生化学 第一章 蛋白质的结构和功能

这是一篇关于生化学 第一章 蛋白质的结构和功能的思维导图，包括：蛋白质的分子组成、蛋白质的理化性质、蛋白质结构和功能的关系、蛋白质的分子结构。

蛋白质的结构和功能

• 蛋白质的分子组成
  • 元素组成
    • 每100mg样品中蛋白质含量（mg%）：每克样品含氮质量（mg）×6.25×100。
    • 各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。
    • 碳，氢，氧，氮，硫
  • 基本结构单位
    • 人体：20种氨基酸
    • L-α-氨基酸
  • 氨基酸分类
    • 侧链结构和理化性质
    • 非极性脂肪族氨基酸
      • 甘氨酸
        • 无旋光性
        • Gly
      • 丙氨酸
        • Ala
      • 缬氨酸
        • Val
      • 亮氨酸
        • Leu
      • 异亮氨酸
        • Ile
      • 脯氨酸
        • 唯一的亚氨基酸：影响α-螺旋的形成
        • Pro
      • 甲硫氨酸
        • Met
    • 极性中性氨基酸
      • 丝氨酸
        • Ser
      • 半胱氨酸
        • Cys
      • 天冬氨酸
        • Asn
      • 谷氨酰胺
        • Gln
      • 苏氨酸
        • Thr
    • 含芳香环的氨基酸
      • 苯丙氨酸
        • Phe
      • 酪氨酸
        • Tyr
      • 色氨酸
        • Trp
    • 酸性氨基酸
      • 天冬氨酸
        • Asp
      • 谷氨酸
        • Glu
    • 碱性氨基酸
      • 精氨酸
        • Arg
      • 赖氨酸
        • Lys
      • 组氨酸
        • His
  • 氨基酸理化性质
    • 两性解离
      • 碱性α-氨基
        • +H+
          • 阳离子
            • H多，偏酸
            • PH<PI
      • 氨基酸的兼性离子
        • PH=PI
      • 酸性α-羧基
        • +0H-
          • 阴离子
            • PH>PI
      • 等电点
        • 在某一pH环境溶液中，氨基酸解离生成的阳离子和阴离子的趋势及程度相同，成为兼性离子，呈电中性，此时环境的pH值称为该氨基酸的等电点（pI）。
        • PI
          • PI＝1/2（pK1 + pK2),(pK1和pK2分别为α-羧基和α-氨基的解离常数的负对数值)。
    • 紫外线吸收
      • 光谱吸收能力：色氨酸＞酪氨酸＞苯丙氨酸
      • 蛋白质：280nm，核酸：260nm
      • 共轭双键的氨基酸
    • 茚三酮反应
      • 弱酸性，570nm
      • 蓝紫色化合物
  • 氨基酸成蛋白质和肽
    • 肽键（peptide bond）是由一个氨基酸的-羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水缩合而形成的化学键。
    • 寡肽
      • 小于10分子氨基酸组成的肽链。
    • 多肽
      • N 末端：多肽链中有游离α-氨基的一端。 C 末端：多肽链中有游离α-羧基的一端。
      • 大于10分子氨基酸组成的肽链。
    • 氨基酸残基
      • 肽链中因脱水缩合而基团不全的氨基酸分子。
  • 生物活性肽
    • 谷胱甘肽
      • 谷氨酸，半胱氨酸，甘氨酸
    • 多肽类激素及神经肽
• 蛋白质的理化性质
  • 两性电离
  • 胶体性质
    • 稳定因素
      • 同种电荷
      • 水化膜
  • 变性和复性
    • 变性
      • 在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，也即有序的空间结构变成无序的空间结构，从而导致其理化性质改变和生物活性的丧失。一级结构不改变。
      • 二硫键，非共价键
  • 紫外光谱区有特征性光吸收
    • 酪氨酸，色氨酸
      • 280nm
  • 呈色反应
    • 茚三酮反应
    • 双缩脲反应
      • 肽键
      • 紫色和红色
• 蛋白质结构和功能的关系
• 蛋白质的分子结构
  • 一级结构
    • 在蛋白质分子，从N-端至C-端的氨基酸排列顺序。
    • 肽键，二硫键
      • 肽单元：肽键六原子在同一平面
    • 意义
      • 一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础，但不是决定蛋白质空间构象的唯一因素。
  • 二级结构
    • 蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，即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 。但氨基酸残基的侧链影响二级结构的形成。
    • α-螺旋
      • 顺时针（右手螺旋）
    • β-折叠
    • 最主要形式
    • β-转角
    • 无规则卷曲
  • 三级结构
    • 整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。
    • 疏水键、离子键、氢键和范德华力等
  • 四级结构
    • 蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用。
    • 分子伴侣（促折叠）
    • 亚基
      • 许多功能性蛋白质分子含有2条或2条以上多肽链。每一条多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白质的亚基 (subunit)。特定的三维空间排布，以非共价键连接。
    • 氢键，离子键
  • 蛋白质分类
    • 组成成分
      • 单纯蛋白质
      • 缀合蛋白质
        • 辅基
          • 共价键
    • 形状
      • 纤维蛋白质
      • 球状蛋白质
• 必需氨基酸
  • 一家写两三本书来
    • 异亮氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸、亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、赖氨酸。