蛋白质与人类健康PPT.ppt

蛋白质的四级结构 有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链，每一条多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白质的亚基 (subunit)。 蛋白质分子中各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。 亚基之间的结合力主要是疏水作用，其次是氢键和离子键。 血红蛋白四级结构 蛋白质亚基 组装方式丰富多样 蛋白质构象改变导致疾病产生 蛋白质构象疾病：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。 这类疾病包括：人纹状体脊髓变性病、老年痴呆症、亨停顿舞蹈病、疯牛病等。 蛋白质构象改变导致疯牛病 疯牛病是由朊病毒蛋白(prion protein, PrP)引起的一组人和动物神经退行性病变。 正常的PrP富含α-螺旋，称为PrPc。 PrPc在某种未知蛋白质的作用下可转变成全为β-折叠的PrPsc，从而致病。 PrPc α-螺旋 PrPsc β-折叠 正常 疯牛病 正常 疯牛病 疯牛病药物设计主要是阻断PrPsc的产生 有些蛋白质错误折叠后相互聚集，常形成抗蛋白水解酶的淀粉样纤维沉淀，产生毒性而致病，表现为蛋白质淀粉样纤维沉淀的病理改变。 蛋白质构象改变导致疾病的机理 蛋白质的变性(denaturation) 定义：在物理和化学因素作用下，蛋白质空间构象被破坏，即有序的空间结构变成无序的空间结构，导致其理化性质改变和生物活性丧失。 本质：破坏非共价键和二硫键，不改变蛋白质的一级结构。 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 。 应用举例 临床医学上，变性因素常被应用来消毒及灭菌。 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。 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，称为复性(renaturation) 。 蛋白质的复性(renaturation) 蛋白质与人类健康 曹春阳 中国科学院上海有机化学研究所 ——生命有机化学应用 报告内容 蛋白质分子结构 蛋白质样品制备 蛋白质结构测定 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。 蛋白质是生物体重要组成成分 分布广：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％。 蛋白质是生命活动主要载体和功能执行者 免疫防卫 病毒感染 细胞生长 信号转导 药理过程与药物设计 酶催化机制 蛋白质的功能与其三维结构密切相关 H 甘氨酸 CH3 丙氨酸 L-氨基酸的通式 R 依据侧链性质氨基酸分四类 非极性疏水性氨基酸 极性中性氨基酸 酸性氨基酸 碱性氨基酸 甘氨酸 glycine Gly G 5.97 丙氨酸 alanine Ala A 6.00 缬氨酸 valine Val V 5.96 亮氨酸 leucine Leu L 5.98 异亮氨酸 isoleucine Ile I 6.02 苯丙氨酸 phenylalanine Phe F 5.48 脯氨酸 proline Pro P 6.30 非极性疏水性氨基酸 色氨酸 tryptophan Try W 5.89 丝氨酸 serine Ser S 5.68 酪氨酸 tyrosine Try Y 5.66 半胱氨酸 cysteine Cys C 5.07 蛋氨酸 methionine Met M 5.74 天冬酰胺 asparagine Asn N 5.41 谷氨酰胺 glutamine Gln Q 5.65 苏氨酸 threonine Thr T 5.60 2. 极性中性氨基酸 天冬氨酸 aspartic acid Asp D 2.97 谷氨酸 glutamic acid