蛋白质

生物化学蛋白质知识点，详细得当。蛋白质是由20中∝-氨基酸通过肽键连接形成有一定空间结构和生物学活性的有机高分子化合物。

蛋白质

• 通论
  • 蛋白质的概念
    • 蛋白质是由20中∝-氨基酸通过肽键连接形成有一定空间结构和生物学活性的有机高分子化合物
  • 蛋白质的分类
    • 分子形状分类
      • 纤维形蛋白质
      • 球形蛋白质
    • 功能
      • 起催化作用的蛋白质即“酶”类
      • 结构蛋白类
      • 转运蛋白类
      • 调节蛋白，如胰岛素
      • 信号传递蛋白
      • 动力蛋白
    • 组成
      • 简单蛋白质
      • 结合蛋白质
        • 色蛋白
        • 金属蛋白
        • 磷蛋白
          • 内含磷酸基
        • 黄素蛋白
        • 脂蛋白
          • 细胞脂蛋白
          • 血浆脂蛋白
        • 糖蛋白
    • 溶解度
      • 清蛋白
      • 球蛋白
        • 拟球蛋白
        • 优球蛋白
      • 组蛋白
      • 精蛋白
      • 醇溶蛋白
      • 硬蛋白类
        • 起保护作用
      • 谷蛋白类
    • 营养价值
      • 完全蛋白质
      • 不完全蛋白质，如大豆蛋白中缺乏蛋氨酸
  • 蛋白质元素组成
    • 蛋白质含氮量恒为16%，即6.25g的蛋白质含有1g氮
• 蛋白质的组成单位-氨基酸
  • 氨基酸的一般机构特征
    • 组成蛋白质的氨基酸的机构通式
    • L-∝氨基酸
      • ∝-氨基酸例外：脯氨酸（亚氨基酸）
      • L-氨基酸例外：甘氨酸（无不对称C）
    • D-氨基酸一般不能被人和动物利用
  • 氨基酸的分类和结构
    • 非极性脂肪族氨基酸
      • 携一两饼干奔复旦
      • 甘氨酸（Gly G）
      • 缬氨酸（Val V）
      • 亮氨酸（Leu L）
      • 异亮氨酸（Ile I）
      • 脯氨酸（Pro P）
      • 甲硫氨酸（Met M）
      • 丙氨酸（Ala A）
    • 具有芳香族侧链的氨基酸
      • 酪氨酸（Tyr Y）
      • 苯丙氨酸（Phe F）
      • 色氨酸（Trp W）
    • 极性带电氨基酸
      • R基带正电呈碱性
        • 精氨酸（Arg R）
        • 赖氨酸（Lys K）
        • 组氨酸（His H）
      • R基带负电呈酸性
        • 天冬氨酸（Asp D）
        • 谷氨酸（Glu E）
    • 极性不带电氨基酸
      • 半胱氨酸（Cys C）
      • 丝氨酸（Ser S）
      • 苏氨酸（Thr T）
      • 天冬氨酸（Asn N）
      • 谷氨氨酸（Gln Q）
    • 侧链含有羟基的氨基酸
      • 酪氨酸（Tyr Y)
      • 丝氨酸(Ser S）
      • 苏氨酸(Thr T)
    • 侧链含硫原子的氨基酸
      • 甲硫氨酸（Met M)
      • 半胱氨酸（Cys C)
  • 氨基酸化学性质
    • 等电点：氨基酸所带的正电荷等于负电荷，即净电荷为零时的PH值
    • 在pl时，氨基酸的溶解度最低
    • 化学反应
      • 茚三酮反应
        • 大多数氨基酸（大约17种）
          • 蓝紫色
        • 谷氨酰胺/天冬酰胺
          • 棕色
        • 脯氨酸
          • 黄色
      • 亚硝酸反应
        • 生成的氮气一半来自氨基酸
      • 2，4-二硝基氟苯反应
        • Sanger法测定N末端氨基酸
      • 苯异硫氰酸PITC反应
        • Edman测定蛋白质N末端氨基酸
• 蛋白质机构
  • 构象
    • 分子内各原子或基团之间的相互立体关系
    • 构象的改变是由单键旋转产生，不需要断键
  • 构型
    • 立体异构体中，取代基团或原子因某种因素的限制，在空间去不同位置所形成的不同立体异构
    • 构型的改变必定会有共价键断裂
  • 蛋白质的一级结构
    • 肽链中氨基酸摆列顺序和连接方式
    • 连接方式是肽键，通常是从N端到C末端写
    • Sanger于1953年首次报道胰岛素的全部氨基酸序列
  • 蛋白质的二级机构
    • 维持二级结构稳定的化学键主要是氢键
    • 肽单位是一个刚性的平面结构
      • 肽单位的氧原子与亚氨基酸的氢原子以反式排列
    • 主要结构类型
      • a-螺旋
        • 例如a-角蛋白
          • 烫发的生化原理
        • 螺距0.54nm
        • 每圈含3.6个AA残基
      • B-折叠
        • 例如丝心蛋白
        • 需要两条或两条以上的肽链共同参与
      • B-转角
        • 第一个残基C=O与第四个残基NH形成氢键
  • 超二级结构
    • aa、BBB、Ba B、锌指结构、亮氨酸拉链
    • 超二级结构：有规则的二级结构的聚集体
    • 模序是蛋白质结构分类的基础
  • 结构域
    • 一条多肽链中相对独立而稳定的紧密结合的区域，承担特定的生物学功能
    • 往往存在两个或多个在空间上可明显区分的，相对独立的区域性结构
  • 三级结构
    • 一个蛋白质的立体结构，包括多肽链中原子的空间排列方式
    • 维持三级结构稳定的力主要是非共价键
      • 氢键
      • 疏水相互作用
      • 配位键
      • 范德华力
      • 离子键（盐键）
  • 四级结构
    • 数条具独立的三级机构的多肽链通过非共价键相互作用而成的聚合体机构
    • 蛋白质的亚基：具有四级结构的蛋白质中，每一个具有独立的三级结构的多肽链
• 蛋白质的结构和功能
  • 蛋白质的一级结构决定其高级结构
    • 核糖核酸酶的复性及变性
  • 蛋白质的一级结构及功能
    • 亲缘关系越远，氨基酸组成差异越多
    • 亲缘关系越远，氨基酸组成差异越小
    • 保守取代：发生在性质完全相同的氨基酸之间
    • 非保守取代：发生在性质完全不同的氨基酸之间
      • 对蛋白质结构和功能造成很大影响
        • 镰刀型贫血症
    • 同源蛋白质：在进化上相关联的蛋白质
  • 蛋白质的空间结构与功能
    • 配体或配基
      • 是被一种蛋白质可逆地结合分子
    • 配合位点
      • 结合配体的部位
    • 肌红蛋白只有一个氧结合位点
      • 氧合曲线：双曲线
    • 血红蛋白
      • 肺部结合氧➡️肌肉组织释放（T➡️R） （R➡
        • BPG（二磷酸甘油酸）可降低血红蛋白亲和力
      • S型氧合曲线
  • 蛋白质分子的修饰和多肽链局部的切割赋予它新的功能
    • 🐷胰岛素原切除B链激活成胰岛素
  • 蛋白质错误折叠与疾病
    • 蛋白质错误折叠病
      • II型糖尿病
      • 老年痴呆症
      • 亨廷顿氏舞蹈症
      • 帕金森症
      • 系统性淀粉变性
    • 阮病毒
      • 疯牛病
      • 库鲁病
• 蛋白质的性质
  • 蛋白质的水合作用和透析
    • 蛋白质分子不能透过半透膜
      • 血液透析
  • 蛋白质的两性性质和等电点
  • 蛋白质的变性作用与复性
    • 变性作用：因物理或化学因素影响，分子三维结构破坏，导致其理化性质，生物学活性改变。
    • 变性：二级结构以上的高级结构被破坏，导致生物活性丧失。
    • 复性：在一定条件下，恢复到三维结构，生物活性恢复
      • 能否成功复性取决于蛋白质变性因素，蛋白质种类及结构改变程度。
  • 蛋白质的沉淀作用
    • 可逆沉淀
      • pl沉淀法、盐析法和有机溶剂沉淀法等
    • 不可逆沉淀
      • 加热沉淀、强酸/碱沉淀、重金属盐、生物碱沉淀
    • 盐溶
      • 在稀盐溶液中，大多数蛋白质的溶解度增加 等电点沉淀的蛋白质溶液加入氯化钠后沉淀溶解
    • 盐析
      • 向蛋白质溶液中加入大量的硫酸铵后蛋白质会析出
• 蛋白质的分离纯化和测定
  • 原则
    • 材料要选择新鲜、蛋白质含量高
    • 分离时要避免一切引起变性的条件
    • 纯化一般在低温下进行（4摄氏度）
    • 分离前建立有效的检测方法
    • 了解蛋白质的特征（稳定性）
    • 蛋白质的储存：-20℃和0℃冷冻干燥，避免反复冻融
  • 分离纯化的主要方法
    • 细胞纯化
    • 蛋白质的抽提
    • 蛋白质的分裂——分离目的蛋白与杂蛋白
    • 蛋白质的纯化
      • 凝胶电泳法
      • 离子交换层析
        • 阳离子交换剂
        • 阴离子交换剂
      • 亲和层
  • 蛋白质分子量的测定
    • 凝胶过滤法
    • SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法（PAGE）
    • 超速离心法
  • 蛋白质纯化的鉴别标准
  • 蛋白质的含量测定
    • 紫外吸收法：280n m
    • 染料结合法
      • 考马斯亮蓝G-250
• 两种构象
  • R态易于结合氧
  • T态较难结合氧（低亲和力）
• 化学因素：强酸、强碱、有机溶剂、变性剂、去垢剂。
• 物理因素：高压、剧烈搅拌、超声波、紫外线等。