第一章蛋白质概述.ppt

1.1 蛋白质与生命 蛋白质是生命的起源（生命之母），生命活动的基础。 生命是蛋白质的存在方式——恩格斯 Protein —— 希腊语 pοτο==最初的， 最重要的 蛋白质 —— 源于对鸡蛋清的研究（中译曾有 “朊”） 第一章 蛋白质概述 1.1.1 什么是蛋白质（Protein）? 蛋白质是一切生物体普遍存在的，由20种α-氨基酸 (amino acids)通过肽键(peptide bond)连接形成的高分子含氮化合物。其种类繁多，具有一定相对分子量、复杂分子结构的特定的生物学功能，是表达生物遗传形状的一类主要物质。 1）催化功能——酶（Enzyme） 1.1.2 蛋白质的功能 H2N-CO-NH2+H2O+H+ NH4 + + HCO3- 超高效率：尿素水解可提高1014倍 在37℃下：午饭 50年 消化完全 在多种酶催化下：时间？ 2）免疫功能 抗体 抗原 凝血 3）运输贮存功能（跨膜转运） 血红蛋白 ——Fe运输 血蓝蛋白 ——Cu运输 血绿蛋白 ——V 运输 铁蛋白 ——贮存铁 4）收缩运动与支持 肌球P、肌动P、骨胶原 肌肉、骨骼、头发、骨骼等 5）信息传递功能 味觉蛋白、受体蛋白等 利用此功能设计纳米级开关线路、计算机、生物芯片。 1.1.3 蛋白质的存在 无所不在，有生命就有蛋白质 （1）分布广：从单细胞植物 人类 30万种蛋白质。 （2）含量高：人体净重45%，人的皮肤95%。细菌 50%-80%，真菌14%-52% 1.2 蛋白质作为一种材料 世界新材料四大类：金属、无机非金属、高分子、生物或复合， 蛋白质属于高分子材料和生物材料的交叉。 1.2.1 蛋白质材料的主要领域 （1）医药：多种药品和医用材料 （2）纤维：蚕丝，大豆，酪纤维，胶原纤维（片材），蜘蛛丝（强度=钢×5） （3）塑料：酪，大豆，可食性包装 （4）粘合剂：胶原、蛋清（鱼膘胶）（5）涂料：酪蛋白，蛋清、血清涂饰（6）催化剂：多种酶（7）修饰剂：改性、修饰（8）纳米及微电子：开关线路，生物计算机，生物芯片 1.2.2 特点 （1）材料易得 （2）可再生，可降解，与环境友好 （3）条件温和 高温、高压？ 1.3 蛋白质工程——对蛋白质修饰、改造、拼接 80年代出现的一个崭新的学科领域 “十·五”“十一·五”国家科技攻关的重点 国家中长期科技发展规划的四大重点之一 将天然蛋白质分子加以人工改造或由人工设计出全新蛋白质。 1.4 蛋白质组学 proteomics Protein +genomic（基因）——一种基因组所表达的全套蛋白本质，在大规模水平上研究蛋白质的特征，由此获得蛋白质水平上关于疾病发生、细胞代谢过程、整体而全面的认识。 从蛋白质水平上了解疾病、解释疾病，预防、治疗疾病。 破解人类全部遗传密码——基因组序列。 人类可以控制生老病死。 90年代初，开始全球协作实施“人类基因组计划”，我国也分得了一小部分任务。 总之，蛋白质科学与工程： （1）近在咫尺，与人类息息相关； （2）浅显易懂，人人略知一二，人人会加工制造； （3）深不可测，无限深奥和宽广。 1.5 蛋白质的元素组成 （2）辅助元素： P、卤族、金属（Fe、Cu、Zn、Cd、Cr等，少数蛋白质含有，量极低。 C 50 ~ 55 % H 6 ~ 7 % O 19 ~ 24 % N 13 ~ 19 % S 0 ~ 4 % 主要元素组成 （1） 含N是蛋白质的主要特征，一切生物类分子中含N量最高。 大多数蛋白质含N量趋同：15%-17%，平均16%（倒数为6.25）。 蛋白质含量 = 蛋白氮× 6.25 （3）含N量 凯氏定氮法： 简单蛋白质 结合蛋白质 （辅基（非AA） +简单蛋白质） 白（清） 细胞内、蛋清、乳清、血清 （不易凝固、抗胰酶） 球 有α、β、γ之分，广泛存在与动植物体内 硬 胶原、 角朊 精、组、谷 磷 含有1%的磷，酪蛋白质、卵黄磷蛋白质，存于奶、蛋、肝 粘 由糖与简单蛋白质共价结合而成，糖4%，软骨中。 色 含有金属的有色辅基，含铁的血红蛋白质、肌红蛋白质， 有输氧的功能。血蓝存于虾、蟹体内，含铜0.11% 输氧功能。血绿蛋白质含钒（蜘蛛体内） 核 以核酸为辅基组成细胞核的蛋