生物化学 第一章 节 蛋白质 .ppt

第四节 蛋白质的理化性质与分离纯化 The Physical and Chemical Characters and Separation and Purification of Protein 蛋白质分类 按化学组成分类 单纯蛋白； 结合蛋白 按分子形状分类 纤维状蛋白； 球状蛋白 ??-structure The structure of hair and hair ?- keratin 纤维状蛋白质 （一）蛋白质的两性电离 一、理化性质 蛋白质分子除两端的氨基和羧基可解离外，氨基酸残基侧链中某些基团，在一定的溶液pH条件下都可解离成带负电荷或正电荷的基团。 * 蛋白质的等电点( isoelectric point, pI) 当蛋白质溶液处于某一pH时，蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，净电荷为零，此时溶液的pH称为蛋白质的等电点。 （四）?-转角和无规卷曲 ?-转角 用来阐述没有确定规律性的那部分肽链结构。 无规卷曲 ——泛指那些不能归入明确的二级结构的多肽区段 （五）模体 在许多蛋白质分子中，可发现二个或三个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个特殊的空间构象，被称为模体(motif)。 钙结合蛋白中结合钙离子的模体 锌指结构 （六）氨基酸残基的侧链对二级结构形成的影响 蛋白质二级结构是以一级结构为基础的。一段肽链其氨基酸残基的侧链适合形成?-螺旋或β-折叠，它就会出现相应的二级结构。 三、蛋白质的三级结构 疏水键、离子键、氢键和 Van der Waals力等。 主要的化学键 整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。 （一） 定义 特点：次级键 肌红蛋白 (Mb) N 端 C端 （二）结构域 大分子蛋白质的三级结构常可分割成一个或数个球状或纤维状的区域，折叠得较为紧密，各行使其功能，称为结构域(domain) 。 结构域是在较大的蛋白质分子中所形成的两个或多个在空间上可明显区别的局部区域。 特点：1.结构域具有独特的空间构象； 2.与分子整体以共价键相连，并承担特定的生物学功能。 3-磷酸甘油醛脱氢酶 纤连蛋白分子的结构域 （三）分子伴侣(chaperon) 协助新生肽链正确折叠的一类蛋白质，通常不参与靶蛋白的生理功能。 分子伴侣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。 主要有三大类： 热休克蛋白 (heat shock protein) 伴侣蛋白 (chaperonin) 核质蛋白 (nucleoplasmin) 亚基之间的结合力主要是氢键、离子键和疏水作用。 四、蛋白质的四级结构 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)。 血红蛋白的四级结构 从一级结构到四级结构 血红蛋白 蛋白质的一级结构是它的氨基酸序列 蛋白质的二级结构是由氢键导致的肽链卷曲与折叠 Primarystructure Secondarystructure 蛋白质的三级结构是多肽链自然形成的三维结构 蛋白质的四级结构是亚基的空间排列 Polypeptide(single subunitof transthyretin) Transthyretin, with fouridentical polypeptide subunits Tertiarystructure Quaternarystructure 蛋白质结构与功能的关系 The Relation of Structure and Function of Protein 第 三 节 （一）一级结构是空间构象的基础 一、蛋白质一级结构与功能的关系 牛核糖核酸酶的一级结构 二硫键 天然状态，有催化活性 尿素、 β-巯基乙醇 去除尿素、 β-巯基乙醇 非折叠状态，无活性 （二）一级结构提供进化信息 细胞色素C 的进化树 （三）一级结构与功能的关系 例：镰刀形红细胞贫血 N-val · his · leu · thr · pro · glu · glu · · · · ·C(146) HbS β 肽链 HbA β 肽 链 N-val · his · leu · thr · pro · val · glu · · · · ·C(146) （一）肌红蛋白与血红蛋白的结构 二、蛋白质空间结构与功能的关系 Hb与Mb一样能可逆地与O2结合， Hb与O2结合后称为氧合Hb