蛋白质学习笔记

下图讲述了蛋白质的结构与功能的知识内容，包含蛋白质的分子组成、蛋白质的理化性质、蛋白质的分子结构、蛋白质结构与功能的关系等。

蛋白质的结构与功能

• 蛋白质的分子组成
  • L-a-氨基酸是蛋白质的基本单位
  • 根据侧链的性质和理化性质分类氨基酸
    • 非极性脂肪族氨基酸
      • 侧链含烃链的氨基酸
    • 极性中性氨基酸
      • 侧链有极性但不带电荷的氨基酸
    • 芳香族氨基酸
      • 侧链含芳香基团的氨基酸
    • 酸性氨基酸
      • 侧链含负性解离基团的氨基酸
    • 碱性氨基酸
      • 侧链含正性解离基团的氨基酸
  • 氨基酸的理化性质
    • 氨基酸具有两性解离的性质
      • PH<PI：阳离子 PH=PI：氨基酸的兼性离子 PH>PI：阴离子
      • 在某一pH溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性，此时的溶液pH值称为该氨基酸的等电点
    • 含共轭双键的氨基酸具有紫外线吸收性质
      • 色氨酸 酪氨酸
    • 氨基酸与茚三酮反应生成蓝紫色化合物
  • 肽键是由一个氨基酸的a-氨基与另一个氨基酸的a-羟基脱水缩合形成的化学键
• 蛋白质的分子结构
  • 一级结构
    • 概念
      • 在蛋白质分子中，从N-端至C-端的氨基酸排列顺序称为蛋白质一级结构
    • 主要化学键
      • 肽键 二硫键
    • 氨基酸的排列顺序决定蛋白质的一级结构
  • 二级结构
    • 概念
      • 二级结构是指蛋白质分子中主链的局部空间结构，也就是该段肽链主链骨架原子的相对空间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象
    • 肽链主链骨架原子
      • N Ca C
    • 肽单元
      • C（a1） N O N H C(a2)
    • 常见的蛋白质二级结构
      • a-螺旋 β-折叠 β-转角 Ω环
    • 主要化学键
      • 氢键
    • 多肽链的局部有规则，重复的主链构象为蛋白质二级结构
  • 三级结构
    • 概念
      • 整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，也就是整条肽链所有原子在三维空间的排布位置
    • 主要化学键（次级键）
      • 疏水键 盐键 氢键 范德华力
    • 结构域
      • 分子量较大的蛋白质常可折叠成多个结构较为紧密且稳定的区域，并各行其功能称为结构域
      • 结构域是三级结构层次上具有独立结构与功能的区域
    • 三级结构是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置
  • 四级结构
    • 亚基
      • 概念
        • 每一条多肽链都有其完整的三级结构，称为亚基
      • 主要化学键
        • 非共价键（氢键、离子键）
    • 概念
      • 蛋白质分子中各个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四级结构
    • 含有两条以上多肽链的蛋白质可具有4级结构
• 蛋白质结构与功能的关系
  • 主要功能
    • 构成细胞和生物体结构
    • 物质运输
    • 催化功能
    • 信息交流
    • 免疫功能
    • 氧化供能
    • 维持机体的酸碱平衡
    • 维持正常的血浆渗透压
  • 蛋白质相互作用是蛋白质执行功能的主要方式
    • 两个或多个蛋白质相互作用是通过各自特殊的局部空间结构和特异性识别与结合，进而完成特定的生物学功能
  • 蛋白质一级结构是高级结构和功能的基础
    • 一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构与功能
    • 氨基酸系列提供重要的生物进化信息
    • 重要蛋白质的氨基酸序列改变可引起疾病
  • 蛋白质的功能依赖特定空间结构
    • 蛋白质构象改变可引起疾病
• 蛋白质的理化性质
  • 蛋白质具有两性的电离性质
  • 蛋白质具有胶体性质
  • 蛋白质的变性与复性
  • 蛋白质在紫外光谱区有特征性光吸收
  • 应用蛋白质呈色反应可测定溶液中蛋白质质量