蛋白质化学

氨基酸：氨基酸的结构和分类、氨基酸的理化性质、氨基酸的分离和纯化；肽：定义：通过氨基酸的缩合以酰胺键或肽键相连的聚合物，其中每一个氨基酸单位称为氨基酸残基，相连形成肽链。

蛋白质化学

• 氨基酸
  • 氨基酸的结构和分类
    • 结构
    • 分类
      • 蛋白质合成是否直接参与到肽链
        • 蛋白质氨基酸
          • 对人体、动物体的营养价值
            • 必需氨基酸
            • 半必需氨基酸
            • 非必需氨基酸
          • 侧链基团的亲水性
            • 亲水氨基酸
            • 疏水氨基酸
          • 根据R基的特点
            • 脂肪族氨基酸
            • 芳香族氨基酸
            • 侧链不带电荷的极性氨基酸
            • 侧链带电荷的极性氨基酸
        • 非蛋白质氨基酸
    • 蛋白质名称
      • 亲水氨基酸
      • 疏水氨基酸
      • 必需氨基酸：“来写一两本黄书'
  • 氨基酸的理化性质
    • 氨基酸的缩合反应
    • 氨基酸的手性
      • 定义
        • • 中心碳所连的四个基团不一样（甘氨酸无手性）
      • Fischer投影式
      • D/L标记法：氨基在左为L型，在右为D型
    • 氨基酸的酸碱性质（兼性离子）
      • 等电点PI（此时溶解度最低）
        • PI的计算：净电荷为0的形式的两侧pKa相加除以2
          • 侧链R基不解离的中性氨基酸：1/2（pKCOOH+pKNH2)
          • 酸性氨基酸：1/2(pKCOOH+pKR)
          • 碱性氨基酸：1/2(pKNH2+pKR)
    • 氨基酸的主要反应
      • 氨基酸与DNFB，2-4二硝基氟苯 的反应（Sanger反应）：鉴定多肽末端或蛋白质的N-末端氨基酸
      • 氨基酸与PITC，异硫氰酸苯酯的反应（Edman反 ) : 氨基酸自动顺序分析仪
      • 氨基酸与茚三酮的反应 ：1.氨基酸定量分析;氨基酸自动分析仪(层析法) 2.法医指纹分析
    • 侧链性质
      • 芳香族氨基酸的紫外吸收：最大峰在280nm左右
      • 二硫键的形成：稳定蛋白质的三级结构
  • 氨基酸的分离和纯化
    • 电泳
    • 层析
• 肽
  • 定义：通过氨基酸的缩合以酰胺键或肽键相连的聚合物，其中每一个氨基酸单位称为氨基酸残基，相连形成肽链。
  • 肽链的结构和性质
    • 短、6共平、反
    • 分类
      • 根据氨基酸残基的数目
        • 二肽、三肽
        • 寡肽（2~10)
        • 多肽(11~50)
        • 蛋白质（>=50)
  • 命名
    • 以残基命名(如某某氨酰)从N端依次读到C端，并以C端残基全名结束肽的名称：##氨酰##氨酰......##氨酸
  • 特殊的肽：
    • 谷胱甘肽（谷氨酸-半胱氨酸-甘氨酸）：1.解毒；2.氧化还原；3.保护巯基酶的活性；4.维持红细胞膜结构的：
    • 多肽类激素及神经肽（TRH、催产素等）
    • 脑啡肽
• 蛋白质
  • 蛋白质的组成和分类
    • 组成
      • 样品中蛋白质的含量=样品中的含氮量*6.25（测氮方法 凯氏定氮法）
    • 分类
  • 蛋白质的结构层次
    • 化学 键
      • 共价键（一级结构）
        • 肽键
        • 二硫键(参与稳定某些蛋白质的三级结构）
      • 非共价键
        • 氢键 （二、三、四级结构）
        • 疏水键（三、四级结构）
        • 盐键或离子键（三、四级结构）
        • 范德华力（三、四级结构）
    • 一级结构（一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础）
      • 组成多肽链的氨基酸残基的连接方式和排列顺序
      • 主要化学键：肽键，有些蛋白质还包括二硫键
    • 蛋白质的二级结构
      • 多肽链主链骨架原子的相对空间位置，不包括R基团
      • 主要化学键：氢键
      • 主要形式：a螺旋、B折叠、B转角、B突起、环与无规则卷曲
    • 蛋白质的三级结构
      • • 整条肽链的所有的氨基酸残基的相对空间位置（包括R基）
      • 主要化学键：疏水、氢键、离子键、范德华力，三级结构主要通过氨基酸侧链以及次级键维系，疏水键是驱动蛋白质折叠形成的主要动力，也是稳定的关键因素。
    • 蛋白质的四级结构
      • 具有至少两条多肽链且肽链间没有二硫键
  • 蛋白质的折叠
    • 蛋白质折叠的基本规律（一级结构决定高级结构)
    • 一级结构决定三维结构
    • Levinthal氏悖论
    • 分子伴侣
  • 蛋白质的功能与结构的关系
    • 功能与结构的关系
      • 蛋白质的生物功能
      • 一级结构与功能之间的关系
        • 变形与复性
        • 分子病：基因突变，如镰刀型红细胞白血病
        • 蛋白质构象病：折叠发生错误
          • 海绵状脑病（疯牛病）
          • 囊性纤维变性
          • 阿尔兹海默病（老年痴呆）
          • 帕金森
    • 几种重要蛋白质的功能与结构实例
      • 实例1
        • 肌红蛋白Mb
          • 为肌肉组织存储氧气；只有一条肽链，没有四级结构
        • 血红蛋白Hb
          • 在循环系统里运输氧气；有4条肽链，有四级结构
            • 正协同效应
              • 1. Mb在任何氧分压下的氧气结合量都高于Hb
              • 2.肺:氧分压高,满载而归组织:氧分压低，释放氧气
              • 3. Hb-S型曲线, Mb-双曲线切线斜率结合氧气的速率
              • 4. s型曲线-1个O2的结合可增强Hb与其他O,结合的亲和力
            • 波尔效应
              • 别构效应又称为变构效应， 是寡聚蛋白与配基结合改变蛋白质的构象， 导致蛋白质生物活性改变的现象。 稳定T态
            • 别构效应
              • 质子和二氧化碳浓度的上升可以促进血红蛋白释放氧气。
      • 实例2
        • ∝角蛋白
          • 如烫发原理
        • 阝角蛋白
          • 蜘蛛丝：有序结构有利于强度；无序结构有利于弹性
  • 蛋白质的性质和研究方法
    • 性质
      • 理化性质：紫外吸收、两性电离、胶体性质 沉淀反应、变性和复性、水解、颜色反应
      • 胶体性质
        • 亲水溶胶
          • 水化膜：蛋白质表面亲水基团吸弓|水分子在表面形成的一层水化膜
          • 表面电荷:等电点时蛋白颗粒带有同性电荷, 相互排拆
      • 蛋白质沉淀
        • 蛋白质分子相互聚集而从溶液中析出
          • 沉淀因素（盐析法沉淀蛋白质的原理是“中和电荷，破坏水化膜”）
          • 蛋白质的凝固
      • 蛋白质的变性与复性
        • 变性
          • 高级结构被破坏，生物活性丧失，不改变一级结构
            • 因素
              • 机械作用
              • 辐射
              • 化学因素
            • 应用
              • 烹饪鸡蛋
              • 消毒灭菌
              • 保存疫苗
        • 复性
          • 胃蛋白酶
      • 蛋白质的沉淀、变性及凝固
        • ●变性后的蛋白质由于疏水基团的暴露而易于沉淀,但沉淀的蛋白质不一定都变性。如:盐析纯化蛋白质
        • ●变性的蛋白质也不一定都沉淀。如: 1.蛋白质经强酸、强碱作用发生变性后,仍能溶解于强酸或强碱溶液中2.十-烷基苯磺酸钠( SDS )处理
      • 蛋白质的颜色反应
        • 双缩脲反应
    • 研究方法
      • 发现新的蛋白质：蛋白质的分离-性质-结构-意义
        • 蛋白质的纯化
        • 蛋白质大小的测定-SDS
        • 蛋白质的PI测定-电泳
        • 一级结构的测定
          • 直接测定法
          • 间接测定法
        • 确定蛋白质的三维结构
        • 确定蛋白质在特定组织中的存在-Western印迹
        • 蛋白质功能的确定