第01章蛋白质的结构与功能-7版.pptVIP

绪 论 什么是生物化学？ （二）实验 生物化学是一门实验性基础学科。每一项重要理论的提出，都源于实验，又回过来指导实验。实验将设想上升为理论，理论又在指导实验的同时向实验提出新的要求。二者相辅相成，共同促进了整个学科的发展。 蛋白质的结构与功能 什么是蛋白质? 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。 蛋白质研究的历史 蛋白质的生物学重要性 分布广：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 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： 一、组成人体蛋白质的20种氨基酸均属于L-?-氨基酸 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）。 四、蛋白质是由许多氨基酸残基组成的多肽链 （二）体内存在多种重要的生物活性肽 1. 谷胱甘肽(glutathione, GSH) 谷胱甘肽的作用 1、还原性:保护蛋白质分子中的巯基，维持细胞膜完整性及酶分子的活性； 2、保护细胞的结构； 3、解毒：噬核特性，与嗜电子毒物结合。 蛋白质的分子结构The Molecular Structure of Protein 基本特点 a、单链、右手螺旋 b、氨基酸残基侧链位于螺旋的外侧 c、每一螺旋由3.6氨基酸残基组成 螺距0.54nm d、相邻2圈α螺旋间1个肽键的C=O 与氨基酸残基第4个肽键的N-H形成氢键 e、氢键方向与螺旋纵轴平行，链内氢键是α螺旋稳定的主要因素 基本特征 a、肽键平面充分伸展, 折叠成锯齿状， b、氨基酸残基侧链交替位于锯齿状结构的上下方 c、维系依靠肽链间的氢键，氢键的方向与肽链长轴垂直 d、肽链的N末端在同一侧---顺向平行， 反之为反向平行。 基本特征 a、肽链出现1800转回折的“U”结构 b、由第1个氨基酸残基的C=O 与第4个氨基酸残基的N-H形成氢键 注意: ⑴ 在具有四级结构蛋白质中， 亚基单独存在无活性 ⑵ 不是所有的蛋白质都具有四级结构 有些蛋白质只有三级结构也有生物活性 五、蛋白质的分类 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。 协同效应(cooperativity) 一个寡聚体蛋白质的一个亚基与其配体结合后，能影响此寡聚体中另一个亚基与配体结合能力的现象，称为协同效应。 如果是促进作用则称为正协同效应 (positive cooperativity) 如果是抑制作用则称为负协同效应 (negative cooperativity) 变构效应(allosteric effect) 蛋白质空间结构的改变伴随其功能的变化，称为变构效应。 肌红蛋白 (Mb) N 端 C端 纤连蛋白分子的结构域 （二）结构域是三级结构层次上的局部折叠区 分子量较大的蛋白质常可折叠成多个结构较为紧密的区域，并各行其功能，称为结构域 (domain) 。 （三）分子伴侣参与蛋白质折叠 分子伴侣(chaperon)通过提供一个保护环境从而加速蛋白质折叠成天然构象或形成四级结构。 分子伴侣可逆地与未折叠肽段的疏水部分结合随后松开，如此重复进行可防止错误的聚集发生，使肽链正确折叠。 分子伴侣也可与错误聚集的肽段结合，使之解聚后，再诱导其正确折叠。 分子伴侣在蛋白质分子折叠过程中二硫键的正确形成起了重要的作用。 伴侣蛋白在蛋白质折叠中的作用 亚基之间的结合主要是氢键和离子键。 四、含有二条以上多肽链的蛋白质具有四级结构 蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，称为蛋白质的四级结构。 有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链，每一条多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白质的亚基 (subunit)。 由2个亚基组成的蛋白质四级结构中，若亚基分子结构相同，称之为同二聚体(homodim