細(xì)胞的分子基礎(chǔ)蛋白質(zhì)課件

主講人：徐單單細(xì)胞的分子基礎(chǔ)

蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)的組成01蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)02蛋白質(zhì)的功能03蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系0401蛋白質(zhì)的組成01蛋白質(zhì)的組成蛋白質(zhì)占細(xì)胞干重50%以上，決定細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)、執(zhí)行重要生理功能1.蛋白質(zhì)的組成氨基酸(aminoacid,aa)：由一個(gè)α羧基(COOH)，一個(gè)α氨基(NH2)和一個(gè)特異的側(cè)鏈基團(tuán)(-R)組成，僅20種參與蛋白形成根據(jù)側(cè)鏈帶電性和極性不同，分為四大類：酸性氨基酸、堿性氨基酸、中性極性氨基酸、中性非極性氨基酸酸性氨基酸：谷氨酸、天冬氨酸堿性氨基酸：精氨酸、賴氨酸、組氨酸一個(gè)氨基酸的羧基與另一個(gè)氨基酸的氨基脫水縮合成肽鍵，組成肽鏈圖1，肽鍵的形成02蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)1958年JohnKendrew首次確定了153aa組成的肌紅蛋白的三級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)共同結(jié)構(gòu)特征：多肽鏈的折疊——

與肽鏈合成同時(shí)進(jìn)行新生肽鏈經(jīng)過(guò)折疊和構(gòu)象調(diào)整，才具有功能分子伴侶，參與輔助蛋白質(zhì)折疊和構(gòu)象形成根據(jù)其折疊程度的不同，通常將蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)分為四級(jí)：肌紅蛋白的三維結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)：組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序——構(gòu)象形成的基礎(chǔ)。二級(jí)結(jié)構(gòu)：在蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上形成的，是由于肽鏈主鏈內(nèi)的氨基酸殘基之間有規(guī)則形成氫鍵的結(jié)果，包括α-螺旋和β-折疊片。α-螺旋：

3.6個(gè)aa盤(pán)旋一周，相鄰螺旋之間，肽鍵的亞氨基（-NH）中的H與羰基（-CO）的O，形成氫鍵，與螺旋長(zhǎng)軸平行。細(xì)胞內(nèi)的多肽合成后，自發(fā)形成α-螺旋，這是多肽鏈最穩(wěn)定的構(gòu)象，主要存在于球狀蛋白分子中。β-折疊：多肽分子處于伸展?fàn)顟B(tài)，多肽鏈反復(fù)折疊，反向平行，相鄰肽段之間形成氫鍵β-折疊片主要存在于纖維狀蛋白分子中大多數(shù)蛋白質(zhì)中此兩種結(jié)構(gòu)同時(shí)存在圖2，肽鏈的二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)：指肽鏈不同區(qū)域的氨基酸側(cè)鏈間相互作用而形成的肽鏈折疊。主要化學(xué)鍵：氫鍵、離子鍵、疏水作用和范德華力三級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)即表現(xiàn)出生物學(xué)活性，某些蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要一條以上的具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的肽鏈組成，形成四級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)：兩條以上具有獨(dú)立三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈，通過(guò)非共價(jià)鍵相互連接形成的多聚體。每條具有獨(dú)立三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈則稱為此蛋白質(zhì)的亞基。擁有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，只有所有亞基結(jié)合一起，才具有生物學(xué)活性。蛋白質(zhì)的變性：蛋白質(zhì)去折疊、松散蛋白質(zhì)的復(fù)性：破壞非共價(jià)鍵，通過(guò)還原劑回復(fù)原有構(gòu)象圖3，肽鏈的四級(jí)結(jié)構(gòu)圖4，蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)03蛋白質(zhì)的功能1.作為細(xì)胞的結(jié)構(gòu)成分2.物質(zhì)運(yùn)輸作用3.信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用4.收縮運(yùn)動(dòng)作用5.免疫保護(hù)作用6.發(fā)揮催化作用——酶04蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)的功能取決于其構(gòu)象——研究推測(cè)蛋白質(zhì)功能的重要依據(jù)

血紅蛋白β鏈第6位的谷氨酸被纈氨酸取代，形成異常血紅蛋白(構(gòu)象變化)，鐮刀形紅細(xì)胞貧血癥結(jié)構(gòu)域(多肽鏈的獨(dú)立折疊單位)包含的aa在40～350之間，每個(gè)蛋白質(zhì)分子有一至多個(gè)結(jié)構(gòu)域，不同結(jié)構(gòu)域有不同功能；具有類似結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)往往有類似功能。圖5，蛋白質(zhì)的超二級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)象改變影響蛋白質(zhì)功能的發(fā)揮

最常見(jiàn)的方式：蛋白質(zhì)的磷酸化與去磷酸化可引起構(gòu)象改變蛋白質(zhì)的磷酸化：通過(guò)蛋白激酶將ATP末端的一個(gè)磷酸基團(tuán)共價(jià)連接到蛋白質(zhì)的絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸側(cè)鏈的羥基基團(tuán)上；其逆反應(yīng)由蛋白質(zhì)磷酸酶催化蛋白質(zhì)去磷酸化4.酶是一類特殊類型的蛋白質(zhì)生物體細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化活性的蛋白質(zhì)特點(diǎn)：催化效率極高、高度專一性，高度不穩(wěn)定性一些氨基酸殘基因折疊而彼此接近，形成催化區(qū)域——酶的活性中心一些酶有變構(gòu)位點(diǎn)可結(jié)合變構(gòu)劑，影響構(gòu)象，調(diào)節(jié)酶的活性圖6，酶促反應(yīng)過(guò)程示意圖蛋白質(zhì)磷酸化與去磷酸化是真核細(xì)胞完成信息傳遞的分子基礎(chǔ)圖7，磷酸化介導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)小結(jié)：以上就是我們今天