蛋白质的结构和功能

生物化学第一章思维导图，内容包含蛋白质的分子组成、蛋白质的分子结构、蛋白质结构与功能的关系、蛋白质的理化性质，结构清晰且内容完整，有助于思维记忆！

蛋白质的结构和功能

• 蛋白质的分子组成
  • 氨基酸的分类
    • 蛋白质的基本结构单位
    • 非极性脂肪族氨基酸：Gly、Ala、Vla
    • 极性中性氨基酸：Ser、Gys、Asn
    • 芳香族氨基酸：Tyr、Trp
    • 酸性氨基酸：Asp、Glu
    • 碱性氨基酸：Arg、Lys
  • 氨基酸共同的理化性质
    • 两性解离及等电点
    • 紫外线吸收性质
    • 茚三酮反应
  • 氨基酸通过肽键连接形成蛋白质或活性肽
  • 体内重要的生物活性肽
    • 谷胱甘肽（GSH)
      • -SH
        • 还原性
        • 噬核特性
    • 多肽类激素及神经肽
• 蛋白质的分子结构
  • 一级结构
    • 氨基酸的排列顺序
    • 主要化学键：肽键、二硫键
  • 二级结构
    • 多肽链的局部有规则重复的主链构象
    • 主要化学键：氢键
      • 电负性强的原子间通过H原子整体形成的作用
    • 类型
      • α-螺旋
      • β-折叠
        • 锯齿状结构伸展（折纸状）
        • 链间氢键
        • 同向、反向平行
        • 氨基侧链交替于结构上下方
      • β-转角
      • 无规则卷曲→Ω环
    • 氨基酸残基的侧链影响二级结构的形成
    • 二级结构可组成蛋白质分子中的模体——超二级结构
  • 三级结构
    • 全部氨基酸残基的相对空间位置
    • 主要化学键：次级键
      • 疏水键
        • 非极性物质在极性溶剂中自发靠近的作用
      • 离子键
      • 氢键
      • 范德华力
    • 结构域是三级结构层次上的独立功能区
    • 蛋白质的多肽链须折叠成正确的空间构象
      • 分子伴侣
        • 可逆的与未折叠肽段的疏水部分结合后松开
        • 与错误聚集的肽段结合，使之解散
        • 引导折叠过程中二硫键的正确形成
  • 四级结构
    • 各亚基的空间排布和相互作用
    • 各亚基间的结合力主要是非共价键和二硫键
      • 氢键
      • 离子键
      • 疏水作用力
  • 蛋白质的分类
    • 根据蛋白质组成成分
      • 单纯蛋白质：清蛋白
      • 结合蛋白质：色素、磷酸
    • 根据蛋白质形状
      • 纤维状蛋白质：胶原蛋白
      • 球状蛋白质：血红蛋白、酶
    • 根据蛋白质功能
      • 活性蛋白质：受体蛋白
      • 非活性蛋白质：长角蛋白
• 蛋白质的理化性质
  • 蛋白质具有两性解离的性质
  • 蛋白质具有胶体性质
    • 颗粒表面电荷
    • 水化膜
  • 蛋白质空间结构破坏而引起变性
    • 破坏非共价键和二硫键， 不破坏蛋白质一级结构
    • 变性因素
      • 加热
      • 乙醇等有机溶剂
      • 强碱、强酸等
    • 临床应用
      • 消毒、灭菌
      • 低温贮存
    • 蛋白质沉淀
    • 蛋白质的凝固作用
  • 蛋白质在紫外光谱区有特征性吸收峰
  • 应用蛋白质呈色反应可测定蛋白质溶液含量
    • 茚三酮反应
    • 双缩脲反应
• 蛋白质结构与功能的关系
  • 蛋白质的主要功能
    • 生物体重要组成部分
      • 结构蛋白质
      • 分布广
      • 含量高
    • 重要的生物学功能
      • 功能蛋白质
      • 生物催化剂
      • 维持机体酸碱平衡
      • 免疫保护作用
      • 物质的转运和存储
      • 维持血浆渗透压
      • 细胞间信息传递
    • 氧化功能
  • 蛋白质一级结构是高级结构的基础
    • 一级结构是空间构象的基础
    • 一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构与功能
      • 同源蛋白质
    • 氨基酸序列提供重要的生物进化
      • 一级结构越相似，物种越接近
        • 黑猩猩-人类
        • 猕猴-人类
        • 灰鲸-猪、牛、羊
    • 重要蛋白质的氨基酸序列改变可引起疾病
      • 分子病
      • 镰刀型红细胞贫血
      • 肌营养不良症
  • 蛋白质的功能依赖特定空间结构
    • 血红蛋白亚基与肌红蛋白结构相似— —含有血红素辅基
    • 血红蛋白亚基构象变化可影响亚基与氧的结合
      • 协同效应
      • 别构效应
    • 蛋白质构象改变可引起疾病
      • 老年痴呆
      • 亨廷顿舞蹈病