蛋白质的结构与功能及理化性质精要.ppt

第一章 绪 论 生物化学的概念： 生物化学是研究生物体的组成、化学结构以及各种化学变化的科学，是从分子水平解释一切生命现象的科学，是生命科学和医学的重要组成部分。 研究对象：生物体 主要任务：研究生物体的物质组成、新陈代谢和生物大分子的结构与功能等。 一、生物化学的内容 （一）研究生物体的物质组成 （二）研究新陈代谢（物质代谢） （三）研究生物大分子的结构和功能 二、生物化学的发展过程 ①静态生物化学时期（1920年以前）研究内容以分析生物体内物质的化学组成、性质和含量为主； ②动态生物化学时期（1950年以前）这是一个飞速发展的辉煌时期； ③机能生物化学时期（1950年以后）真正意义上的现代的生命化学，蛋白质化学和和核酸化学成 ???为研究重点。 三、生物化学与医学 （一）生物化学与疾病的发生 （二）生物化学与疾病的诊断 （三）生物化学与疾病的治疗 四、如何学好生物化学 （一）建立广泛的联想，与其他学科联系。 （二）不要把注意力放在结构式上。 （三）理解记忆。 （四）做好预习和复习。 蛋白质的分子组成 ? 蛋白质的元素组成 主要有C、H、O、N和S。 有些蛋白质含有少量P或金属元素Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Mo，个别蛋白质还含有 I 。 ? 蛋白质元素组成的特点 通过样品含氮量计算蛋白质含量的公式： 一、氨基酸 ——蛋白质的基本组成单位 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，且均属 L-?-氨基酸（甘氨酸除外）。 （一）氨基酸的结构 特点：一个氨基和一个羧基链接在同个碳原子上 第二节 蛋白质的结构与功能 蛋白质的功能： 生物催化剂，如酶 代谢调节作用，如胰岛素 免疫保护作用，如抗体 物质的转运和储存，如血红蛋白 结构物质，如指甲和毛发 一、肽和键肽 多肽链 1、一级结构相似的多肽或蛋白质的空间结构及功能也相似 2、不同结构具有不同功能 如抗利尿激素与催产素 （二）蛋白质空间结构与功能的关系 空间结构改变，功能则改变。 2、空间结构改变与疾病（构象病） 蛋白质构象病：若蛋白质的折叠发生错误，尽管其一级结构不变，但蛋白质的构象发生改变，仍可影响其功能，严重时可导致疾病发生。 人纹状体脊髓变性病 Creutzfeldt－Jakob病（CJD）是可传播的致病性中枢神经系统疾病，以快速进展性痴呆及大脑皮质、基底节和脊髓局灶性病变为特征，是常见的人类朊蛋白病，又称为皮质－纹状体－脊髓变性。本病呈全球性分布，人群年发病率为1/100万，患者多为中老年，平均发病年龄60岁。 亨廷顿氏舞蹈症 亨廷顿氏舞蹈症是一种家族显性遗传型疾病。患者由于基因突变或者第四对染色体内DNA（脱氧核糖核酸）基质之CAG三核甘酸重复序列过度扩张，造成脑部神经细胞持续退化，机体细胞错误地制造一种名为“亨廷顿蛋白质”的有害物质。这些异常蛋白质积聚成块，损坏部分脑细胞，特别是那些与肌肉控制有关的细胞，导致患者神经系统逐渐退化，神经冲动弥散，动作失调，出现不可控制的颤搐，并能发展成痴呆，甚至死亡。 3、酚试剂反应： 酪氨酸残基在碱性铜试剂存在的情况下，与酚试剂（磷钨酸和磷钼酸）反应生成蓝色化合物。临床上常用该反应来测定血清粘蛋白、脑积液中微量蛋白质的含量。 4、染料结合反应 在pH pI 的环境中，带正电荷的蛋白质分子，能与阴离子染料结合产生颜色反应，其色泽的深浅与蛋白质的含量成正比。用来测定的染料最常用的是：考马斯亮蓝G-250。临床上常用次反应来测定血清白蛋白、脑脊液总蛋白的含量。 二、蛋白质的分类 （三）蛋白质的变性、沉淀和凝固 * 蛋白质的变性(denaturation) 　　在某些物理和化学因素作用下，蛋白质分子的特定空间构象被破坏，从而导致其理化性质改变和生物活性的丧失。 造成变性的因素： 如加热、乙醇等有机溶剂、强酸、强碱、重金属离子及生物碱试剂等 。 变性的本质： —— 破坏非共价键，二硫键和空间结构，不改变蛋白质的一级结构。 应用举例 临床医学上，变性因素常被应用来消毒及灭菌。 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。 蛋白质变性后的性质改变： 　　溶解度降低、粘度增加、结晶能力消失、生物活性丧失及易受蛋白酶水解。 （四）蛋白质的紫外吸收 由于蛋白质分子中含有共轭双键的酪氨酸和色氨酸，因此在280nm波长处有特征性吸收峰。蛋白质的OD280与其浓度呈正比关系，因此可作蛋白质定量测定。 （五）蛋白质的呈色反应 ⒈茚三酮反应(ninhydrin reaction) 蛋白质经水解后产生的氨基酸也可发生茚三酮反应。 生成紫色物质。 ⒉