蛋白质的结构和功能

及其相关专业的同学快来看咯，生物化学的第一章蛋白质的相关概念，把冗杂繁琐的概念都理清楚了哦，供大家一起学习。

蛋白质的结构和功能

• 蛋白质的分子组成：
  • 主要含碳，氢，氧，氮，磷和硫，氮约占16%
    • 凯氏定氮法：每克样品含氮克数*6.25*100%
  • 氨基酸的结构：20种标准氨基酸，除甘氨酸（不含手性碳）外都是L-α-氨基酸
    • 苏氨酸和异亮氨酸各含两个手性碳
  • 氨基酸的分类：
    • 酸性氨基酸：天冬氨酸，谷氨酸
    • 碱性氨基酸：赖氨酸，精氨酸，组氨酸
    • 含羟基：苏氨酸，丝氨酸，酪氨酸，
    • 半胱氨酸，天冬酰胺，谷氨酰胺
    • 中性
    • 极性氨基酸，剩余为非极性氨基酸
    • 含苯环：（酪氨酸，色氨酸在280nm时有紫外吸收），苯丙氨酸，
    • 含巯基：半胱氨酸，甲硫氨酸
  • 氨基酸的主要性质：
    • 两性电离 是兼性离子
    • 等电点：在某一溶液PH中，氨基酸解离成阳离子与阴离子的趋势和程度相等，以兼性离子的形式存在，净电荷为零，此时溶液的PH为氨基酸的等电点
      • 为氨基酸的特征常数
    • 茚三酮反应：形成蓝紫色化合物，吸收波长570，可用于定量分析
    • 氨基酸的紫外吸收：酪氨酸，色氨酸在280nm时有紫外吸收，苯丙氨酸在260时有吸收，可用于定量分析，
• 蛋白质的分子结构：
  • 蛋白质的一级结构：
    • 指氨基酸的排列顺序，包括肽键和二硫键的位置， 是蛋白质分子空间结构的基础
    • 肽键为主要的化学键，2-10为寡肽，多于10为多肽
    • 多肽链包括主链和侧链，所有主链都相同，区别在于侧链，合成开始于氨基端终止于羧基端，此时的氨基酸称为氨基酸残基
      • 连接顺序不同的氨基酸形成的肽链不同
  • 蛋白质的二级结构：
    • 指多肽链的主链的局部构象 氢键为二级结构的主要化学键
    • 可分为：α螺旋，β折叠，β转角，无规卷曲等
    • 肽单位：相邻两个α碳之间的结构
      • 肽单位是一个刚性平面结构（六原子共平面）
      • 肽平面中的羰基氧和亚氨基中的氢可形成顺式和反式两种，反式围住
      • 肽单位中的Cα-N和Cα-C为单键，可自由旋转
  • 蛋白质的三级结构：
    • 多肽链中所有原子的空间排布 包括主链构象（进一步盘曲折叠）和侧链构象 （微区：亲水区和疏水区
      • 具有生物活性的蛋白质分子一定具有三级结构
    • 主要化学键为疏水键，氢键，离子键，范德华力，二硫键等非共价键
    • 结构域：分子量较大的蛋白质折叠成多个结构紧密而稳定，具有独立行使其功能的区域性结构
  • 蛋白质的四级结构：
    • 两条或两条以上的多肽链以非共价键组成的聚合体结构
    • 亚基：每一条多肽链都具有各自特定的三级结构，称为蛋白质的一个亚基
      • 相同的亚基构成的叫同聚体，不同的叫异聚体
    • 连接的键为：氢键，疏水键，离子键，范德华力等非共价键
      • 并非所有的蛋白质都有四级结构
  • 蛋白质的高级结构
• 蛋白质的结构和功能的关系：
  • 蛋白质的一级结构和功能的关系：
    • 一级结构决定功能，包含了形成特定空间结构所需的所有信息
    • 一级结构反应生物进化程度，同源蛋白质
    • 一级结构改变可直接影响蛋白质功能
• 蛋白质的理化性质：
  • 蛋白质的紫外吸收
  • 蛋白质的两性解离
  • 蛋白质的胶体特性 水化层和同性电荷
  • 蛋白质的变性与复性：
    • 变性：在某些理化性质下，空间结构遭到破坏，理化性质发生改变，生物活性丧失
      • 破坏共价键和二硫键，不涉及肽键
    • 复性：在一定条件下恢复空间结构和活性
  • 呈色反应：双缩脲反应，，酚试剂反应
• 蛋白质的分离和纯化技术：
  • 沉淀技术，电泳技术，色谱技术，离心，超滤，透析等