蛋白质的结构与功能

生化第一章思维导图，知识内容有蛋白质的分子组成、蛋白质的分子结构、蛋白质的功能、蛋白质的理化性质等，收藏下图学习吧！

第一章 蛋白质的结构与功能

• 蛋白质的分子组成
  • C、H、O、N、S（P、Fe、Cu、Zn、Mn、I）
    • N：16%（凯式定氮法-每克样品含氮数*6.25*100=100g样品中蛋白质含量）
  • 氨基酸是蛋白质的基本组成单位
    • L-a-氨基酸——基本结构单位
      • 不参与但具有重要生理功能
        • 鸟氨酸、瓜氨酸、精氨酸代琥珀酸-参与合成尿素
      • 参与（甘氨酸除外）
        • 按其侧链结构和理化性质分类
          • 非极性脂肪族氨基酸
          • 极性中性氨基酸
          • 芳香族氨基酸
          • 酸性氨基酸
          • 碱性氨基酸
    • 20/300参与组成蛋白质，硒代半胱氨酸
    • 氨基酸具有共同或特异的理化性质
      • 两性解离
        • 等电点
      • 含共轭双键的氨基酸具有紫外线吸收的性质
        • 色氨酸，酪氨酸 280nm
          • 分析溶液中蛋白质含量的快速简便的方法
      • 与茚三铜反应生成蓝紫色化合物
        • 570nm
          • 氨基酸定量分析方法
    • 肽键连接形成蛋白质或肽
      • 2~20氨基酸相连-寡肽，20个以上-多肽
      • 氨基末端-N-端，羧基末端-C-端
      • 氨基酸残基
• 蛋白质的分子结构
  • 由一条肽链形成的蛋白质只有一、二、三级结构，2条或2条以上的才有四级结构。二三四级结构统称为高级结构或空间构象。
    • 一级结构
      • 氨基酸的排列顺序决定
      • 定义：从N-端至C-端的氨基酸排列顺序称为蛋白质一级结构
      • 肽键（主要）、二硫键
      • 一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础，但并不是决定蛋白质空间构象的唯一因素。
    • 二级结构
      • 定义：蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，也就说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。
      • 多肽链的局部有规则重复的主链构象
      • 包括a-螺旋、b-折叠、b-转角、W环
        • a-螺旋
          • 是常见的蛋白质二级结构
          • 是指蛋白质分子中多个肽平面通过α-碳原子沿长轴方向，按一定规律盘绕形成的稳定α-螺旋构象
          • 特点
            • 右手螺旋
            • 3.6AA/圈，螺旋0.54nm
            • 氢键维系
            • 侧链基团在外，并以其大小、形状、所带电荷来影响其螺旋形式
        • b-折叠
          • 使多肽链形成片层结构
          • 又称β-片层。是指蛋白质多肽链主链中肽平面折叠成锯齿状的结构
          • 特点
            • 肽链延伸折叠成锯齿状
            • 若干肽段可互相靠拢，平行排列，成片层状
            • 氢键维系
            • 侧链基团在片层上下
            • 平行排列的肽段可顺向，可反向
            • 可通过回折形成相反方向
        • b-转角、W环存在于球状蛋白质
          • b-转角
            • 常发生于肽链进行180°回折时的转角上，通常由4个氨基酸残基组成，其第一个残基的羰基氧与第四个残基的氨基氢可形成氢键
            • Ⅰ型和Ⅱ型的转角区别在于：肽键的二面角Y和F角有所不同
          • W环
            • 这类肽段形状像希腊字母Ω，所以称Ω环。
            • 总出现在蛋白质分子的表面，以亲水残基为主，在分子识别中可能起重要作用
      • 肽单元
    • 三级结构
      • 多肽链进一步折叠
      • 定义：是指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
        • 特点
          • 折叠成紧密的球状或椭球状
          • 含有多种二级结构并具有明显的折叠层次
          • 疏水侧链常分布在分子内部
        • 次级键
          • 疏水键、盐键、氢键和范德华力
        • 意义
          • 使蛋白质具有亲水性
          • 三级结构形成后，蛋白质才具有生理活性
      • 结构模体
        • 可由2个或2个以上的二级结构肽段组成
        • 定义
          • 是蛋白质分子中具有特定空间构象和特定功能的结构成分（模体是具有特殊功能的超二级结构）
        • 模体例子
          • 螺旋-环-螺旋
          • 锌指
      • 结构域
    • 四级结构
      • 含有两条以上多肽链的蛋白质可具有四级结构
      • 维系键
        • 氢键
        • 离子键
      • 亚基
• 蛋白质的功能
  • 功能
    • 构成细胞和生物体结构
    • 物质运输
    • 催化
    • 信息交流
    • 免疫
    • 氧化供能
    • 维持机体的酸碱平衡
    • 维持正常的血浆渗透压
  • 一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构与功能
  • 氨基酸序列与生物进化信息
  • 重要蛋白质的氨基酸序列改变可引起疾病
• 蛋白质的理化性质
  • 性质
    • 两性电离
      • 等电点
    • 胶体性质
    • 变性与复性
    • 在紫外光谱区有特征光吸收
    • 呈色反应
      • 茚三铜反应
      • 双缩脲反应
• 碱性赖精组，酸性天和谷。 含硫半甲硫，羟基酪苏丝。 芳香苯色酪，分支缬亮异。
• 存在于自然界中的氨基酸有300余种，参与蛋白质合成的氨基酸一般有20种，通常是L-a-氨基酸（除甘氨酸外）