生物化学课件之蛋白质.ppt

蛋白质的结构与功能 主要内容 [教学时数] 4学时 [掌握内容]：蛋白质的基本组成单位和平均含氮量。20种氨基酸的 名称及三字母英文缩写符号。氨基酸的理化性质。蛋白质一级结构 的定义及维系的键、蛋白质二级结构的定义及维系的键，肽单元和 蛋白质二级结构的主要类型，模体的概念。蛋白质三级结构的定义 及维系的键，结构域的定义。蛋白质四级结构的定义及维系的键， 亚基的定义。蛋白质变性的定义及影响因素，蛋白质沉淀及维持蛋 白质胶体溶液的稳定因素。蛋白质等电点的定义。 [熟悉内容]：氨基酸的分类，肽的概念基本结构，蛋白质一级结构 和空间结构与蛋白质功能之间的关系。氨基酸和蛋白质的紫外吸收 作用。蛋白质的分离和纯化。 [了解内容]：生物活性肽，蛋白质的模序结构，分子病的定义。 [自学内容]：蛋白质分类，多肽链中氨基酸的序列分析、蛋白质空间结构测定 第一节 蛋白质是生命的物质基础 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。 二、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： 普遍存在于生物界，动物、植物、微生物主要是由蛋白质构成。 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％。 蛋 白 质 的 分 子 组 成The Molecular Component of Protein 一、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 。 ? 蛋白质元素组成的特点 由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此，只要测定生物样品中的含氮量，就可以根据以下公式推算出蛋白质的大致含量： 二、氨基酸 —— 组成蛋白质的基本单位 存在自然界中的氨基酸有300余种，但组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种，且均属 L-氨基酸（甘氨酸除外）。 （二）氨基酸的理化性质 1. 两性解离性质 2. 紫外吸收性质 3. 茚三酮反应 蛋 白 质 的 分 子 结 构The Molecular Structure of Protein （一）、肽键 氨基酸残基 氨基酸在形成肽链时丢失了一分子水，肽链中的氨基酸分子已不完整,称为氨基酸残基(amino acid residue)。 （二） 肽（peptide peptide） 氨基酸借肽键相连而形成的化合物称肽。 根据氨基酸的组成个数可以依次称为二肽、 三肽、四肽…… 寡肽(oligopeptide oligopeptide)由10 个以内氨基酸连成的小肽 多肽(polypeptide) 由更多氨基酸连成的肽 蛋白质(protein) 就是由许多氨基酸残基组 成的多肽链 （三）多肽链有方向性 NH2 Met Phe Phe Cys Ser Thr Val COOH 氨基末端(Ｎ－ 端) 羧基末端(C －端) 书写多肽链时一般把氨基端放在左侧，羧基端放在右侧。 蛋-苯丙-苯丙-半胱-丝-苏-缬 主链： 多肽链中由肽键连接成的长链 侧链： 各氨基酸残基的侧链基团所构成的短链 氢键 负电性很强的原子（如氧或氮）和与氧或氮共价结合的氢原子相互吸引，这种作用力称为氢键。 疏水相互作用 由非极性基团受到水分子排斥相互聚集在一起的作用力。 离子键由异性电荷间的静电吸引形成的。 （二）蛋白质的二级结构 肽单元（肽键平面、酰胺平面） 肽键中的Ｃ＝Ｏ 和Ｃ－Ｎ 均不能自由旋转，肽键(-CONH- ) 中的４个原子和２个α碳原子( Cα)被约束在一个刚性平面（即肽键平面）上，构成一个肽单元(peptide unit) 。 a.以肽键平面为单位,以α-碳原子为转折盘旋形成右手螺旋 b. 主链原子构成螺旋的主体,侧链(R基团）在其外部。 c. 每3.6个氨基酸旋转一周，螺距为0.54nm，每两个氨基酸之间的垂直距离为0.15nm，肽键平面与螺旋长轴平行。 d.氢键是a-螺旋稳定的主要次级键，一个肽单位N上的氢原子与第四个肽单位羰基上的氧原子形成氢键，所有的肽键都可以形成氢键。 作用：增强了机械强度，具有弹性 d. α-螺旋参数： 每3.6 个氨基酸残基 绕成一个螺圈(3600) 螺距为0.54 0.54nm nm 每个氨基酸残基上升 0.54/3.6=0.15 0.15nm nm 2. β-折叠（β-pleated sheet sheet） 肽键平面呈伸展的锯齿状排列形成的结构称β－折叠。 3. β-转角(β-turn) 肽链出现180 0回折的转角处结构称为β