体内重要的生物活性肽1谷胱甘肽课件

目录第二章第一节蛋白质的分子组成一、蛋白质的元素组成及特点二、组成蛋白质的基本单位—氨基酸三、蛋白质分子中氨基酸的连接方式第二节蛋白质的分子结构一、蛋白质分子的基本结构二、蛋白质分子的空间结构三、蛋白质的结构与功能的关系第三节蛋白质的理化性质一、蛋白质的两性解离和等电点二、蛋白质的高分子性质三、蛋白质的变性四、蛋白质的沉淀与凝固五、蛋白质的紫外吸收性质第四节蛋白质的分类一、根据分子形状分类二、根据分子组成分类三、根据生物学功能分类蛋白质知识的临床应用1.蛋白质的紫外吸收性质2.蛋白质的分类1.肽键与肽2.蛋白质分子的空间结构3.蛋白质结构与功能的关系4.蛋白质两性解离、高分子性质1.蛋白质的元素组成2.蛋白质的基本组成单位3.蛋白质的基本结构4.蛋白质的变性、沉淀与凝固掌握熟悉了解学会学习目标第二章

蛋白质结构与功能

蛋白质（protein）是重要的生物大分子，是一切生命活动的物质基础。蛋白质是机体的基本组成成分之一蛋白质参与物质运输与代谢、机体防御、肌肉收缩、信号传递等功能蛋白质参与个体发育、组织生长与修复第二章一位15岁的美籍非洲妇女最近感觉疲劳，小便时尿道有灼烧感，双侧大腿和臀部疼痛，服药后不能缓解。实验室检查发现白细胞升高，血红蛋白含量下降。初步诊断：镰刀状红细胞贫血。病例蛋白质结构与功能第二章蛋白质结构与功能

镰刀状红细胞贫血在非洲和美洲黑人中甚为普遍，患者的红细胞呈镰刀状，使血液黏滞度增大，引起局部组织器官缺血缺氧、酸中毒和炎症反应，且红细胞极易破裂，造成严重贫血，甚至引起病人死亡。其基本病理改变是血红蛋白分子结构发生了改变。

蛋白质分子有那些结构特征？血红蛋白分子结构发生改变，为什么会使红细胞变形为镰刀状？蛋白质结构改变还会导致哪些疾病？第二章蛋白质的元素组成及特点1

组成蛋白质的基本单位——氨基酸2

蛋白质分子中氨基酸的连接方式3第一节蛋白质的分子组成第二章

蛋白质的元素组成微量元素：P、Fe、Cu、Zn、Mo、Se、I

等主要元素组成：C、H、O、N、S一、蛋白质的元素组成及特点第二章一、蛋白质的元素组成及特点蛋白质平均含氮量为16％,只要测定生物样品中的含氮量，就可以根据以下公式推算出蛋白质的大致含量100克样品中蛋白质的含量(g%)=每克样品含氮克数×6.25×100

蛋白质元素组成特点第二章L-α-氨基酸的通式R

氨基酸的结构特点二、组成蛋白质的基本单位—氨基酸第二章（一）氨基酸的结构特点组成人体蛋白质的20种氨基酸均属于L-α-氨基酸（甘氨酸除外）aL-α-氨基酸COOHCHH2NRaD-α-氨基酸COOHCHH2NR第二章（二）氨基酸的分类组成人体蛋白质的20种氨基酸可以根据其侧链结构和理化性质的不同分为5类非极性脂肪族氨基酸极性中性氨基酸酸性氨基酸芳香族氨基酸碱性氨基酸第二章苯基吲哚基巯基甲硫基酰基羟基芳香族氨基酸苯丙氨酸(Phe)

酸性氨基酸天冬氨酸(Asp

)

（二）氨基酸的分类第二章碱性氨基酸赖氨酸（Lys）组氨酸（His）（二）氨基酸的分类第二章

三、蛋白质分子中氨基酸的连接方式（一）肽键肽键

肽键(peptidebond)是由一个氨基酸的α-羧基(—COOH)与另一个氨基酸α-氨基(—NH2)脱水缩合而形成的酰胺键蛋白质是由氨基酸通过肽键相连而形成的高分子化合物第二章（一）肽键CHNHCR2OOHH+-H2OCHNH2CR1OOHCHNH2CR1OCHNCR2OOHH肽键第二章肽单元肽键中的C-N键虽然是单键，但具有部分的双键性质，因此肽键不能旋转，使得构成肽键的4个原子C、O、N、H及其相邻的两个Cα处于同一平面上，构成了肽单元CNCCNCOHOH第二章CCCCCOOHHHHHRRRNN键长0.132nm360°360°键长0.123nm键长0.153（二）肽肽是氨基酸通过肽键缩合而成的化合物两分子氨基酸缩合形成二肽，三分子氨基酸缩合形成三肽由十个以内氨基酸相连而成的肽称为寡肽，由更多的氨基酸相连形成的肽称多肽二硫键牛胰核糖核酸酶的多肽链第二章CHCHNH2多肽链CCH3NCHCNCHCOOHOHCH2OHSHCH2OOCHHNH主链氨基酸残基氨基端（N端）羧基端（C端）第二章（三）体内重要的生物活性肽

1.谷胱甘肽(GSH)

谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽－SH为活性基团是体内重要的还原剂第二章1.谷胱甘肽(GSH)GSH过氧化物酶H2O22GSH2H2OGSSG

GSH还原酶NADPH+H+NADP+GSH与GSSG间的转换

第二章2.多肽类激素和神经肽

促甲状腺素释放激素

体内许多激素属寡肽或多肽神经肽是一类在神经传导过程中起信号转导作用的肽类第二章

蛋白质分子的基本结构1

蛋白质分子的空间结构2

蛋白质的结构与功能的关系3第二节蛋白质的分子结构第二章

蛋白质的一级结构一、蛋白质分子的基本结构定义：蛋白质分子中从N-端至C-端的氨基酸排列顺序

化学键：肽键，有些蛋白质还包括二硫键第二章

（一）蛋白质的二级结构二、蛋白质分子的空间结构定义：蛋白质分子中某一段多肽主链的局部空间结构，也就是该段肽链主链骨架原子的相对空间位置。

化学键：氢键第二章

1.α-螺旋（一）蛋白质的二级结构第二章

α-螺旋的特点多肽链主链以肽单元为单位围绕中心轴呈有规律右手螺旋每3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈，螺距为0.54nm每个肽键的N—H与相邻第四个肽键的羰基氧形成氢键，氢键的方向与螺旋长轴基本平行1.α-螺旋第二章

2.β-折叠（一）蛋白质的二级结构第二章

β-折叠的特点多肽链充分伸展，每个肽单元以Cα为旋转点，依次折叠成锯齿状结构，氨基酸残基侧链交替地位于锯齿状结构的上下方相邻肽链中肽键的亚氨基氢与羰基氧形成链间氢键，氢键方向与长轴垂直2.β-折叠第二章

β-折叠的走向示意图

2.β-折叠第二章

3.β-转角（一）蛋白质的二级结构第二章

4.无规卷曲

（一）蛋白质的二级结构第二章

模体定义：是具有特殊功能的超二级结构，它是由两个或三个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个特殊的空间构象。蛋白质的超二级结构钙结合蛋白锌指结构第二章

蛋白激酶结构无规卷曲α-螺旋β-折叠β-转角（一）蛋白质的二级结构第二章（二）蛋白质的三级结构定义：整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，即肽链中所有原子在三维空间的排布位置

化学键：疏水键、离子键、氢键和范德华力以及二硫键等蛋白质只有具有完整的三级结构，才具有全部的生物学功能。

第二章疏水键是维系蛋白质三级结构稳定的最主要的作用力

（二）蛋白质的三级结构第二章肌红蛋白结构域

结构域

分子量较大的蛋白质在形成三级结构时，肽链中某些局部的二级结构汇集在一起，形成能发挥生物学功能的特定区域（三）蛋白质的四级结构定义：蛋白质分子中各个亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用称为蛋白质的四级结构

化学键：亚基之间的结合力主要是疏水键、氢键和离子键

亚基：蛋白质含有2条或2条以上多肽链,才能全面地执行功能。每一条多肽链都有完整的三级结构,称为亚基第二章蛋白质的一级至四级结构第二章

（一）蛋白质一级结构与功能的关系三、蛋白质的结构与功能的关系

蛋白质一级结构是空间构象的基础，也是蛋白质行使功能的基础

一级结构相似的蛋白质，其基本构象及功能也相似

一级结构关键氨基酸改变，功能或活性改变第二章由蛋白质分子结构发生变异所导致的疾病称为分子病镰刀状红细胞贫血N-Val·His·Leu·Thr·Pro·Glu·Glu·····C(146)HbSβ肽链HbAβ肽链N-Val·His·Leu·Thr·Pro·Val·Glu·····C(146)（一）蛋白质一级结构与功能的关系第二章（二）蛋白质空间结构与功能的关系空间结构是蛋白质功能的基础，相似的空间结构有着相似的功能肌红蛋白与血红蛋白的结构

第二章蛋白质的空间构象发生改变导致的疾病称为蛋白质的构象病蛋白质错误折叠后相互聚集，表现为蛋白质淀粉样纤维沉淀的病理改变疾病：人纹状体脊髓变性病、亨廷顿舞蹈病、疯牛病及阿尔茨海默病等

（二）蛋白质空间结构与功能的关系第二章第三节蛋白质的理化性质蛋白质的两性解离和等电点1蛋白质的高分子性质2蛋白质的变性3蛋白质的沉淀与凝固4蛋白质的紫外吸收性质5第二章蛋白质分子在一定的溶液pH条件下都可解离成带负电荷或正电荷的基团，故称两性解离。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。一、蛋白质的两性解离和等电点第二章PrNH3+COO-pH=pI

pH>pI

+OH-+H++OH-+H+pH<pI兼性离子阳离子阴离子PrNH2COO-PrNH3+COOH利用蛋白质两性解离的性质，可通过电泳、层析等方法将不同蛋白质分离、纯化一、蛋白质的两性解离和等电点第二章二、蛋白质的高分子性质蛋白质属于生物大分子，分子量在104～106kD，其分子的直径可达1～100nm，为胶粒范围之内。蛋白质胶体溶液稳定的因素：水化膜和同种电荷透析：蛋白质不能透过半透膜，将含有小分子杂质的蛋白质溶液放在半透膜制成的透析袋内，杂质即可透过半透膜渗出袋外而与蛋白质分离。血液透析仪原理第二章蛋白质的变性：在某些理化因素的作用下，蛋白质的空间构象被破坏，导致其理化性质改变和生物活性丢失的现象。蛋白质变性的因素

物理因素

化学因素

--高温、高压、紫外线、X射线、超声波及强烈震荡

--强酸、强碱、重金属盐、有机溶剂三、蛋白质的变性第二章临床应用高温灭菌、酒精消毒免疫球蛋白或生物制剂（如疫苗等）在制备和保存时则应选择适宜的低温条件消毒。变性的本质破坏非共价键和二硫键，不改变蛋白质的一级结构。三、蛋白质的变性第二章

尿素、β-巯基乙醇三、蛋白质的变性若蛋白质变性程度较轻，去除变性因素后，蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构象和功能，称为蛋白质复性

去除尿素、

β-巯基乙醇天然状态有催化活性非折叠状态无催化活性天然状态-S-S-恢复正确配对牛核糖核酸酶的变性与复性

第二章沉淀的方法蛋白质的沉淀：在一定条件下，蛋白疏水侧链暴露在外，肽链融会相互缠绕继而聚集，因而从溶液中析出

盐析法有机溶剂沉淀法某些酸类沉淀法重金属盐沉淀法临床应用最常用蛋白质沉淀方法分离制备各种血浆蛋白质

某些酸类沉淀法重金属盐沉淀法