基礎(chǔ)生化第一章 蛋白質(zhì)

第一章蛋白質(zhì)（protein）第一節(jié)概論第二節(jié)氨基酸第三節(jié)

蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)第四節(jié)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系第五節(jié)蛋白質(zhì)的性質(zhì)及研究方法本文檔共161頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期二\12點45分一、Pr的組成二、Pr的分類三、Pr的功能

第一節(jié)概論第一章蛋白質(zhì)（protein）protein

來源于古拉丁語原意是“首要的物質(zhì)”，Primary。本文檔共161頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期二\12點45分（一）化學(xué)元素組成大量：CHON

S微量：PFeCuIZn特點：含N量相對穩(wěn)定（二）分子組成一、Pr的組成

簡單蛋白（simpleprotein）：僅由氨基酸組成結(jié)合（綴合）蛋白（conjugatedprotein）：Pr+非蛋白成分（輔基或配體）16%

P15本文檔共161頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期二\12點45分二、Pr的分類

（一）分子大?。ǘ┬螤睿ㄈ┙M成（四）功能P15返回節(jié)本文檔共161頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期二\12點45分（一）分子大小單體蛋白、寡聚蛋白本文檔共161頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期二\12點45分(二)形狀按蛋白質(zhì)的形狀和溶解度可將蛋白質(zhì)分為：纖維狀蛋白質(zhì)、球狀蛋白質(zhì)和膜蛋白質(zhì)。構(gòu)象不同，溶解性能有差別本文檔共161頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期二\12點45分肌紅蛋白：肌肉儲存氧

肌球蛋白：肌原纖維粗絲的組成單位本文檔共161頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期二\12點45分1.簡單蛋白：按其溶解性可分為7類：清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白、精蛋白、組蛋白和硬蛋白（三）組成按其非蛋白部分的不同而分為：核蛋白(含核酸)、糖蛋白(含多糖)、脂蛋白(含脂類)、磷蛋白(含磷酸)、金屬蛋白(含金屬)及色蛋白(含色素)等P152.結(jié)合蛋白：單純蛋白質(zhì)+其他化合物（輔基）。蛋白質(zhì)為其主體成分，各種輔基為其次要組成。本文檔共161頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期二\12點45分（一）Pr的共同功能（二）專一功能三、Pr的功能構(gòu)成（占人體重量16%~20%）和修復(fù)組織的N源（3%）；能量來源（14%）；提供緩沖系統(tǒng)和體液的滲透壓；催化（酶）；調(diào)節(jié)（激素）；轉(zhuǎn)運（血紅蛋白）；貯存（種子蛋白）；運動（肌動蛋白）；結(jié)構(gòu)（膠原蛋白）；防御和進攻（免疫）；本文檔共161頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期二\12點45分

紅血球（血紅蛋白）癌細胞（異常蛋白）牛奶（酪蛋白）

螢火蟲（熒光蛋白）蜘蛛網(wǎng)（蠶絲蛋白）原生動物（動力蛋白）篦麻（篦麻蛋白）本文檔共161頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期二\12點45分一、常見Pr－氨基酸的基本結(jié)構(gòu)二、氨基酸的分類三、氨基酸的性質(zhì)

第二節(jié)氨基酸本文檔共161頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期二\12點45分氨基酸是指含有氨基的羧酸。在天然蛋白質(zhì)中常見的有

20種（22），又稱基本氨基酸或標(biāo)準(zhǔn)氨基酸。它們都有共同的基本結(jié)構(gòu)一、常見Pr-氨基酸的基本結(jié)構(gòu)含硒半胱氨酸，吡咯賴氨酸（少數(shù)真菌和古細菌）本文檔共161頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期二\12點45分α-氨基α-羧基側(cè)鏈基團α-碳原子結(jié)構(gòu)通式P16本文檔共161頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期二\12點45分20種常見Pr-氨基酸的結(jié)構(gòu)特點α-氨基。（除Pro）α-羧基。3.不對稱C原子，有旋光性，L-型。（除Gly）4.20種氨基酸的不同在于側(cè)鏈基團R-的不同。返回節(jié)L-α-氨基酸本文檔共161頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期二\12點45分

(一)

常見的蛋白質(zhì)氨基酸(二)

不常見的蛋白質(zhì)氨基酸(三)

非蛋白質(zhì)氨基酸二、氨基酸的分類P16已發(fā)現(xiàn)的氨基酸多達300種本文檔共161頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期二\12點45分極性氨基酸非極性氨基酸極性不帶電荷極性帶正電荷極性帶負電荷（一）常見蛋白質(zhì)氨基酸的分類P17按照極性和生理狀態(tài)下（pH=7.0）的帶電狀態(tài)本文檔共161頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期二\12點45分極性鍵:在化合物分子中，不同種原子形成的共價鍵，由于兩個原子吸引電子的能力不同，共用電子對必然偏向吸電子能力較強的原子一方，因而吸引電子能力較弱的原子一方相對的顯正電性。極性分子:以極性共價鍵結(jié)合的分子中，正、負電荷中心不重合而形成偶極。多原子分子的極性通常由鍵的極性和分子的空間構(gòu)型兩方面綜合起來考慮。分子極性的大小能直接影響范德華力的大小，間接影響物質(zhì)熔點、沸點的高低和物質(zhì)的溶解度。本文檔共161頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期二\12點45分天冬氨酸Asp、谷氨酸Glu共2種。1.極性帶負電荷（酸性氨基酸）R-含有-COOH，可解離H＋，帶負電荷。本文檔共161頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期二\12點45分2.極性帶正電荷（堿性氨基酸）R-含有－NH2等，可接受H＋，帶正電荷。包括精氨酸Arg、賴氨酸Lys、組氨酸His共3種。胍基咪唑基ε-氨基本文檔共161頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期二\12點45分酰胺2羥基

3巰基

1Gly3.極性不帶電荷本文檔共161頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期二\12點45分天冬酰胺Asn

谷氨酰胺Gln3.極性不帶電荷酰胺本文檔共161頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期二\12點45分絲氨酸Ser蘇氨酸Thr酪氨酸Tyr羥基3.極性不帶電荷本文檔共161頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期二\12點45分半胱氨酸Cys3.極性不帶電荷巰基本文檔共161頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期二\12點45分

半胱氨酸+胱氨酸二硫鍵HH

半胱氨酸本文檔共161頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期二\12點45分3.極性不帶電荷是極性最弱的極性氨基酸極性最強的非極性氨基酸甘氨酸

(Gly)

本文檔共161頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期二\12點45分丙氨酸

(Ala)纈氨酸

(Vla)亮氨酸（Leu）異亮氨酸(Ile)R-為脂肪族，芳香族等非極性側(cè)鏈基團，共8種。4.非極性氨基酸本文檔共161頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期二\12點45分苯丙氨酸Phe甲硫氨酸Met色氨酸Trp4.非極性氨基酸脯氨酸Pro吲哚基本文檔共161頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期二\12點45分一些比較難分類的氨基酸(如

Tyr,

Gly,

His，Met)，其性質(zhì)比較模糊本文檔共161頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期二\12點45分本文檔共161頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期二\12點45分特殊氨基酸芳香族氨基酸：色氨酸Trp、酪氨酸Tyr、苯丙氨酸Phe亞氨基酸：脯氨酸Pro含硫氨基酸：

半胱氨酸Cys、甲硫氨酸Met本文檔共161頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期二\12點45分酪氨酸Tyr苯丙氨酸Phe色氨酸Trp芳香族氨基酸本文檔共161頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期二\12點45分脯氨酸Pro亞氨基酸本文檔共161頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期二\12點45分（二）不常見的蛋白質(zhì)氨基酸5-羥賴氨酸4-羥脯氨酸焦谷氨酸磷酸絲氨酸膠原蛋白常見蛋白質(zhì)氨基酸修飾而來細胞生長和調(diào)節(jié)P19本文檔共161頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期二\12點45分（三）非蛋白質(zhì)氨基酸甲基甘氨酸γ-氨基丁酸β-丙氨酸高絲氨酸高半胱氨酸返回節(jié)200多種，生物學(xué)意義不甚清楚鳥氨酸本文檔共161頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期二\12點45分（一）物理性質(zhì)三、氨基酸的性質(zhì)（二）兩性解離（三）化學(xué)性質(zhì)兩個官能團都有極性，離子型化合物本文檔共161頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期二\12點45分（一）物理性質(zhì)1.溶解性2.熔點3.旋光性4.光譜性質(zhì)（紫外吸收）本文檔共161頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期二\12點45分1.溶解性：在水中溶解度各不相同，易溶于酸或堿，多數(shù)難溶于有機溶劑。除Cys、Tyr外，均溶于水；除Pro和羥Pro外，均難溶于乙醇和乙醚。本文檔共161頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期二\12點45分本文檔共161頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期二\12點45分2.熔點：氨基酸多是無色晶體，熔點一般在200～300℃，比相應(yīng)的羧酸和胺高。一些氨基酸具有鮮味，谷氨酸鈉鹽。本文檔共161頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期二\12點45分3.旋光性除甘氨酸(Gly)外，都具有旋光性。左旋用（-）表示，右旋用（+）表示。P25本文檔共161頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期二\12點45分4.光譜性質(zhì)在近紫外區(qū)(220-400nm)只有Tyr、Phe和Trp（芳香族AA，含共軛體系

）有光吸收峰。265nm280nmP25可見光區(qū)：都沒有光吸收紅外和遠紫外光區(qū)：都有本文檔共161頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期二\12點45分pH=7pH=1

pH=10凈電荷為0兼性離子AA0

凈電荷為負負離子AA--pK1'+H+H+H+H++pK2'-（二）兩性解離水溶液或結(jié)晶狀態(tài)氨基酸是以兩性離子形式存在的。過去認為氨基酸的晶體或在水溶液中是以不解離的中性分子存在的。

氨基酸所帶電荷取決于溶液的pH值兩性解離方程式P20凈電荷為正正離子AA+本文檔共161頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期二\12點45分1.氨基酸的等電點（pI）及其應(yīng)用意義氨基酸分子所帶靜電荷為0時溶液的pH值即為該氨基酸的等電點，簡寫為pI（isoelectricpoint）。pH<pIpH=pIpH>pI正電荷兼性離子負電荷負極移動（電場中）不移動正極移動本文檔共161頁；當(dāng)前第43頁；編輯于星期二\12點45分pI值決定于兼性離子兩邊的pK值的算術(shù)平均值。2.等電點計算2222RNHRCOOHNH2COOHpKpKpIpKpKpIpKpKpI+=+=+=----aaaa堿性酸性中性中性氨基酸pH=7pH=1

pH=10-pK1'+H+H+H+H++pK2'-H本文檔共161頁；當(dāng)前第44頁；編輯于星期二\12點45分凈電荷為正正離子AA+凈電荷為負兼性離子AA-

凈電荷為負負離子AA2-酸性氨基酸的解離(Asp)凈電荷為0正離子AA0pK3pK1pK2本文檔共161頁；當(dāng)前第45頁；編輯于星期二\12點45分本文檔共161頁；當(dāng)前第46頁；編輯于星期二\12點45分20種氨基酸只有His的咪唑基的pKa值為6，因此在pH7左右有明顯的緩沖容量。血紅蛋白含有較多的His，對于其運輸功能是很重要的。本文檔共161頁；當(dāng)前第47頁；編輯于星期二\12點45分（三）化學(xué)性質(zhì)1.茚三酮反應(yīng)2.成肽反應(yīng)3.Sanger反應(yīng)4.Edman反應(yīng)5.與亞硝酸的反應(yīng)P23本文檔共161頁；當(dāng)前第48頁；編輯于星期二\12點45分Pro是亞氨基酸，不能釋放氨，直接生成黃色化合物1.與茚三酮反應(yīng)H2O互變異構(gòu)3H2OP23、24本文檔共161頁；當(dāng)前第49頁；編輯于星期二\12點45分1.與茚三酮反應(yīng)H2O互變異構(gòu)3H2OP23、24用于α-氨基酸的定性、定量測定和顯色本文檔共161頁；當(dāng)前第50頁；編輯于星期二\12點45分2.成肽反應(yīng)本文檔共161頁；當(dāng)前第51頁；編輯于星期二\12點45分3.Sanger反應(yīng)（FDNB反應(yīng)）2,4-二硝基氟苯（DNFB）＋aa二硝基苯基氨基酸（DNP-氨基酸）弱堿FHSanger等人應(yīng)用它測定胰島素一級結(jié)構(gòu)兩條鏈的N-端氨基酸。DNP-aa經(jīng)層析后分離、鑒定本文檔共161頁；當(dāng)前第52頁；編輯于星期二\12點45分4.Edman反應(yīng)（PITC反應(yīng)）（1）定性（2）定量（3）鑒定肽鏈N端（4）Pr順序自動分析儀測序原理PTC-aaPTH-aa無色，易用層析法分離后顯色鑒定PTH-aa本文檔共161頁；當(dāng)前第53頁；編輯于星期二\12點45分5.與亞硝酸的反應(yīng)aa定量測定；Lys的ε-氨基反應(yīng)速度較慢N來源本文檔共161頁；當(dāng)前第54頁；編輯于星期二\12點45分氨基酸的分離、分析方法有那些？分離鑒定：定性：定量：依據(jù)其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)氨基酸的紙層析和離子交換柱層析P26本文檔共161頁；當(dāng)前第55頁；編輯于星期二\12點45分一、肽的結(jié)構(gòu)與功能二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次三、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的維持力

第三節(jié)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)本文檔共161頁；當(dāng)前第56頁；編輯于星期二\12點45分一、肽（peptide）的結(jié)構(gòu)與功能（一）肽的分類和命名（二）肽鍵（peptidebond）的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（三）寡肽的性質(zhì)（四）天然活性肽P44本文檔共161頁；當(dāng)前第57頁；編輯于星期二\12點45分（一）肽的分類和命名1.表示方法2.命名3.分類多肽的氨基酸順序。極性：多肽鏈左有氨基端或N-端；右有羧基端或C-端。主鏈、側(cè)鏈、氨基酸殘基多肽的命名取從N-端的氨基酸殘基開始，稱：某氨酰某氨酰┅┅某氨基酸。一、肽的結(jié)構(gòu)與功能P44本文檔共161頁；當(dāng)前第58頁；編輯于星期二\12點45分（一）肽的分類和命名1.表示方法2.命名3.分類形狀：開鏈狀、環(huán)狀、一、肽（peptide）的結(jié)構(gòu)與功能P44AA殘基數(shù)目：寡肽（幾個到十幾個aa）多肽本文檔共161頁；當(dāng)前第59頁；編輯于星期二\12點45分（二）肽鍵（peptidebond）的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)P451.肽鍵的結(jié)構(gòu)：酰胺鍵本文檔共161頁；當(dāng)前第60頁；編輯于星期二\12點45分sp2sp2sp3sp2P45肽鍵是共振雜化體2.肽鍵的性質(zhì)：氮原子上的孤對電子與羰基具有明顯的共軛作用。因此肽鍵中的C-N鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。大多數(shù)情況下，以反式結(jié)構(gòu)存在。本文檔共161頁；當(dāng)前第61頁；編輯于星期二\12點45分3.肽平面：組成肽鍵的6個原子處于同一平面。本文檔共161頁；當(dāng)前第62頁；編輯于星期二\12點45分兩個肽平面以Cα為中心發(fā)生旋轉(zhuǎn)ψφP58理論上可以取-180～+180℃間的任一值4.二面角ψ和φ本文檔共161頁；當(dāng)前第63頁；編輯于星期二\12點45分5.多肽主鏈折疊的空間限制

P58（1）主鏈只能以Cα為中心旋轉(zhuǎn)（2）側(cè)鏈R基團的空間位阻本文檔共161頁；當(dāng)前第64頁；編輯于星期二\12點45分肽平面是肽鏈的最小單位，限制了肽鏈構(gòu)象數(shù)因此蛋白質(zhì)的構(gòu)象不能無限多種。本文檔共161頁；當(dāng)前第65頁；編輯于星期二\12點45分（三）寡肽的性質(zhì)1.氨基酸類似的化學(xué)反應(yīng)：如兩性解離2.雙縮脲反應(yīng)（四）天然活性肽許多分子量比較小的肽以游離狀態(tài)存在。這類肽通常都具有特殊的生理功能，常稱為活性肽。如：腦啡肽；激素類多肽；抗生素類多肽；谷胱甘肽；蛇毒多肽等。P46本文檔共161頁；當(dāng)前第66頁；編輯于星期二\12點45分谷胱甘肽（GSH）γ肽鍵含有一個活潑的SH氧化型的谷胱甘肽（GSSG）。GSH是一種抗氧化劑，是某些酶的輔酶，可保護蛋白質(zhì)分子中的-SH免遭氧化，保護巰基蛋白和酶的活性。激活多種含巰基酶等，從而促進糖、脂肪及蛋白質(zhì)代謝；保護正常組織和器官?？捎米鞅８嗡幬?，用于美容、抗衰老等。白荻多肽美白膠囊

本文檔共161頁；當(dāng)前第67頁；編輯于星期二\12點45分

+H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-COO-

+H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu-COO-Met-腦啡肽

Leu-腦啡肽運動可以戒煙子宮壁肌肉收縮血管壁肌肉收縮本文檔共161頁；當(dāng)前第68頁；編輯于星期二\12點45分

L-Leu-D-Phe-L-Pro-L-Val

L-OrnL-Orn

L-Val-L-Pro-D-Phe-L-Leu

短桿菌肽S(環(huán)十肽)：抗生素類多肽，由細菌分泌的多肽，有時也都含有D-氨基酸和一些不常見氨基酸，如鳥氨酸（Ornithine,Orn）。返回節(jié)本文檔共161頁；當(dāng)前第69頁；編輯于星期二\12點45分放線菌素D：是肽的衍生物。通過與DNA結(jié)合，阻礙RNA聚合酶的移動，抑制轉(zhuǎn)錄。本文檔共161頁；當(dāng)前第70頁；編輯于星期二\12點45分二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次P44本文檔共161頁；當(dāng)前第71頁；編輯于星期二\12點45分1953年F.Sanger花費了10年首先測定出牛胰島素的氨基酸順序，由此獲得了1958年的諾貝爾化學(xué)獎?，F(xiàn)在已經(jīng)有上萬種不同蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)被測定。（一）蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)（primarystructure）本文檔共161頁；當(dāng)前第72頁；編輯于星期二\12點45分本文檔共161頁；當(dāng)前第73頁；編輯于星期二\12點45分（一）蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)（primarystructure）蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)的概念：多肽鏈的氨基酸順序。多肽鏈內(nèi)或鏈間二硫鍵的數(shù)目和位置。組成蛋白質(zhì)的多肽鏈數(shù)目。P44其中最重要的是多肽鏈的氨基酸順序，它是蛋白質(zhì)生物功能的基礎(chǔ)。本文檔共161頁；當(dāng)前第74頁；編輯于星期二\12點45分（二）二級結(jié)構(gòu)（secondarystructure）1.定義多肽鏈的主鏈骨架本身在空間折疊和盤繞，形成規(guī)則或周期性的折疊構(gòu)象，如α螺旋、β折疊等。RNase的某些二級結(jié)構(gòu)P59本文檔共161頁；當(dāng)前第75頁；編輯于星期二\12點45分2.二級結(jié)構(gòu)的基本元件指示:

刪除樣本文檔圖標(biāo),并替換為工作文檔圖標(biāo)，如下:在Word中創(chuàng)建文檔.返回PowerPoint在“插入”菜單中選擇“對象...”單擊“從文件創(chuàng)建”定位“文件”框中的文件名確認選中“顯示為圖標(biāo)”。單擊“確定”選擇圖標(biāo)從“幻燈片放映”菜單中選擇“動作設(shè)置”單擊“對象動作”，并選擇“編輯”單擊“確定”（1）α螺旋（2）β折疊（3）轉(zhuǎn)角（4）無規(guī)卷曲Pauling獲1954年諾貝爾獎本文檔共161頁；當(dāng)前第76頁；編輯于星期二\12點45分α螺旋（helix）球棍式空間填充絲帶P59簡易圖示本文檔共161頁；當(dāng)前第77頁；編輯于星期二\12點45分3.613螺旋縱觀側(cè)面觀本文檔共161頁；當(dāng)前第78頁；編輯于星期二\12點45分**3.613螺旋本文檔共161頁；當(dāng)前第79頁；編輯于星期二\12點45分α螺旋的手性本文檔共161頁；當(dāng)前第80頁；編輯于星期二\12點45分其他類型的螺旋4.416螺旋310螺旋本文檔共161頁；當(dāng)前第81頁；編輯于星期二\12點45分常見α螺旋（3.613螺旋）的結(jié)構(gòu)特點：主鏈：蛋白質(zhì)分子多為右手-螺旋。參數(shù)：螺距為0.54nm,含3.6個氨基酸殘基，兩個aa之間的距離為0.15nm，直徑0.5nm。氫鍵：肽鏈內(nèi)氫鍵，氫鍵的取向幾乎與軸平行，穩(wěn)定螺旋結(jié)構(gòu)。R基團位于外側(cè)影響螺旋的形成和穩(wěn)定。本文檔共161頁；當(dāng)前第82頁；編輯于星期二\12點45分影響α螺旋形成和穩(wěn)定的因素——R基團無氨基

連續(xù)同種電荷

連續(xù)R基團分支（如Thr、Ile）R基團太?。℅ly）本文檔共161頁；當(dāng)前第83頁；編輯于星期二\12點45分(2)β折疊(sheet)

β折疊股β折疊片層2個以上具β折疊股相互平行排列，形成β折疊片層。P60Pauling提出β折疊簡易圖示本文檔共161頁；當(dāng)前第84頁；編輯于星期二\12點45分

平行式反平行式本文檔共161頁；當(dāng)前第85頁；編輯于星期二\12點45分

(2)β折疊

主鏈：幾乎完全伸展，呈鋸齒狀折疊構(gòu)象。氫鍵：相鄰肽段形成氫鍵，與鏈的長軸接近垂直。側(cè)鏈：垂直于相鄰兩肽平面的交線，并交替分布在片層兩側(cè)類型：平行式(重復(fù)周期0.65nm)，通常疏水側(cè)鏈分布在平面兩側(cè)

反平行式(重復(fù)周期0.7nm)，通常疏水側(cè)鏈分布在平面一側(cè)本文檔共161頁；當(dāng)前第86頁；編輯于星期二\12點45分

轉(zhuǎn)角由4個aa殘基組成，彎曲處的第i個氨基酸殘基的-C=O和第i+3個殘基的–N-H之間形成氫鍵，形成一個不很穩(wěn)定的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。這類結(jié)構(gòu)主要存在于球狀蛋白分子表面使肽鏈發(fā)生回折。β-轉(zhuǎn)角模型還有α轉(zhuǎn)角（i+4）、γ-轉(zhuǎn)角（i+2）、π-轉(zhuǎn)角（螺旋終止信號）P61本文檔共161頁；當(dāng)前第87頁；編輯于星期二\12點45分（4）無規(guī)卷曲(randomcoil)

無一定的規(guī)則,但對一定的球蛋白而言,特定的區(qū)域有特定的卷曲方式.這類有序的非重復(fù)結(jié)構(gòu)常構(gòu)成蛋白質(zhì)的功能部位（5）β凸起（6）Ω環(huán)形（omiga）是近二十年提出的，早年認為是無規(guī)卷曲的部分有一定規(guī)律可循，外形和希臘字母Ω相似。本文檔共161頁；當(dāng)前第88頁；編輯于星期二\12點45分1.超二級結(jié)構(gòu)（super-secondarystructure））（三）三級結(jié)構(gòu)部件（過渡性結(jié)構(gòu)層次）

超二級結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)中兩個或多個具有二級結(jié)構(gòu)的肽段在空間上相互接近，相互作用形成的二級結(jié)構(gòu)聚合體，又稱為模體（motif）。1973年Rossman和Rao提出分子較大的PrP63本文檔共161頁；當(dāng)前第89頁；編輯于星期二\12點45分超二級結(jié)構(gòu)花樣P64左手超螺旋本文檔共161頁；當(dāng)前第90頁；編輯于星期二\12點45分細胞色素C的αα結(jié)構(gòu)細胞核抗原的βαβ結(jié)構(gòu)纖溶酶原的ββ結(jié)構(gòu)本文檔共161頁；當(dāng)前第91頁；編輯于星期二\12點45分2.結(jié)構(gòu)域（domain）概念：多肽鏈盤旋折疊成相對獨立的緊密球狀實體稱為結(jié)構(gòu)域。是球狀蛋白的獨立折疊單位。對于較大的蛋白質(zhì)分子或者亞基，往往由兩個或者兩個以上相對獨立的結(jié)構(gòu)域締合形成三級結(jié)構(gòu).P64肌鈣蛋白C的兩個結(jié)構(gòu)域本文檔共161頁；當(dāng)前第92頁；編輯于星期二\12點45分細胞色素b乳酸脫氫酶免疫球蛋白G全α結(jié)構(gòu)

βαβ結(jié)構(gòu)

全β結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)域P65本文檔共161頁；當(dāng)前第93頁；編輯于星期二\12點45分（四）球狀蛋白的三級結(jié)構(gòu)（tertiarystructure）

P65肌紅蛋白本文檔共161頁；當(dāng)前第94頁；編輯于星期二\12點45分1.概念：多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上在空間盤繞、折疊、卷曲而形成的復(fù)雜的空間構(gòu)象稱為蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)。（四）球狀蛋白的三級結(jié)構(gòu)（tertiarystructure）

第一個被闡明其三級結(jié)構(gòu)的Pr是：抹香鯨肌紅蛋白三級結(jié)構(gòu)，于1960年由Kendrew用X線衍射法闡明，P65本文檔共161頁；當(dāng)前第95頁；編輯于星期二\12點45分胰島素分子的三級結(jié)構(gòu)本文檔共161頁；當(dāng)前第96頁；編輯于星期二\12點45分2.球狀蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)特征含有幾種類型的二級結(jié)構(gòu)元件三維結(jié)構(gòu)具有明顯而豐富的折疊層次是致密的球狀或橢球狀實體，小部分空腔80-90%疏水基團分布在內(nèi)部，親水殘基暴露在分子表面。分子表面有空穴或裂溝，往往是活性部位。P66本文檔共161頁；當(dāng)前第97頁；編輯于星期二\12點45分1.概念由兩條或兩條以上具備獨立三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈以次級鍵相互締合，這樣的聚集體為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。其內(nèi)容包括亞基的種類、數(shù)目、空間排布及亞基間的作用。（五）四級結(jié)構(gòu)（quarternarystructure）P67本文檔共161頁；當(dāng)前第98頁；編輯于星期二\12點45分2.亞基和單體亞基是具有四級結(jié)構(gòu)的Pr的基本單元，通常由一條多肽鏈組成，有時含兩條以上的多肽鏈，單獨存在時一般沒有生物活性。本文檔共161頁；當(dāng)前第99頁；編輯于星期二\12點45分僅由一個亞基組成，而無四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)稱為單體蛋白；由兩個或兩個以上亞基組成的蛋白質(zhì)統(tǒng)稱為寡聚蛋白質(zhì)，多聚蛋白質(zhì)或多亞基蛋白質(zhì)。4.同多聚體和雜多聚體（亞基種類）3.寡聚蛋白和單體蛋白（亞基數(shù)目）胰島素二聚體血紅蛋白（22）本文檔共161頁；當(dāng)前第100頁；編輯于星期二\12點45分5.寡聚蛋白的變構(gòu)效應(yīng)一個蛋白質(zhì)與它的配體或其它蛋白質(zhì)結(jié)合后，蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生變化，導(dǎo)致其分子功能發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為變構(gòu)效應(yīng)。一個亞基與其配體結(jié)合后,能影響此寡聚體中其它亞基與其它配體的結(jié)合能力。小分子物質(zhì)稱為變構(gòu)劑。返回節(jié)本文檔共161頁；當(dāng)前第101頁；編輯于星期二\12點45分多肽鏈?zhǔn)杷饔昧滏I二硫鍵離子鍵CH2OH

CH2OH范德華力維持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的作用力P56三、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的維持力量本文檔共161頁；當(dāng)前第102頁；編輯于星期二\12點45分

離子鍵（鹽鍵）

氫鍵

疏水作用力

范德華力

共價鍵

非共價鍵

P56本文檔共161頁；當(dāng)前第103頁；編輯于星期二\12點45分氫鍵的形成連接在電負性很強的原子上的H（氫核幾乎裸露），與另一電負性很強的原子之間產(chǎn)生靜電吸引。氫供體：肽鍵中N上氫以及R基團上的氫氫受體：羰基O、側(cè)鏈羥基O、Met的S在二級結(jié)構(gòu)的形成中特別重要，如α螺旋、β折疊、β轉(zhuǎn)角、β凸起，在三級和四級結(jié)構(gòu)中也起一定作用。P9本文檔共161頁；當(dāng)前第104頁；編輯于星期二\12點45分生物膜的存在可能產(chǎn)生有“形態(tài)”的細胞，是生命存在的前提。疏水作用力本文檔共161頁；當(dāng)前第105頁；編輯于星期二\12點45分指在介質(zhì)水中疏水基團傾向聚集在一起，以避開水的現(xiàn)象。在維持生物大分子的空間結(jié)構(gòu)中有突出地位。驅(qū)動力是“熵效應(yīng)”本文檔共161頁；當(dāng)前第106頁；編輯于星期二\12點45分范德華力（又稱分子作用力）產(chǎn)生于分子或原子之間的靜電相互作用，蛋白質(zhì)中主要是非極性基團之間。離子鍵：帶電荷基團之間的相互作用。本文檔共161頁；當(dāng)前第107頁；編輯于星期二\12點45分二硫鍵本文檔共161頁；當(dāng)前第108頁；編輯于星期二\12點45分維系蛋白質(zhì)分子的一級結(jié)構(gòu)：肽鍵、二硫鍵維系蛋白質(zhì)分子的二級結(jié)構(gòu)：氫鍵維系蛋白質(zhì)分子的三級結(jié)構(gòu)：疏水相互作用力等維系蛋白質(zhì)分子的四級結(jié)構(gòu)：疏水相互作用力等二硫鍵在穩(wěn)定某些蛋白的構(gòu)象起著重要作用（RNaseA）返回章本文檔共161頁；當(dāng)前第109頁；編輯于星期二\12點45分一、Pr一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系二、Pr構(gòu)象與功能的關(guān)系第四節(jié)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系返回章本文檔共161頁；當(dāng)前第110頁；編輯于星期二\12點45分一、Pr一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系1.蛋白質(zhì)的變性和復(fù)性（核糖核酸酶）2.同種蛋白一級結(jié)構(gòu)的改變導(dǎo)致分子?。ㄧ牭缎图t細胞貧血）3.活性蛋白與其前體（胰島素）4.同功能蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的種屬保守性與分子進化（細胞色素c）本文檔共161頁；當(dāng)前第111頁；編輯于星期二\12點45分7531種可能連接方式中的1種核糖核酸酶的變性與復(fù)性經(jīng)典實驗P69本文檔共161頁；當(dāng)前第112頁；編輯于星期二\12點45分1961年，他證明了核糖核酸酶的變性復(fù)性實驗證明了：蛋白質(zhì)的氨基酸序列決定其三維結(jié)構(gòu)。1972年因核糖核酸酶分子結(jié)構(gòu)的研究成果，Christian

Anfinsen獲諾貝爾化學(xué)獎。本文檔共161頁；當(dāng)前第113頁；編輯于星期二\12點45分鐮刀型紅細胞貧血的分子基礎(chǔ)HbA:Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys……HbS:Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys……β鏈12345678血紅蛋白574個氨基酸殘基P81荷負電的Glu變?yōu)槭杷缘腣al，使HbS分子表面的負電荷減少，親水基團變?yōu)槭杷鶊F，溶解度降低。本文檔共161頁；當(dāng)前第114頁；編輯于星期二\12點45分鐮刀型紅細胞貧血的分子基礎(chǔ)鐮刀型紅細胞貧血的分子基礎(chǔ)鐮刀型紅細胞貧血病P81一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)，并進而決定功能本文檔共161頁；當(dāng)前第115頁；編輯于星期二\12點45分前胰島素原胰島素胰島素原一級結(jié)構(gòu)的局部斷裂與蛋白質(zhì)的激活

蛋白質(zhì)原的部分肽鏈以特定的方式斷裂后，才變?yōu)榛钚苑肿?本文檔共161頁；當(dāng)前第116頁；編輯于星期二\12點45分現(xiàn)在的認識：1.一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)，并最終決定蛋白質(zhì)的功能。2.一級結(jié)構(gòu)相似的蛋白質(zhì)，其基本構(gòu)象及功能也相似。3.每種蛋白具有特定的結(jié)構(gòu)，也具有特定的功能。相關(guān)蛋白結(jié)構(gòu)異常導(dǎo)致疾病。返回節(jié)一、Pr一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系本文檔共161頁；當(dāng)前第117頁；編輯于星期二\12點45分蛋白質(zhì)的別構(gòu)效應(yīng)肌紅蛋白和血紅蛋白的比較P73二者在亞基結(jié)構(gòu)、與氧結(jié)合的機制以及許多其他與功能有關(guān)的特性方面有相似之處，也有不同之處。二、Pr高級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系本文檔共161頁；當(dāng)前第118頁；編輯于星期二\12點45分（一）肌紅蛋白和血紅蛋白功能比較1.Mb（myoglobin）肌肉細胞中貯存氧氣；從肌細胞質(zhì)膜內(nèi)表面結(jié)合氧，并運輸?shù)骄€粒體2.Hb（hemoglobin）血液紅細胞中運輸氧氣，保證各種生理條件下，根據(jù)組織對氧的需求恰當(dāng)?shù)蒯尫叛酰虼耸艿礁嗾{(diào)節(jié)因素的影響。P73本文檔共161頁；當(dāng)前第119頁；編輯于星期二\12點45分P79肌紅蛋白和血紅蛋白的氧合曲線Mb：貯存氧Hb：轉(zhuǎn)運氧工作肌肉毛細血管中本文檔共161頁；當(dāng)前第120頁；編輯于星期二\12點45分（二）肌紅蛋白和血紅蛋白的結(jié)構(gòu)比較1962年Kendrew和Perutz因測定Mb和Hb的高級結(jié)構(gòu)獲諾貝爾化學(xué)獎P73本文檔共161頁；當(dāng)前第121頁；編輯于星期二\12點45分1.相似的1-3級結(jié)構(gòu)（1）一級結(jié)構(gòu)有不同：Mb一條肽鏈153個氨基酸殘基；Hbα鏈141、β鏈146。每條鏈結(jié)合一分子血紅素輔基。Hb的兩種亞基只有18%（27個）氨基酸殘基與Mb相同。（2）二級結(jié)構(gòu)：8段α螺旋，螺旋間無規(guī)卷曲（3）三級結(jié)構(gòu)相似：本文檔共161頁；當(dāng)前第122頁；編輯于星期二\12點45分MbHbαHbβ肌紅蛋白和血紅蛋白相似的三級結(jié)構(gòu)同源蛋白的三級結(jié)構(gòu)比一級結(jié)構(gòu)更保守。

折疊成緊密球狀分子，疏水側(cè)鏈大部分布在分子內(nèi)部，分子表面有一個疏水“口袋”，血紅素從此處與HisF8形成配位鍵。本文檔共161頁；當(dāng)前第123頁；編輯于星期二\12點45分血紅素輔基與氧結(jié)合的機制2.與氧結(jié)合的機制血紅素的結(jié)構(gòu)本文檔共161頁；當(dāng)前第124頁；編輯于星期二\12點45分本文檔共161頁；當(dāng)前第125頁；編輯于星期二\12點45分鐵原子與卟啉環(huán)平面相對位置的改變P75氧合時，鐵原子被拉回卟啉環(huán)，卟啉環(huán)也由圓頂狀變?yōu)槠矫嫘?。同時牽動F螺旋，引發(fā)構(gòu)象變化。本文檔共161頁；當(dāng)前第126頁；編輯于星期二\12點45分P75氧合導(dǎo)致卟啉環(huán)的變形和F螺旋的牽引本文檔共161頁；當(dāng)前第127頁；編輯于星期二\12點45分四級結(jié)構(gòu)：4個亞基分布在四面體的4個角，鏈間以離子鍵結(jié)合，有中央空穴可結(jié)合其他配體。3.不同：Hb的四級結(jié)構(gòu)P75本文檔共161頁；當(dāng)前第128頁；編輯于星期二\12點45分（三）Hb的別構(gòu)效應(yīng)氧合后血紅蛋白的構(gòu)象變化：2個αβ二聚體之間相對移動發(fā)生錯位、四級結(jié)構(gòu)隨之改變。構(gòu)象的改變促進第二亞基的氧合。本文檔共161頁；當(dāng)前第129頁；編輯于星期二\12點45分P79肌紅蛋白和血紅蛋白的氧合曲線工作肌肉毛細血管中本文檔共161頁；當(dāng)前第130頁；編輯于星期二\12點45分Hb兩種主要的構(gòu)象態(tài)：

R態(tài)（氧合Hb的優(yōu)勢構(gòu)象）和T態(tài)（去氧Hb的優(yōu)勢構(gòu)象）本文檔共161頁；當(dāng)前第131頁；編輯于星期二\12點45分T態(tài)亞基間8對鹽橋T態(tài)借助于鹽橋被穩(wěn)定。在4亞基間的8對鹽鍵，它們的形成和斷裂使整個分子的空間構(gòu)象發(fā)生變化。P78本文檔共161頁；當(dāng)前第132頁；編輯于星期二\12點45分Pr的結(jié)構(gòu)和功能一級結(jié)構(gòu)是基礎(chǔ)高級結(jié)構(gòu)直接決定功能但近年來發(fā)現(xiàn)了一些固有無折疊的蛋白質(zhì)，它們松散存在但仍有活性。返回章本文檔共161頁；當(dāng)前第133頁；編輯于星期二\12點45分第五節(jié)蛋白質(zhì)的性質(zhì)及研究方法一、Pr的理化性質(zhì)二、Pr一級結(jié)構(gòu)的測定三、Pr的分離、純化四、Pr相對分子量的測定五、Pr含量的測定六、Pr純度的鑒定本文檔共161頁；當(dāng)前第134頁；編輯于星期二\12點45分一、Pr的理化性質(zhì)（一）紫外吸收（二）兩性解離（三）膠體性質(zhì)（四）沉淀反應(yīng)（五）Pr變性（六）Pr水解（自學(xué)）（七）Pr的顏色反應(yīng)（自學(xué)）P30本文檔共161頁；當(dāng)前第135頁；編輯于星期二\12點45分（一）紫外吸收

280nm（二）兩性解離主要是可解離的側(cè)鏈基團。P31等電點等離子點:純水中測定的等電點，Pr的特征常數(shù)。本文檔共161頁；當(dāng)前第136頁；編輯于星期二\12點45分1.蛋白質(zhì)溶液具有膠體溶液的典型性質(zhì):如丁達爾現(xiàn)象；布郎運動；不能通過半透膜，因此可以應(yīng)用透析法將非蛋白的小分子雜質(zhì)除去。（三）膠體性質(zhì)2.蛋白質(zhì)膠體溶液的穩(wěn)定性決定于：

質(zhì)點的大?。?-100nm同種電荷的排斥力水化層P31本文檔共161頁；當(dāng)前第137頁；編輯于星期二\12點45分（1）鹽析（2）pI沉淀：（3）有機溶劑（4）重金屬（5）生物堿試劑和某些酸（6）加熱1.沉淀因素（四）Pr沉淀作用P31水化層同種電荷的排斥力水化層、降低介電常數(shù)pH大于pI時，帶負電的Pr與其結(jié)合pH小于pI時，帶正電的Pr與其結(jié)合熱變性導(dǎo)致構(gòu)象解體，疏水基團外露，破壞水化層。本文檔共161頁；當(dāng)前第138頁；編輯于星期二\12點45分在溫和條件下，通過改變?nèi)芤旱膒H或電荷狀況，使蛋白質(zhì)從膠體溶液中沉淀分離。在沉淀過程中，結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都沒有發(fā)生變化，在適當(dāng)?shù)臈l件下，可以重新溶解形成溶液，所以稱為非變性沉淀。2.可逆沉淀和不可逆沉淀在強烈沉淀條件下，不僅破壞了蛋白質(zhì)膠體溶液的穩(wěn)定性，而且也破壞了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，產(chǎn)生的蛋白質(zhì)沉淀不可能再重新溶解于水。由于沉淀過程發(fā)生了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的變化，所以又稱為變性沉淀。本文檔共161頁；當(dāng)前第139頁；編輯于星期二\12點45分（五）Pr變性作用蛋白質(zhì)受某些物理或化學(xué)因素的影響，導(dǎo)致其高度有規(guī)律的高級結(jié)構(gòu)喪失，引起蛋白質(zhì)理化性質(zhì)改變并導(dǎo)致其生理活性喪失。這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性(denaturation)。1.Pr變性的概念P68本文檔共161頁；當(dāng)前第140頁；編輯于星期二\12點45分3.Pr變性的可逆性4.Pr變性的指標(biāo)（1）溶解度（2）黏度增加（3）生物活性（4）水解（5）結(jié)晶2.Pr變性的物理和化學(xué)因素（1）物理：加熱、冷卻、機械作用、輻射（2）化學(xué)：強酸、強堿、高濃度鹽、尿素、重金屬鹽、有機溶劑、去污劑返回節(jié)本文檔共161頁；當(dāng)前第141頁；編輯于星期二\12點45分二、Pr一級結(jié)構(gòu)的測定（一）間接法由核苷酸序列推定（二）直接法純化目標(biāo)蛋白（純度>97%）1.確定肽鏈數(shù)目2.拆分多肽鏈,并分離3.打破二硫鍵P47本文檔共161頁；當(dāng)前第142頁；編輯于星期二\12點45分4.分析各單鏈的aa組成（氨基酸分析儀）