[医学]蛋白质的基本组成单位氨基酸及其连接方式.ppt

第一章 蛋白质 (Proteins) 什么是蛋白质? 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。 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 。 蛋白质的分类 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：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％。 二、氨基酸在蛋白质分子中的连接方式——肽键 （二） 几种生物活性肽 1. 谷胱甘肽(glutathione, GSH) （二）血红蛋白的构象变化与结合氧 Hb与Mb一样能可逆地与O2结合， Hb与O2结合后称为氧合Hb。氧合Hb占总Hb的百分数（称百分饱和度）随O2浓度变化而改变。 肌红蛋白的三级结构 肌红蛋白的三级结构含有8个?-螺旋，分别取名为A、B、C、D、E、F、G、H。血红素位于E和F之间，F8[组93](绿色)与Fe形成第5个配位键。 A B C D E F G H 93 64 肌红蛋白与血红蛋白的带氧曲线 肌红蛋白的氧饱和曲线为距形双曲线,血氧饱和度为20%时仍能带氧,肌肉 缺氧时(氧饱和度为5%)大量释放氧,以供肌肉收缩需要;血红蛋白的氧饱和曲线 为S形曲线,表明血红蛋白四个亚基对氧的结合具有正协同效应。 血红素与氧结合模示图 （三）朊病毒与蛋白质构象病 朊病毒蛋白（prion protein, PrP）是正常存在于人体神经原、神经胶质细胞等多种细胞的细胞膜上的糖蛋白。朊病毒（prion,PrPsc）是正常朊病毒蛋白（PrPc）的空间构象由?螺旋变成?折叠所致。 朊病毒本身不能自我复制，但可以攻击大脑的正常朊病毒蛋白，使之构象改变并与其结合，形成朊病毒二聚体。此二聚体现再攻击正常朊病毒蛋白，形成朊病毒四聚体。周而复始，脑组织中朊病毒不断积蓄，造成脑组织发生退行性病变。 正常朊病毒蛋白与朊病毒空间结构的差异 朊病毒（PrPsc）是蛋白质，不含核酸。它是正常朊病毒蛋白（PrPc）的空间 构象由?-螺旋变成?-片层结构所致。因此，这类疾病又称蛋白质构象病。朊病毒 本身不能复制，但它却可以攻击大脑的正常朊病毒蛋白，使其发生构象改变， 并与其结合，成为致病的朊病毒二聚体。此二聚体再攻击正常的朊病毒蛋白。这 样，脑组织中的朊病毒不断积蓄，造成脑组织发生退行性变。 正常朊病毒蛋白结构 （显示?-螺旋） 朊病毒结构 （显示?-片层结构） 蛋白质所带电荷和其周围包绕的水化膜是维持蛋白质在水溶液中稳 定的两大因素。脱水和中和电荷可以导致蛋白质的沉淀。 水化膜 正电荷 + + + + + + + + + + + + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? H+ OH- OH- H+ 蛋白质 在等电点时的亲水胶体 带负电荷的亲水胶体 蛋白质 蛋白质 带正电荷的亲水胶体 负电荷 第四节 蛋白质的理化性质及其提取、纯化原理 1. 蛋白质的两性解离 一、蛋白质的理化性质 2、蛋白质的变性与复性 变性是指蛋白质在一些理化因素的作用下，其正常的空间构象遭到破坏，主要是次级键或二硫键发生破坏，导致蛋白质的理化性质的改变（如溶解度下降、粘度增加）和生物学活性的丧失。蛋白质的变性不影响其一级结构。 变性 物理因素：加热、紫外线照射、超声、剧烈震荡等 化学因素：强酸、强碱、有机溶剂、重金属盐等 沉淀 改变pH至pI 破坏水溶液中蛋白质 的水化膜和中和电荷 （变性蛋白质） （蛋白质未变性） 凝固 加热 （变性，不再溶解） 变性不一定沉淀 沉淀不一定变性 凝固均变性并不溶解 加热 双缩脲反应（biuret test）：碱性条件下，Cu2+ 与蛋白质分子中的肽键形成紫红色络合物酚试剂呈色反应（Lowry test）：除蛋白质分子中肽键与碱性Cu2+发生二缩脲反应外，蛋 白质分子中的色氨酸与酪氨酸残基还将试剂中的磷钨酸和磷钼酸盐还原生成蓝色化合物（钼蓝） 3. 蛋白质的胶体性质 亲水胶体, 分子直径1~100nm 4. 蛋白质的光谱吸收 色氨酸与酪氨酸残基含共轭双键，280 nm紫外 光下有吸收峰 5. 蛋白质的呈色反应 二、蛋白质的提取与纯化原理 蛋白质的理化性质与常用的纯化方法 （一）改变蛋白质的