蛋白质结构与功能2课件.ppt

蛋白质的结构与功能Structure and Function of Protein;内容提纲;蛋白质结构与功能的关系 The Relation of Structure and Function of Protein;一、蛋白质一级结构与其高级结构和功能的关系; 举例：牛核糖核酸酶变性和复性实验;The Nobel Prize in Chemistry 1972; 一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础，但不是决定蛋白质空间构象的唯一因素。;1）破坏非共价键（特别是氢键）的试剂：尿素，盐酸胍。 2）破坏（还原）二硫键的试剂：β-巯基乙醇，巯基乙酸、过甲酸、二硫苏糖醇，二硫赤藓糖醇。;（二）一级结构是功能基础;哺乳动物胰岛素氨基酸序列差异;组成：一条肽链（含104个氨基酸残基）+铁卟啉 作用：传递电子，即Fe3+ + e Fe2+ 目前已测定了近百种生物的细胞色素C的氨基酸顺序，发现由于种属遗传差异，其一级结构有较大的不同。? 但有35个不变aa残基，对维持细胞色素C的分子构象和传递电???的功能是必需的。? ;研究氨基酸序列可以阐明生命进化史，氨基酸序列的相似性越大，物种之间的进化关系越近。;镰刀形红细胞贫血（Sickle-cell of anemia ）;镰刀形贫血;;总之 蛋白质的一级结构是其高级结构与生物学功能的基础。;二、蛋白质空间结构与功能的关系 ;（一）肌红蛋白与血红蛋白的结构与功能 ;1. Hb与Mb的比较;氨基酸序列大不相同，但空间结构相似，因而功能相似（载氧） 空间结构决定功能;血红素结构;Hb与Mb的不同点： 1. aa残基数目不同； 2. Mb为只有三级结构的单链蛋白质，Hb具有四个亚基组成的四级结构 3. Hb有变构效应;（1）肌红蛋白(Mb);（2）血红蛋白(Hb);血红蛋白亚基间盐键示意图;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。;Mb和Hb的氧结合曲线;* 协同效应(cooperativity) ;血红素与氧结合后，铁原子半径变小，就能进入卟啉环的小孔中，继而引起肽链位置的变动，使亚基间的离子键断裂，导致他们之间的聚合变得疏松。;紧张态（tense state） 难与O2结合;;*变构效应(allosteric effect);（三）蛋白质构象改变与疾病 ;蛋白质构象改变导致疾病的机理：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。;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为富含β-折叠的PrPsc，从而致病。; 正常朊病毒蛋白与朊病毒空间结构的差异 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。 ;疯牛病简介;二、蛋白质的空间结构与功能的关系;蛋白质结构与功能的关系 小结;第 四 节;蛋白质的理化性质包括：;氨基酸是两性电解质，其解离方式取决于所处溶液的酸碱度。;pH=pI;氨基酸等电点（PI）的计算;;+H+;K1;两性解离及等电点应用： 1. 电泳分离氨基酸 2. 离子交换树脂分离氨基酸;同理，蛋白质也是两性电解质 ;pH=pI;二、氨基酸和蛋白质的紫外吸收性质;三、氨基酸和蛋白质的呈色反应;应用：法医学上，用于采集犯罪现场留下来的指纹;2. 双缩脲反应(biuret reaction) 蛋白质在稀碱溶液中与硫酸铜共热，生成紫红色的蛋白质-Cu2+复合物，此反应称为双缩脲反应，这是蛋白质分子中肽键的反应，肽键越多反应颜色越深。; 反应 试剂 颜色 反应基团 反应的Pr及AA 双缩脲反应 NaOH,稀CuSO4 紫或粉 2个以上肽键 所有蛋白质 Millon反应 Millon,硝酸，亚硝酸 红色 酚基 Tyr 黄色反应 HNO3及NH3 黄、