《生物化学中》PPT课件.ppt

1、生物化学课件(临床医学)2008，3，蛋白质的结构和功能，第1章，蛋白质的结构和功能，1。什么是蛋白质？蛋白质是由许多氨基酸通过肽键连接而成的高分子含氮化合物。概述，2 .蛋白质的生物学重要性。蛋白质是生物重量的重要组成部分，分布广泛：所有器官和组织都含有蛋白质；细胞的每个部分都含有蛋白质。高含量：蛋白质是细胞中最丰富的有机分子，占人体干重的45%。有些组织的含量较高，如脾、肺和横纹肌，高达80%。1)作为生物催化剂(酶)，2)代谢调节，3)免疫保护，4)物质的运输和储存，5)运动和支持，6)参与细胞间信息传递，2)蛋白质具有重要的生物学功能，3)氧化能量供应，蛋清物质被分为蛋白质的分子组分，

2、第1节，1)组成蛋白质的元素，主要包括碳和碳。一些蛋白质含有少量的磷或金属元素，如铁、铜、锌、锰、钴和钼，一些蛋白质还含有碘。各种蛋白质的含氮量非常接近，平均为16。由于体内的含氮物质主要是蛋白质，只要测定生物样品中的氮含量，就可以根据以下公式计算出近似的蛋白质含量：100克样品中的蛋白质含量(g %)=6.25100克氮/克样品，1/16%，蛋白质元素组成的特征，2。蛋白质的基本单位氨基酸(一)氨基酸的结构自然界中有300多种氨基酸，但组成人类蛋白质的氨基酸只有20种(20-22种)，它们都是左旋氨基酸(甘氨酸除外)，如图所示。C，H，COOH，R，R:H，gan AAR:CH3丙基aa r

3、:ch-ohsu aa CH3，h2n，非极性侧链氨基酸，非离子化极性侧链氨基酸，酸性氨基酸，碱性氨基酸，(2)氨基酸分类，* 20个氨基酸的英文名称，缩写和分类如下：甘氨酸甘氨酸甘氨酸Gly G 5.97，丙氨酸Ala 6.00，缬氨酸缬氨酸Val V 5.96，亮氨酸Leu L 5.98，异亮氨酸异亮氨酸Ile I 6 含量：色氨酸5.89，丝氨酸5.68，酪氨酸5.66，半胱氨酸5.07，蛋氨酸5.74，天冬酰胺5.41，谷氨酰胺5.65，苏氨酸5.60。 非离子化极性侧链氨基酸、含量，天冬氨酸Asp D 2.97，谷氨酸Glu E 3.22，赖氨酸Lys K 9.74，精氨酸Arg R

4、 10.76，组氨酸组氨酸His H 7.59，3。酸性氨基酸，4。碱性氨基酸、含量、几种特殊氨基酸、脯氨酸(亚氨基酸)、半胱氨酸、胱氨酸和*通过肽键连接。肽键是一个氨基酸的羧基上的羟基和另一个氨基酸的氨基上的氢原子脱水缩合形成的化学键，如图：所示。三.蛋白质中氨基酸的连接方式、甘氨酰甘氨酸、肽键、H2N、C. Cooh、R2、C、N、O、H、O、H *、肽是氨基酸通过肽键缩合而成的化合物。*两个氨基酸分子缩合形成二肽，而三个氨基酸分子缩合形成三肽。*肽链中的氨基酸由于脱水缩合而具有不完全基团，这被称为氨基酸残基。*由少于10个氨基酸连接而成的肽称为寡肽，由更多氨基酸连接而成的肽称为多肽。n端

5、：多肽链的一端带有游离氨基；c端：多肽链的一端有游离羧基，两端有羧基；*多肽链是指许多氨基酸通过肽键连接的结构。n端，c端，牛核糖核酸酶，几种生物活性肽，1。谷胱甘肽(GSH)，谷胱甘肽过氧化物酶，谷胱甘肽还原酶，NADPH，NADP，体内许多激素都是寡肽或多肽，神经肽，2。多肽激素和活性肽、尿素和催产素(9肽)、胰高血糖素(29肽)、脑啡肽(5肽)、降钙素(32肽)、促肾上腺皮质激素(39肽)、胰岛素(51肽)、肌肽(2肽)、P物质(10肽、神经肽)、内啡肽(31肽)、蛋清。概念：蛋白质的一级结构是指多肽链中氨基酸的序列。首先是蛋白质的一级结构，主要的化学键(一级键)是肽键，有些蛋白质还包括

6、二硫键。北纬：度；或NH2端羧基端、一级结构是蛋白质空间构象和特定生物学功能的基础。它由遗传密码决定，遗传密码具有限制性位点、可测量的一级结构和不同物种间的同源性。目录，二。蛋白质的空间结构中，参与肽键的六个原子C1、碳、氧、氮、氢和C2位于同一平面，同一平面上的六个原子构成了所谓的肽单元。肽键平面形成二级结构的基础，关于肽键平面的描述？2.二级结构的概念和基本形式a .概念：多肽链中局部原子的空间排列b .二级结构的基本形式，(1)-螺旋(2)-折叠片(3)-转弯(4)无规卷曲，(1)，螺旋特征，折叠特征，角，不规则卷曲，-螺旋，R，R，R，R，N，C，N，C，保持力3360链内或链间氢键，

7、N，C，-角，角，角，平面，4 AA，3-角180的角部分由4个氨基酸残基组成，第一个残基的羰基氧(O)和第四个残基的氨基氢(H)可以形成氢键，氢键主要包含脯氨酸和甘氨酸，具有不规则卷曲、环状或卷曲结构：随机卷曲用于解释没有确定规则性的肽链的结构。没有规则的排列，但它也显示出重要的生物学功能。二级结构：氢键的维持力。母题。在许多蛋白质分子中，可以发现两个或三个二级结构的肽，它们在空间上相互靠近，形成一种特殊的空间构象，称为基序。钙结合蛋白中，钙离子结合基序、锌指结构、氮、碳、氮、碳侧链等。氨基酸残基影响二级结构的形成。蛋白质二级结构基于一级结构。当肽链氨基酸残基的侧链适合形成-螺旋或-折叠时，

8、它将具有相应的二级结构。蛋白质的三级结构，多肽链中所有氨基酸残基(所有元素)的相对空间位置。即肽链中所有原子在三维空间中的排列位置。包括主链和侧链的全部内容。概念，非共价键，二级键，(盐键)，内容，肌红蛋白(Mb)，肌红蛋白是一种含有153个氨基酸残基的单肽链蛋白，它含有8个螺旋区，依次称为A-H螺旋，并含有二级结构如转角和环卷曲。2。维持亚基之间的结合力是疏水的、范德华力、氢键、离子键和二硫键。蛋白质的四元结构，即蛋白质分子中亚基的空间排列和亚基接触点的布局和相互作用，称为蛋白质的四元结构。1.概念有些蛋白质分子包含两条或更多的多肽链，每条多肽链都有一个完整的三级结构，称为蛋白质的四级结构，

9、每条多肽链称为一个亚单位。蛋白质的四级结构是具有四级结构的蛋白质。回顾，总结，3。蛋白质结构与功能的关系。蛋白质一级结构与功能的关系。蛋白质空间结构与功能的关系。蛋白质一级结构与功能的关系，例如：(古氨基酸)，(焦氨基酸)，硫，硫，氮，氮，甲链，21AA，乙链，30AA，胰岛A5 A6 A10 B30人Thr Ser Ile Thr猪Thr Ser Ile Ala，氧化Hb占总Hb的百分比(称为饱和度百分比)随着O2浓度的变化而变化。血红蛋白的构象变化以及肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)的氧解离曲线，协同作用，即寡聚体蛋白的一个亚基与其配体结合的现象，可以影响寡聚体的另一个亚基与其配体的结合

10、能力，称为协同作用。如果是推广，就叫做积极合作；如果是抑制，就叫做负合作效应。血红素与氧结合后，铁原子的半径变小，可以进入卟啉环的孔隙，进而引起肽链位置的改变。变构效应，蛋白质空间结构的变化伴随着其功能的变化，这就是变构效应。自然状态、催化活性、尿素、巯基乙醇、尿素去除、巯基乙醇去除、未折叠状态、不活动、蛋白质构象变化和疾病、蛋白质构象疾病：如果蛋白质折叠错误，尽管其一级结构保持不变，但蛋白质构象变化仍会影响其功能，在严重情况下会导致疾病。蛋白质构象变化导致疾病的机制：一些蛋白质在错误折叠后聚集在一起，经常形成针对蛋白水解酶的淀粉样纤维沉淀，这导致毒性并导致疾病，表现出蛋白质淀粉样纤维沉淀的病

11、理变化。这些疾病包括人类纹状体脊髓变性、阿尔茨海默氏病、亨登氏舞蹈病、疯牛病等。疯牛病是由朊蛋白(PrP)引起的一组人和动物神经退行性疾病。正常PrP富含螺旋结构，称为PrPc。在未知蛋白质的作用下，PrPc可以转化成完全折叠的PrPsc，从而导致疾病。第三部分，蛋白质的理化性质，除了蛋白质分子两端的氨基和羧基可以解离外，氨基酸残基侧链上的一些基团在一定的溶液酸碱度条件下可以解离成带负电荷或正电荷的基团。等电点)当蛋白质溶液处于一定的酸碱度时，蛋白质解离成正负离子的趋势是相等的，即它变成一个带零净电荷的兼性离子。这时，溶液的酸碱度被称为蛋白质的等电点。1.蛋白质两性解离和等电点，pr，cooh

12、，NH3，oh-，h，pr，NH3，COO _，oh-，pr，h，NH2，COO-，阳离子酸碱度，两性离子酸碱度，阴离子酸碱度，蛋白质等电点，蛋白质酸碱度胃蛋白酶1.0血清白蛋白4.9脲酶5.0血红蛋白6.8肌红蛋白7.0胰凝乳蛋白酶原9.5溶菌酶11.0，II。蛋白质的胶体特性。蛋白质属于生物大分子之一，分子量在10，000到100万之间，分子直径为1100纳米，属于胶体颗粒范围。*蛋白质颗粒表面电荷水合膜、水合膜、溶液中蛋白质的聚合沉淀的胶体稳定性因素，3。蛋白质变性、沉淀和凝固，*蛋白质变性，在某些理化因素的作用下，其特定的空间构象被破坏，即有序的空间结构变成无序的空间结构，从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失。物理、化学和生物因素如加热、有机溶剂如乙醇、强酸、强碱、重金属离子和生物碱试剂。变性蛋白的特点是：粘度增加，溶解度降低，易沉淀，易被蛋白酶降解，失去生物活性。此外，防止蛋白质变性也是有效保存蛋白质制剂(如疫苗等)的必要条件。)。如果蛋白质变性程度较轻，除去变性因子后，蛋白质仍能恢复或部分恢复其原始构象和功能，这称为复性。自然状态，催化活性，尿素，-巯基乙醇，尿素和-巯基乙醇去除，未折叠状态，无活性，*蛋白质沉淀在某些条件下，蛋白质的疏水侧链暴露，肽链熔化并相互缠结，然后聚集，从而从溶液中沉淀。退化的蛋白质容易沉淀，有时