蛋白质化学

生物化学之蛋白质化学知识总结，包括蛋白质的概述、蛋白质的分子组成、蛋白质的分子结构、蛋白质的理化性质与分离纯化、蛋白质分类等内容。

蛋白质

• 概述
  • 基本组成单位：①氨基酸②肽键③含氮有机物
  • 作用①免疫②构建身体③信息传递④物质的转移、储存⑤催化⑥ATP（少量）
• 蛋白质的分子组成
  • 元素组成：C、H、O、N（16%）
  • 基本组成单位—氨基酸
    • 氨基酸的结构：构成天然蛋白质的氨基酸有20种
    • 氨基酸的分类：根据R基是否电离以及电离后所带电性
      • 非极性中性氨基酸：7种
      • 极性中性氨基酸：8种
      • 酸性氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸
      • 碱性氨基酸：赖氨酸、精氨酸、组氨酸
    • 氨基酸的理化性质
      • 1.氨基酸的两性电离：氨基酸含有酸式电离的羟基和碱式电离的氨基，是两性电解质。 等电点：氨基酸所带正负电荷相等时溶液的pH值 负电荷：pI-pH＜0；正电荷：pI-pH＞0；净电荷；pI=pH
      • 2.茚三酮反应：蓝紫色化合物-茚二酮叉茚三酮
      • 3.氨基酸的紫外吸收性质：构成蛋白质集中在280nm
  • 肽键与肽
    • 肽键的形成：由一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基缩合失去一分子水而形成的
    • 肽键的特性：“肽键平面”与肽键相连的6个原子始终处于一个平面上
    • 肽：多个氨基酸通过肽键连接起来的分子称为肽
    • 生物活性肽：谷胱甘肽（GSH）（解毒、抗氧化）、抗利尿激素、血管紧张素、催产素、表皮生长因子
• 蛋白质的分子结构
  • 基本结构（一级结构）：多肽链中氨基酸的组成和排列顺序。（肽键是蛋白质结构中的主键）
  • 空间结构
    • 二级结构：（氢键）主链骨架盘绕折叠的空间排布，不涉及侧链构象 。类型：α-螺旋、B-折叠、B-转角、无规卷曲
    • 三级结构：在二级结构基础上，侧链盘绕构成的空间排布。维系的化学键有：氢键、疏水键、离子键、二硫键。
    • 四级结构：两条或更多的肽链相互作用
  • 蛋白质结构与功能的关系：一级结构决定空间结构决定生物学功能
    • 一级结构与功能的关系①一级结构、空间结构和生物学功能相似的蛋白质家族称为同源蛋白质 ②分子病：由于蛋白质分子的变异或缺失而产生的疾病（镰状细胞贫血）
    • 空间结构与功能的关系
• 蛋白质的理化性质与分离纯化
  • 一般性质
    • 紫外吸收特性：280nm
    • 等电点（pI）：改变溶液的pH，是蛋白质正负电荷相等，此时溶液的pH就是该蛋白质的等电点
    • 呈色反应：双缩脲反应（紫红色）、酚试剂反应（蓝）、米伦试剂反应（红色沉淀）
  • 高分子性质
    • 胶体性质：稳定的胶体溶液：同种电荷和水化膜
    • 扩散和沉降：
    • 变性：天然蛋白质在物理或化学因素作用下，其特定空间结构被破坏，导致其理化性质改变和生物学活性丧失。 如：高温、超声波、X射线、强酸强碱、重金属离子等
    • 复性：蛋白质变性后，去除使其变形的因素，能恢复或部分恢复其原来的空间构象，恢复生物学活性。
  • 分离纯化鉴定技术
    • 离心：根据分子颗粒大小和密度不同达到分离
    • 透析：蛋白质分子不易通过半透膜纯化蛋白质（血液透析）
    • 沉淀
      • 盐析法：不变性
      • 有机溶剂：低温条件下，变性缓慢
      • 重金属盐：变性
      • 生物碱试剂：一般变性
    • 层析：分离流动相与固定相
    • 电泳：负电荷跑向正极，正电荷跑向负极。
    • 蛋白印记法①电泳②转膜③颜色
    • 蛋白质芯片
• 蛋白质分类
  • 分子形状：球状、纤维状
  • 分子组成：单纯蛋白质、结合蛋白质