體內(nèi)重要的生物活性肽1谷胱甘肽課件

目錄第二章第一節(jié)蛋白質(zhì)的分子組成一、蛋白質(zhì)的元素組成及特點(diǎn)二、組成蛋白質(zhì)的基本單位—氨基酸三、蛋白質(zhì)分子中氨基酸的連接方式第二節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)一、蛋白質(zhì)分子的基本結(jié)構(gòu)二、蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系第三節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)一、蛋白質(zhì)的兩性解離和等電點(diǎn)二、蛋白質(zhì)的高分子性質(zhì)三、蛋白質(zhì)的變性四、蛋白質(zhì)的沉淀與凝固五、蛋白質(zhì)的紫外吸收性質(zhì)第四節(jié)蛋白質(zhì)的分類一、根據(jù)分子形狀分類二、根據(jù)分子組成分類三、根據(jù)生物學(xué)功能分類蛋白質(zhì)知識的臨床應(yīng)用1.蛋白質(zhì)的紫外吸收性質(zhì)2.蛋白質(zhì)的分類1.肽鍵與肽2.蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)3.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系4.蛋白質(zhì)兩性解離、高分子性質(zhì)1.蛋白質(zhì)的元素組成2.蛋白質(zhì)的基本組成單位3.蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)4.蛋白質(zhì)的變性、沉淀與凝固掌握熟悉了解學(xué)會學(xué)習(xí)目標(biāo)第二章

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能

蛋白質(zhì)（protein）是重要的生物大分子，是一切生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)。蛋白質(zhì)是機(jī)體的基本組成成分之一蛋白質(zhì)參與物質(zhì)運(yùn)輸與代謝、機(jī)體防御、肌肉收縮、信號傳遞等功能蛋白質(zhì)參與個體發(fā)育、組織生長與修復(fù)第二章一位15歲的美籍非洲婦女最近感覺疲勞，小便時尿道有灼燒感，雙側(cè)大腿和臀部疼痛，服藥后不能緩解。實(shí)驗(yàn)室檢查發(fā)現(xiàn)白細(xì)胞升高，血紅蛋白含量下降。初步診斷：鐮刀狀紅細(xì)胞貧血。病例蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能第二章蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能

鐮刀狀紅細(xì)胞貧血在非洲和美洲黑人中甚為普遍，患者的紅細(xì)胞呈鐮刀狀，使血液黏滯度增大，引起局部組織器官缺血缺氧、酸中毒和炎癥反應(yīng)，且紅細(xì)胞極易破裂，造成嚴(yán)重貧血，甚至引起病人死亡。其基本病理改變是血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。

蛋白質(zhì)分子有那些結(jié)構(gòu)特征？血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，為什么會使紅細(xì)胞變形為鐮刀狀？蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變還會導(dǎo)致哪些疾??？第二章蛋白質(zhì)的元素組成及特點(diǎn)1

組成蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸2

蛋白質(zhì)分子中氨基酸的連接方式3第一節(jié)蛋白質(zhì)的分子組成第二章

蛋白質(zhì)的元素組成微量元素：P、Fe、Cu、Zn、Mo、Se、I

等主要元素組成：C、H、O、N、S一、蛋白質(zhì)的元素組成及特點(diǎn)第二章一、蛋白質(zhì)的元素組成及特點(diǎn)蛋白質(zhì)平均含氮量為16％,只要測定生物樣品中的含氮量，就可以根據(jù)以下公式推算出蛋白質(zhì)的大致含量100克樣品中蛋白質(zhì)的含量(g%)=每克樣品含氮克數(shù)×6.25×100

蛋白質(zhì)元素組成特點(diǎn)第二章L-α-氨基酸的通式R

氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)二、組成蛋白質(zhì)的基本單位—氨基酸第二章（一）氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)組成人體蛋白質(zhì)的20種氨基酸均屬于L-α-氨基酸（甘氨酸除外）aL-α-氨基酸COOHCHH2NRaD-α-氨基酸COOHCHH2NR第二章（二）氨基酸的分類組成人體蛋白質(zhì)的20種氨基酸可以根據(jù)其側(cè)鏈結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)的不同分為5類非極性脂肪族氨基酸極性中性氨基酸酸性氨基酸芳香族氨基酸堿性氨基酸第二章苯基吲哚基巰基甲硫基酰基羥基芳香族氨基酸苯丙氨酸(Phe)

酸性氨基酸天冬氨酸(Asp

)

（二）氨基酸的分類第二章堿性氨基酸賴氨酸（Lys）組氨酸（His）（二）氨基酸的分類第二章

三、蛋白質(zhì)分子中氨基酸的連接方式（一）肽鍵肽鍵

肽鍵(peptidebond)是由一個氨基酸的α-羧基(—COOH)與另一個氨基酸α-氨基(—NH2)脫水縮合而形成的酰胺鍵蛋白質(zhì)是由氨基酸通過肽鍵相連而形成的高分子化合物第二章（一）肽鍵CHNHCR2OOHH+-H2OCHNH2CR1OOHCHNH2CR1OCHNCR2OOHH肽鍵第二章肽單元肽鍵中的C-N鍵雖然是單鍵，但具有部分的雙鍵性質(zhì)，因此肽鍵不能旋轉(zhuǎn)，使得構(gòu)成肽鍵的4個原子C、O、N、H及其相鄰的兩個Cα處于同一平面上，構(gòu)成了肽單元CNCCNCOHOH第二章CCCCCOOHHHHHRRRNN鍵長0.132nm360°360°鍵長0.123nm鍵長0.153（二）肽肽是氨基酸通過肽鍵縮合而成的化合物兩分子氨基酸縮合形成二肽，三分子氨基酸縮合形成三肽由十個以內(nèi)氨基酸相連而成的肽稱為寡肽，由更多的氨基酸相連形成的肽稱多肽二硫鍵牛胰核糖核酸酶的多肽鏈第二章CHCHNH2多肽鏈CCH3NCHCNCHCOOHOHCH2OHSHCH2OOCHHNH主鏈氨基酸殘基氨基端（N端）羧基端（C端）第二章（三）體內(nèi)重要的生物活性肽

1.谷胱甘肽(GSH)

谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸組成的三肽－SH為活性基團(tuán)是體內(nèi)重要的還原劑第二章1.谷胱甘肽(GSH)GSH過氧化物酶H2O22GSH2H2OGSSG

GSH還原酶NADPH+H+NADP+GSH與GSSG間的轉(zhuǎn)換

第二章2.多肽類激素和神經(jīng)肽

促甲狀腺素釋放激素

體內(nèi)許多激素屬寡肽或多肽神經(jīng)肽是一類在神經(jīng)傳導(dǎo)過程中起信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用的肽類第二章

蛋白質(zhì)分子的基本結(jié)構(gòu)1

蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)2

蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系3第二節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)第二章

蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)一、蛋白質(zhì)分子的基本結(jié)構(gòu)定義：蛋白質(zhì)分子中從N-端至C-端的氨基酸排列順序

化學(xué)鍵：肽鍵，有些蛋白質(zhì)還包括二硫鍵第二章

（一）蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)二、蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)定義：蛋白質(zhì)分子中某一段多肽主鏈的局部空間結(jié)構(gòu)，也就是該段肽鏈主鏈骨架原子的相對空間位置。

化學(xué)鍵：氫鍵第二章

1.α-螺旋（一）蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)第二章

α-螺旋的特點(diǎn)多肽鏈主鏈以肽單元為單位圍繞中心軸呈有規(guī)律右手螺旋每3.6個氨基酸殘基螺旋上升一圈，螺距為0.54nm每個肽鍵的N—H與相鄰第四個肽鍵的羰基氧形成氫鍵，氫鍵的方向與螺旋長軸基本平行1.α-螺旋第二章

2.β-折疊（一）蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)第二章

β-折疊的特點(diǎn)多肽鏈充分伸展，每個肽單元以Cα為旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，依次折疊成鋸齒狀結(jié)構(gòu)，氨基酸殘基側(cè)鏈交替地位于鋸齒狀結(jié)構(gòu)的上下方相鄰肽鏈中肽鍵的亞氨基氫與羰基氧形成鏈間氫鍵，氫鍵方向與長軸垂直2.β-折疊第二章

β-折疊的走向示意圖

2.β-折疊第二章

3.β-轉(zhuǎn)角（一）蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)第二章

4.無規(guī)卷曲

（一）蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)第二章

模體定義：是具有特殊功能的超二級結(jié)構(gòu)，它是由兩個或三個具有二級結(jié)構(gòu)的肽段，在空間上相互接近，形成一個特殊的空間構(gòu)象。蛋白質(zhì)的超二級結(jié)構(gòu)鈣結(jié)合蛋白鋅指結(jié)構(gòu)第二章

蛋白激酶結(jié)構(gòu)無規(guī)卷曲α-螺旋β-折疊β-轉(zhuǎn)角（一）蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)第二章（二）蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)定義：整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置，即肽鏈中所有原子在三維空間的排布位置

化學(xué)鍵：疏水鍵、離子鍵、氫鍵和范德華力以及二硫鍵等蛋白質(zhì)只有具有完整的三級結(jié)構(gòu)，才具有全部的生物學(xué)功能。

第二章疏水鍵是維系蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的最主要的作用力

（二）蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)第二章肌紅蛋白結(jié)構(gòu)域

結(jié)構(gòu)域

分子量較大的蛋白質(zhì)在形成三級結(jié)構(gòu)時，肽鏈中某些局部的二級結(jié)構(gòu)匯集在一起，形成能發(fā)揮生物學(xué)功能的特定區(qū)域（三）蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)定義：蛋白質(zhì)分子中各個亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用稱為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)

化學(xué)鍵：亞基之間的結(jié)合力主要是疏水鍵、氫鍵和離子鍵

亞基：蛋白質(zhì)含有2條或2條以上多肽鏈,才能全面地執(zhí)行功能。每一條多肽鏈都有完整的三級結(jié)構(gòu),稱為亞基第二章蛋白質(zhì)的一級至四級結(jié)構(gòu)第二章

（一）蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)，也是蛋白質(zhì)行使功能的基礎(chǔ)

一級結(jié)構(gòu)相似的蛋白質(zhì)，其基本構(gòu)象及功能也相似

一級結(jié)構(gòu)關(guān)鍵氨基酸改變，功能或活性改變第二章由蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變異所導(dǎo)致的疾病稱為分子病鐮刀狀紅細(xì)胞貧血N-Val·His·Leu·Thr·Pro·Glu·Glu·····C(146)HbSβ肽鏈HbAβ肽鏈N-Val·His·Leu·Thr·Pro·Val·Glu·····C(146)（一）蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系第二章（二）蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系空間結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)功能的基礎(chǔ)，相似的空間結(jié)構(gòu)有著相似的功能肌紅蛋白與血紅蛋白的結(jié)構(gòu)

第二章蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象發(fā)生改變導(dǎo)致的疾病稱為蛋白質(zhì)的構(gòu)象病蛋白質(zhì)錯誤折疊后相互聚集，表現(xiàn)為蛋白質(zhì)淀粉樣纖維沉淀的病理改變疾病：人紋狀體脊髓變性病、亨廷頓舞蹈病、瘋牛病及阿爾茨海默病等

（二）蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系第二章第三節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的兩性解離和等電點(diǎn)1蛋白質(zhì)的高分子性質(zhì)2蛋白質(zhì)的變性3蛋白質(zhì)的沉淀與凝固4蛋白質(zhì)的紫外吸收性質(zhì)5第二章蛋白質(zhì)分子在一定的溶液pH條件下都可解離成帶負(fù)電荷或正電荷的基團(tuán)，故稱兩性解離。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一pH時，蛋白質(zhì)解離成正、負(fù)離子的趨勢相等，即成為兼性離子，凈電荷為零，此時溶液的pH稱為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。一、蛋白質(zhì)的兩性解離和等電點(diǎn)第二章PrNH3+COO-pH=pI

pH>pI

+OH-+H++OH-+H+pH<pI兼性離子陽離子陰離子PrNH2COO-PrNH3+COOH利用蛋白質(zhì)兩性解離的性質(zhì)，可通過電泳、層析等方法將不同蛋白質(zhì)分離、純化一、蛋白質(zhì)的兩性解離和等電點(diǎn)第二章二、蛋白質(zhì)的高分子性質(zhì)蛋白質(zhì)屬于生物大分子，分子量在104～106kD，其分子的直徑可達(dá)1～100nm，為膠粒范圍之內(nèi)。蛋白質(zhì)膠體溶液穩(wěn)定的因素：水化膜和同種電荷透析：蛋白質(zhì)不能透過半透膜，將含有小分子雜質(zhì)的蛋白質(zhì)溶液放在半透膜制成的透析袋內(nèi)，雜質(zhì)即可透過半透膜滲出袋外而與蛋白質(zhì)分離。血液透析儀原理第二章蛋白質(zhì)的變性：在某些理化因素的作用下，蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象被破壞，導(dǎo)致其理化性質(zhì)改變和生物活性丟失的現(xiàn)象。蛋白質(zhì)變性的因素

物理因素

化學(xué)因素

--高溫、高壓、紫外線、X射線、超聲波及強(qiáng)烈震蕩

--強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、有機(jī)溶劑三、蛋白質(zhì)的變性第二章臨床應(yīng)用高溫滅菌、酒精消毒免疫球蛋白或生物制劑（如疫苗等）在制備和保存時則應(yīng)選擇適宜的低溫條件消毒。變性的本質(zhì)破壞非共價鍵和二硫鍵，不改變蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。三、蛋白質(zhì)的變性第二章

尿素、β-巰基乙醇三、蛋白質(zhì)的變性若蛋白質(zhì)變性程度較輕，去除變性因素后，蛋白質(zhì)仍可恢復(fù)或部分恢復(fù)其原有的構(gòu)象和功能，稱為蛋白質(zhì)復(fù)性

去除尿素、

β-巰基乙醇天然狀態(tài)有催化活性非折疊狀態(tài)無催化活性天然狀態(tài)-S-S-恢復(fù)正確配對牛核糖核酸酶的變性與復(fù)性

第二章沉淀的方法蛋白質(zhì)的沉淀：在一定條件下，蛋白疏水側(cè)鏈暴露在外，肽鏈融會相互纏繞繼而聚集，因而從溶液中析出

鹽析法有機(jī)溶劑沉淀法某些酸類沉淀法重金屬鹽沉淀法臨床應(yīng)用最常用蛋白質(zhì)沉淀方法分離制備各種血漿蛋白質(zhì)

某些酸類沉淀法重金屬鹽沉淀法