蛋白质的结构与功能

生物化学与分子生物学思维导图，包含分子结构、 理化性质、分子组成、结构与功能的关系等。

蛋白质的结构与功能

• 分子结构
  • 一级结构
    • 氨基酸残基的排列顺序
    • 肽键/二硫键
      • 一级结构完不完整主要看肽键有没有断裂
    • 方向：N端到C端
  • 空间结构
    • 二级结构
      • 局部肽段骨架原子的空间结构
      • 氢键
      • α螺旋
        • 右手螺旋
        • 每圈3.6个残基/螺距0.54nm
        • 平行氢键
        • 侧链伸向螺旋外侧
      • β折叠
        • 锯齿状
        • 垂直氢键
      • β转角
        • 球蛋白/肽链回折
        • 甘氨酸/脯氨酸常见
      • Ω环
        • 球蛋白
        • 亲水性氨基酸
    • 特殊层次
      • 超二级结构
        • 数个二级结构的组合
        • αα/ββ/βαβ
      • 模体
        • 热点
        • 特定结构与特殊功能
        • DNA结合蛋白（转录因子）
        • 锌指结构/亮氨酸拉链/螺旋-环-螺旋
      • 结构域
        • 三级结构的局部功能区
    • 三级结构
      • 一条肽链的最高级
      • 氢键/离子键/疏水作用/范德华力
      • 肌红蛋白：铁卟啉化合物
    • 四级结构
      • 亚基聚合
      • 血红蛋白
        • α2β2
        • 血红素：铁卟啉化合物
• 理化性质
  • 蛋白质溶液稳定存在
    • 水化膜
    • 表面电荷
    • 盐析作用
  • 蛋白质变性
    • 一级结构不变/空间结构改变
    • 次级键和二硫键断裂/肽键完好
    • 理化性质变化
      • 溶解度降低
      • 粘度增大
      • 活性丧失
      • 易被蛋白酶降解
  • 双缩脲反应
    • 肽键
    • 紫红色
• 结构与功能的关系
  • 一级结构是基础
    • 尿素处理核糖核酸酶变性与复性证明一级结构是空间结构的基础
    • 一级结构相似具有相似空间结构与功能
    • 分子病：镰刀型细胞贫血
      • 碱基错配（点突变）/错义突变
      • β亚基N端谷氨酸改变为缬氨酸
      • 空间结构异常
  • 功能依赖特定的空间结构
    • 血红蛋白亚基正协同效应
    • T态（脱氧）/R态（氧合）
    • S形氧解离曲线
    • 蛋白质构象疾病
      • 疯牛病（朊病毒蛋白）/阿尔兹海默症
      • 一级结构不变/空间结构改变
      • 分子伴侣
        • 协助新生肽链正确折叠
        • 热休克蛋白HSP/伴侣蛋白
• 分子组成
  • 元素组成
    • 不太重要
    • C/H/O/N/S
    • 平均含氮量16%
  • 原料氨基酸
    • 20种：对应有密码子
    • 19种L-α氨基酸/甘氨酸为对称碳原子
    • 第21种: 硒代半胱氨酸
    • 翻译后修饰/无密码子：胱氨酸/羟赖氨酸/羟脯氨酸
  • 氨基酸的分类
    • 脂肪族（疏水性）：甘氨酸/丙氨酸/缬氨酸/亮氨酸/异亮氨酸/脯氨酸
      • 脯氨酸是唯一亚氨基酸
    • 芳香族（280nm最大吸收峰）：苯丙氨酸/色氨酸/酪氨酸
    • 含羟基氨基酸（可被磷酸化修饰）：丝氨酸/苏氨酸/酪氨酸
    • 含硫氨基酸：半胱氨酸（巯基）/甲硫氨酸（蛋氨酸）
    • 酸性氨基酸（含两个羧基）：天冬氨酸/谷氨酸
    • 含酰胺键：天冬酰胺/谷氨酰胺
    • 碱性氨基酸：精氨酸/赖氨酸（含两个氨基）/组氨酸
  • 氨基酸的理化性质
    • 两性解离
      • 等电点与兼性离子
      • pH=PI不带电
      • pH>PI带负电
      • pH<PI带正电
    • 茚三酮显色
      • 考研不重要
      • 蓝紫色
      • 脯氨酸：黄色
  • 氨基酸的连接
    • 肽键：属于酰胺键
    • 肽单元
    • GSH
      • 谷氨酸/半胱氨酸/甘氨酸
      • 巯基
      • 抗氧化