生物化学课件之蛋白质剖析.ppt

蛋白质的结构与功能 主要内容 [教学时数] 4学时 [掌握内容]：蛋白质的基本组成单位和平均含氮量。20种氨基酸的 名称及三字母英文缩写符号。氨基酸的理化性质。蛋白质一级结构 的定义及维系的键、蛋白质二级结构的定义及维系的键，肽单元和 蛋白质二级结构的主要类型，模体的概念。蛋白质三级结构的定义 及维系的键，结构域的定义。蛋白质四级结构的定义及维系的键， 亚基的定义。蛋白质变性的定义及影响因素，蛋白质沉淀及维持蛋 白质胶体溶液的稳定因素。蛋白质等电点的定义。 [熟悉内容]：氨基酸的分类，肽的概念基本结构，蛋白质一级结构 和空间结构与蛋白质功能之间的关系。氨基酸和蛋白质的紫外吸收 作用。蛋白质的分离和纯化。 [了解内容]：生物活性肽，蛋白质的模序结构，分子病的定义。 [自学内容]：蛋白质分类，多肽链中氨基酸的序列分析、蛋白质空间结构测定 第一节 蛋白质是生命的物质基础 蛋白质 protein 是由许多氨基酸 amino acids 通过肽键 peptide bond 相连形成的高分子含氮化合物。 二、蛋白质的生物学重要性 1. 蛋白质是生物体重要组成成分 分布广： 普遍存在于生物界，动物、植物、微生物主要是由蛋白质构成。 所有器官、组织都含有蛋白质；细胞的各个部分都含有蛋白质。 含量高：蛋白质是细胞内最丰富的有机分子，占人体干重的45％，某些组织含量更高，例如脾、肺及横纹肌等高达80％。 蛋 白 质 的 分 子 组 成The Molecular Component of Protein 一、组成蛋白质的元素 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，个别蛋白质还含有碘 。 ? 蛋白质元素组成的特点 由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此，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： 二、氨基酸 —— 组成蛋白质的基本单位 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）。 （二）氨基酸的理化性质 1. 两性解离性质 2. 紫外吸收性质 3. 茚三酮反应 蛋 白 质 的 分 子 结 构The Molecular Structure of Protein （一）、肽键 氨基酸残基 氨基酸在形成肽链时丢失了一分子水，肽链中的氨基酸分子已不完整,称为氨基酸残基 amino acid residue 。 （二） 肽（peptide peptide） 氨基酸借肽键相连而形成的化合物称肽。 根据氨基酸的组成个数可以依次称为二肽、 三肽、四肽…… 寡肽 oligopeptide oligopeptide 由10 个以内氨基酸连成的小肽 多肽 polypeptide 由更多氨基酸连成的肽 蛋白质 protein 就是由许多氨基酸残基组 成的多肽链 （三）多肽链有方向性 NH2 Met Phe Phe Cys Ser Thr Val COOH 氨基末端 Ｎ－ 端 羧基末端 C －端 书写多肽链时一般把氨基端放在左侧，羧基端放在右侧。 蛋-苯丙-苯丙-半胱-丝-苏-缬 主链： 多肽链中由肽键连接成的长链 侧链： 各氨基酸残基的侧链基团所构成的短链 氢键 负电性很强的原子（如氧或氮）和与氧或氮共价结合的氢原子相互吸引，这种作用力称为氢键。 疏水相互作用 由非极性基团受到水分子排斥相互聚集在一起的作用力。 离子键由异性电荷间的静电吸引形成的。 （二）蛋白质的二级结构 肽单元（肽键平面、酰胺平面） 肽键中的Ｃ＝Ｏ 和Ｃ－Ｎ 均不能自由旋转，肽键 -CONH- 中的４个原子和２个α碳原子 Cα 被约束在一个刚性平面（即肽键平面）上，构成一个肽单元 peptide unit 。 a.以肽键平面为单位,以α-碳原子为转折盘旋形成右手螺旋 b. 主链原子构成螺旋的主体,侧链 R基团）在其外部。 c. 每3.6个氨基酸旋转一周，螺距为0.54nm，每两个氨基酸之间的垂直距离为0.15nm，肽键平面与螺旋长轴平行。 d.氢键是a-螺旋稳定的主要次级键，一个肽单位N上的氢原子与第四个肽单位羰基上的氧原子形成氢键，所有的肽键都可以形成氢键。 作用：增强了机械强度，具有弹性 d. α-螺旋参数： 每3.6 个氨基酸残基 绕成一个螺圈 3600 螺距为0.54 0.54nm nm 每个氨基酸残基上升 0.54/3.6 0.15 0.15nm nm 2. β-折叠（β-pleated sheet sheet） 肽键平面呈伸展的锯齿状排列形成的结构称β－折叠。 3. β-转角 β-turn 肽链出现180 0回折的转角处结构称为β-转角。 *常见于球状蛋白质 分子表面 *第一个残基的C