蛋白质的结构与功能

生物化学第一章蛋白质的结构与功能，讲述了蛋白质分子组成、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。

生化 第一章 蛋白质的结构与功能

• 蛋白质分子组成
  • 组成元素
    • 主要元素
    • 次要元素
  • 依据含氮量推算蛋白质的大致含量
  • 氨基酸的基本结构单位：L-α-氨基酸
  • 20种氨基酸的名称以及三个英文字母的缩写
  • 氨基酸根据侧链的结构和理化性质的分类
    • 非极性脂肪族氨基酸
      • 一两假饼干腹泻
    • 极性中性氨基酸
      • 孤半天始苏
    • 芳香族氨基酸
      • 老色本
    • 酸性氨基酸
      • 天冬谷
    • 碱性氨基酸
      • 赖精组
  • 连接方式
  • 氨基酸的理化性质
    • 两性解离性质：具有特征性的解离常数和等电点
    • 含共轭双键的氨基酸有紫外线吸收性质
    • 与茚三酮反应生成蓝紫色化合物
  • 有关肽的定义
    • 肽键
    • 二肽，三肽
    • 寡肽
    • 多肽
    • 氨基酸残基
• 蛋白质的分子结构
  • 一级结构
    • 定义：N端到C端的氨基酸排列顺序
    • 肽键
    • 意义：是蛋白质空间构象和特意异生物学功能的基础
  • 二级结构
    • 定义：蛋白质分子主链的局部空间结构形式
    • 肽链主链骨架原子：氨基氮原子，α-碳原子，羰基碳原子
    • 氢键
    • 主要包括
      • α-螺旋
        • 右手螺旋上升
        • 一圈3.6个氨基酸
        • 每个肽键与第四个肽键的羰基氧形成氢键
        • 氢键方向与螺旋长轴基本平行
      • β-折叠
        • 锯齿状 片层结构
      • β-转角
        • 肽链的180度回折转角
      • Ω环
        • 存在于球状蛋白质表面
        • 以亲水结构为主，分子识别
  • 超二级结构
    • 主要形式
      • αα、βαβ、ββ等
    • α-螺旋之间，β-折叠之间以及α-螺旋与β-折叠之间，主要由非极性氨基酸残基参与
    • 特例：结构模体
      • 由两个或两个以上二级结构肽段组成
      • 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
      • 常见形式
        • α螺旋-β转角-α-螺旋模体
          • 见于多种DNA结合蛋白
        • 链-β-转角-链
          • 见于反平行β-折叠的蛋白质
        • 链-β-转角-α-螺旋-β-转角-链模体
          • 见于多种α螺旋/β-折叠蛋白质
      • 记忆：具有特殊功能
  • 序列模体
  • 三级结构
    • 记忆：全肽链三维结构
    • 定义：整条肽链所有原子三维空间的排布位置
    • 理解：模体和结构域一起组成了三级结构
    • 结构域
      • 定义：分子量较大的蛋白质折叠成多个结构较为紧密且稳定，各行其功能的区域
      • 理解：可能包含一个或多个基本的模体， 即模体本身是结构域的亚结构
      • 三级结构层次上的独立功能区
    • 主要化学键：疏水键，离子键，氢键，范德华力
    • 蛋白质的多肽链须折叠成正确的空间构象
      • 分子伴侣
  • 四级结构
    • 记忆：亚基组装结构
    • 定义：蛋白质分子中，各个亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用
    • 含有两条以上的肽链
    • 各亚基间的结合力：氢键和离子键
    • 亚基的分子结构
      • 同二聚体
      • 异二聚体
  • 蛋白质的分类
    • 组成
      • 单纯蛋白质
      • 缀合蛋白质
    • 形状
      • 纤维状蛋白质
      • 球状蛋白质
    • 蛋白质家族
      • 同源蛋白质
    • 蛋白质超家族
• 蛋白质结构与功能的关系
  • 蛋白质的主要功能
    • 结构蛋白
      • 分布广
      • 含量高
      • 更新快
    • 功能蛋白
      • 物质运输
      • 信息交流
      • 催化功能
      • 免疫功能
      • 氧化供能
      • 维持机体的酸碱平衡
      • 维持正常的血浆渗透压
  • 蛋白质执行功能的主要方式（了解）
  • 蛋白质的一级结构是高级结构与功能的基础
    • 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
    • 氨基酸序列提供重要的生物进化信息
    • 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
    • 血红蛋白亚基构象变化可影响亚基与氧结合
      • 协同效应
        • 正协同效应
        • 负协同效应
      • 别构效应
    • 蛋白质构象改变可引起疾病
      • 蛋白质构象疾病
      • 蛋白质构象改变致病机理
      • 包括
        • 人纹状体脊髓变性病
        • 阿尔茨海默病
        • 亨廷顿舞蹈病
        • 疯牛病
• 蛋白质的理化性质
  • 两性解离
  • 胶体性质
    • 颗粒表面电荷
    • 水化膜
  • 变性与复性
    • 蛋白质的变性
      • 本质
      • 因素
    • 蛋白质的复性
    • 蛋白质沉淀
    • 蛋白质的凝固作用
  • 紫外光谱区的特征吸收峰
  • 呈色反应
    • 测定溶液中蛋白质含量
      • 双缩脲反应
        • 蛋白质水解程度
      • 茚三酮反应