蛋白质思维导图

蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分，本图介绍了蛋白质的化学结构、高级结构、重要作用、分类、化学组成、结构与功能的关系。

蛋白质

• 重要作用
  • 催化功能：酶
  • 储存和运输功能学：血红蛋白
  • 调节作用：胰岛素
  • 运动功能：肌动蛋白
  • 防御功能：免疫球蛋白
  • 营养功能：卵清蛋白
  • 作为结构成分：毛发
  • 膜的组成成分
  • 参与遗传活动
• 分类
  • 分子组成
    • 简单蛋白（由氨基酸组成）
    • 结合蛋白（由氨基酸和非蛋白质部分组成）
  • 蛋白质形状
    • 球状蛋白
    • 纤维状蛋白
  • 功能
    • 酶、运输蛋白、结构蛋白、调节蛋白等
• 化学组成
  • 元素组成：C、H、O、N（S、Ca、Fe）
  • 基本结构单位：氨基酸
  • 氨基酸的基本结构
    • 除脯氨酸外，其余氨基酸的α-氨基酸，氨基和羧基连接在同一个碳原子上称为α-氨基酸。
  • 氨基酸分类
    • 组成蛋白质的氨基酸（存在于自然界的氨基酸有300多种，组成蛋白质的主要氨基酸主要有20种）
      • 非极性氨基酸8种
        • 4种带有脂肪烃侧链的氨基酸：缬氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸
        • 2种含芳香环氨基酸：苯亮氨酸、色氨酸
        • 1种含硫氨基酸：甲硫氨酸
        • 1种亚氨基酸：脯氨基酸
      • 极性但不带电的R基氨基酸7种
        • 3种R基的极性是由于它们的羟基造成的：苏氨酸、丝氨酸、酪氨酸
        • 2种R基的极性是由于它们的酰胺基造成的：天冬酰胺、谷氨酰胺
        • 由于含巯基的缘故：半胱氨酸
        • 侧链介于极性和非极性之间：甘氨酸
      • 带正电荷极性氨基酸（碱性氨基酸）
        • 赖氨酸、组氨酸（咪唑基）、精氨酸（胍基）
      • 带负电荷极性氨基酸
        • 天冬氨酸、谷氨酸
      • 必需氨基酸8种和非必须氨基酸
      • 稀有氨基酸：硒代半胱氨酸、
    • 非蛋白氨基酸（除蛋白质中的20种标准氨基酸以外，不是蛋白质的构成成分）
      • 如L-鸟氨酸、L-瓜氨酸
  • 氨基酸的理化性质
    • 旋光性：除甘氨酸外，氨基酸都有旋光性
    • 光吸收：构成蛋白质的氨基酸在可见光区都没有光吸收，但在远紫外区均匀光吸收。
    • 溶解性：在水中的溶解度差别很大，并能溶解于稀酸或稀碱中，但不能溶解于有机溶剂
    • 熔点：熔点高，一般在200℃以上
    • 味感：随不同氨基酸而不同
    • 氨基酸的两性解离和等电点
      • 两性解离：氨基酸在水中的两性离子既能像酸一样放出质子，也能像碱一样接受质子，氨基酸具有酸碱性质，是一类两性电解质。
      • 氨基酸的等电点（PI）是它呈电中性时所处环境的PH值
        • PI>PH,氨基酸带负电荷；PI=PH,氨基酸呈中性；PI<PH，氨基酸带正电荷
• 理化性质及分离鉴定
  • 理化性质
    • 两性解离和等电点
    • 胶体性质
    • 呈色反应
    • 紫外吸收
  • 分离鉴定
    • 分离
      • 电泳、层析技术、离心
    • 鉴定
      • 测序、免疫化学法、质谱等技术
• 结构与功能的关系
  • 一级结构与功能的关系
    • 一级结构与分子进化
      • 同源蛋白质：不同的生物体内行使相同或相似功能的蛋白质
    • 一级结构变异与分子病
      • 分子病：基因突变造成的，如镰刀形贫血症
  • 空间结构域功能的关系
    • 变性丧失活性
    • 别构调节活性
      • 变构作用
• 高级结构
  • 二级结构
    • 是指多肽链的主链本身通过氢键沿一定方向盘绕、折叠而形成的构象。它只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成的氢键，不涉及侧链的构象。主要有α-螺旋、β折叠、β转角、无规卷曲
  • 超二级结构
    • 是指二级结构的组合体
  • 结构域
    • 在较大的蛋白质分子中，多肽链往往会形成几个紧密相连的球状构象，彼此分开，以松散的肽链相连，此球状构象就是结构域。结构域通常是几个超二级结构的组合，对于小分子蛋白质来说，结构域与三级结构相同。
  • 三级结构
    • 指多肽链上所有原子和基团的空间排布，维持三级结构的作用力：氢键、范德华力、疏水键、离子键、二硫键
  • 四级结构
    • 由两条或两条以上条多肽链构成，每条多肽链称为亚基。作用力：氢键、范德华力、疏水键、离子键、二硫键
• 化学结构
  • 前一个氨基酸的α-羧基与后一个氨基酸的α-氨基脱水缩合形成肽键，肽链书写方式：由N端到C端
  • 一级结构（线性的、一维的）
    • 是指多肽链上各种氨基酸残基的排列顺序，一级结构的主要连接键是肽键，另外还有二硫键