段局部盘曲成螺旋形结构3.主要维持力氢键：每1 个肽键N-H上的氢原子与 第4个肽键C=O上的氧原 子形成氢键-折叠：肽链中的某段局部成伸展的、锯齿状结构-片层：两段以上的-折叠结构平行排列 C N C N 顺向平行C N N C 逆向平行-折叠：肽链中的某段局部成伸展的、锯齿状结构主要维持力

7、氢键：一段-折叠结构中每个肽键的C=O和N-H与另一段-折叠结构中每个肽键的C=O和N-H形成氢键-转角：肽链中出现的一种180转折有4个氨基酸残基组成主要维持力氢键：第1个残基中肽键C=O的氧原子与第4个残基中肽键N-H的氢原子形成氢键无规卷曲：没有确定规律性的肽键构象常见于球状蛋白质分子中，在其它类型二级结构肽段之间起活节作用，有利于整条肽链盘曲折叠在多肽链内顺序上相互邻近的二级结构常常在空间折叠中靠近，彼此相互作用，形成规则的二级结构聚集体-螺旋组合（）-折叠组合（）-螺旋-折叠组合（）整条肽链中各个二级结构的空间排布方式及有关侧链基团之间的相互作用关系，即肽链中所有原子的空间排布主要维

8、持力：疏水作用疏水性基团藏在分子内部亚基：有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链，每一条多肽链都有完整的三级结构，称为亚基 各亚基的空间排布及相互作用主要维持力：疏水作用、离子键一级结构与功能的关系空间结构与功能的关系一级结构相似的蛋白质，其基本构象和功能也相似一级结构中，参与功能活性部位的残基或处于特定构象关键部位的残基出现异常，蛋白质的功能会收到明显的影响蛋白质的空间结构是其功能活性的基础空间结构发生变化，其功能活性也随之改变别构效应某物质与蛋白质分子的某部位结合，触发该蛋白质的构象发生变化，使其功能活性改变两性电解和等电点胶体性质变性、复性、沉淀呈色反应蛋白质分子除两端的氨基和羧基可解离外，氨基酸残基侧链中某些基团，在一定的溶液pH条件下都可解离成带负电荷或正电荷的基团酸性溶液碱性溶液当蛋白质溶液处于某一pH时，蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，净电荷为零，此时溶液的pH称为蛋白质的等电点分子直径在1-100nm之间蛋白质分子表面有亲水集团，使蛋白质分子被多层水分子包围，形成水化膜+带正电荷的蛋白质带正电荷的蛋白质在等电点的蛋白质在等电点的蛋白质带负电荷的蛋白质带负电荷的蛋白质在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质改变和生物活性的丧失应用