导图社区 生物化学蛋白质
包含了蛋白质的三四级结构、稳定蛋白质三级结构的作用、球状蛋白质的三维结构、蛋白质三维结构概述等。
社区模板帮助中心，点此进入>>
英语词性
法理
刑法总则
【华政插班生】文学常识-先秦
【华政插班生】文学常识-秦汉
文学常识：魏晋南北朝
【华政插班生】文学常识-隋唐五代
民法分论
日语高考動詞の活用
第14章DNA的生物合成读书笔记
蛋白质
氨基酸
基本结构
分子中同时含有羧基和氨基，且与羧基相邻的a碳原子上都有一个氨基，成称委屈a-氨
除甘氨酸外，其他氨基酸分子中的a-碳原子都为不对称原子，都有手性
都具有旋光性
都具有D-型和L-型两种立体异构体，已知的天然蛋白质中氨基酸都为L-型
蛋白质化学的研究历史
蛋白质功能多多样性
酶的催化
结构组成
代谢调节
运动
保护作用
物质运输
信号传导
转录控制
营养物质的存储
氨基酸是构成物质的基本单元
氨基酸的分类
常见氨基酸的分类
按R基团酸碱性分
中性AA(15)
酸性AA(2)
碱性AA（3）
按R集团的电性质分
疏水性R集团AA（8）
不带电荷极性R集团的AA（7）
带电荷的R集团（8）
按R集团化学结构分
脂肪族AA
芳香族AA
杂环族AA
按照侧链极性分类
非极性疏水氨基酸
蛋氨酸，脯氨酸，苯丙氨酸，色氨酸，亮氨酸，异亮氨酸，丙氨酸，颉氨酸，甘氨酸。
极性不带电荷氨基酸
苏氨酸半胖氨酸，络氨酸，丝氨酸，天冬酰胺，谷氨酰胺。
酸性氨基酸
天冬氨酸，谷氨酸
碱性氨基酸
赖氨酸，静安酸，组氨酸。
按照侧链的结构分类
三个芳香族侧链氨基酸
色氨酸，络氨酸，苯丙氨酸。
杂环氨基酸
组氨酸，脯氨酸
两个含硫氨基酸
甲硫氨酸，半膀氨酸
三个含羟基氨基酸
丝氨酸，苏氨酸，酪氨酸。
一个非手性氨基酸
一个环形氨基酸，亚氨基酸
氨基酸的化学性质
物理性质
溶解性能融于稀酸稀碱中不能溶于有机试剂
熔点熔点极高
旋光性除甘氨酸外，氨基酸均具有旋光性。
光吸收构成蛋白质的20种氨基酸，在可见光区都没有光吸收，但在远紫外区小于220纳米，具有光吸收在近紫外区220到300纳米，只有酪氨酸，苯丙氨酸和色氨酸及吸收光的能力。
氨基酸的解离性质
在结晶形态或水溶液中，氨基酸解离成两性离子存在。
等电点氨基酸处于正负电荷数相等级净电荷为零的兼性离子状态时的PH值
氨基酸的化学反应
a-羧基参加的反应酯化，酰氯化，酰胺化
a-氨基参加的反应，游离a-碳被酰氯或酸酐酯化。
a-羧基和a-氨基共同参与的反应成碳反应，茚三酮反应
侧链官能团参加的反应
肽
定义
氨基酸之间通过肽链联接起来的化合物
形成
氨基酸的a-羧基与另一个氨基酸的a-氨基脱水形成肽
肽键
肽链中的氨基酸在参加肽键形成时失去一分子水已经不是原来完整的分子称为氨基酸残基
规定肽链的氨基酸排列顺序从其N-末端开始到c一末端
生物体内很多游离的活性肽具有特殊的生物学功能
二硫键
两个Gys残基的侧链之间可形成二硫键，即胱氨酸残基中的二硫键
二硫键可稳定胀链空间结构赋予其一定生物活力
基本性质
茆三酮反应、sanger反应Edman反应,含有两个以上肽键的化合物在碱性溶剂中与Cu+生成紫红 色到蓝紫色络合物称为双缩脲反应
蛋白质的一二级结构
蛋白质分子结构
天然蛋白质吝有其特殊的生物学活性肽链的氨基酸序 列决定了每一种蛋白质的生物学活性和结构特点
分类
将蛋白质结构分为一级结构二级三级四级同时在二三 级结构间又划分出超二级结构和结构域
蛋白质的一级结构
是指蛋白质中氨基酸的排列顺序
蛋白质的二级结构
二级结构基本类型
a-螺旋结构
天然蛋白质绝大多数为右手螺旋
侧链基因对此的影响
①酸性或碱性AA集中区域(同种电荷相斥)肽链上连续出现带同种电荷基因的 氨基酸残基(如Lys.Asp.Glu),不能开成稳定的a-螺旋、如多聚Lys、多聚Glu
Gly在肽中连续存在时不易形成a-螺旋
Pro、羚脯氨酸中止a一螺旋
R基大如Ile,不易形成Q一螺旋
R基较小且不带电荷的氨基酸利于a-螺旋形成
B-折叠结构
B-折叠也称B片层是由两条或多条几乎完全伸展的多肽链向通过氢键连接在一起,相邻两肽 链以相同威相反方向平行排列成片状
B-转角
也称B弯曲、回折或发夹结构是指肽链出现的180回折由弯曲处的第一个Aa残基的一C=0与第四个Aa残基的-NH之间形成氢键（4→1氢键）产生一种不稳定的环形结构
无规卷曲
没有确定规律性的部分肤链构象属于松散的无规则卷曲
肽链主链不同肽段通过自身的相互作用、形成氢键、沿某一 主轴盘旋折叠而形成的局部空间结构
维持蛋白质极象的作用力
氢键
离子键（盐键）
疏水作用
范德华力
配位键
超二级结构和结构域
都是介于蛋白质构象中二级结构与三级结构之间体一个层次
超二级结构
超二级结构是多肽链内顺序相互邻近的若干二级结构单元在空间折叠中靠近,相互作用形成规 则的在空间上能辨认的结构组合体
结构域
多肽链在超二级结构基础上进一步绕曲折叠而成的相对独立的三维实体
小分子蛋白质的结构域与三级结构往往是一个竟思
蛋白质的性质及分离纯化
蛋白质的含量测定与纯度鉴定
蛋白质含量的测定方法
凯氏定氨法，浓硫酸加热降解蛋白质后测定NH3。
芳香族氨基酸侧链发色
双缩脲法，硫酸铜与肽链的氨基结合。
考马斯亮蓝与肽链结合后吸收谱反应
紫外法280纳米处的紫外吸收
纯度测定方法
电泳一条带
沉降，单一移动速度。
HPLC，单一对称峰
蛋白质等电店测定
沉淀法
等电聚焦法
蛋白质的理化性质
两性解离及等电点
当溶液在某1PH值时，蛋白质所带正负电荷相等及总电荷为零，此时溶液的ph称为蛋白质等电点。
胶体性质
变性，沉淀和凝固
变性：的本质破坏非共价键和二硫键，不改变蛋白质的一级结构。
沉淀：在某一定条件下蛋白疏水侧链暴露在外肽链融汇相互缠绕而聚集，因而从溶液中析出。
凝固蛋白质变性后的絮状物加热后可变成比较坚硬的凝块，此凝块不易溶于强酸或强碱。
紫外吸收
由于蛋白质分子中含有共轭双键的络氨酸和色氨酸，因此在280纳米波长处有特征性吸收峰。
呈色反应
蛋白质相对分子质量测定
SD s聚丙烯酰胺凝胶电泳
凝胶过滤
沉降速度法
质谱
蛋白质的分离纯化
蛋白质分离提纯的一般步骤
前处理
以适当方式将组织细胞破碎，使蛋白质以溶解状态释放出来，并保持其天然构象和原有生物活性。
粗分级
通常用盐析等电点沉淀超滤有机溶剂分级等简便处理量大的方法，从蛋白质混合液中除去大量杂质得到浓缩蛋白质溶液。
细分级
选用分辨率高的方法，进一步提纯，如经过凝胶过滤，吸附层析，离子交换层析，反向高效液相层析，亲和层析以及凝胶电泳等电聚焦等。
结晶
溶液处于过饱和状态，易于结晶蛋白纯度越高，容易越越浓，越易结晶晶体是纯度指标，也是处于天然状态的指标。
蛋白质的分离纯化方法
根据溶解度不同
盐析
重金属沉淀
有机溶剂沉淀
生物碱试剂和某些酸类沉淀蛋白质
免疫沉淀法
根据分子大小不用
透析
超滤法
离心
电泳
色谱
蛋白质结构与功能的关系
蛋白质结构与功能的进化
蛋白质的功能是由空间构象决定的
蛋白质空间构象有关键部位AA顺序决定。
关键部位AA的变化会引起功能改变
蛋白质功能的预测
基于序列途径，如果a有功能x，b是a的同源物，那么b有x功能。
结构与序列比对法，通过计算已知结构的能量得出于给定蛋白序列对符合的构象。
基于结构途径，假定a有功能x而具有某种结构功能，如果具有这种结构功能的话，则具备x功能。
基于连坐的功能预测，假定a有功能，x基因b与a有联系，则b功能可能与x相关
肌动蛋白，肌球蛋白与分子马达。
生物体运动细胞运动器官和细胞内大分子运动涉及到这类运动的主要分子发动机的蛋白质
每个肌纤维是一个长达五厘米直径20到100微米的柱状多核细胞
骨骼肌有平行的肌纤维束组成
鸡纤维中含有许多线粒体，肌肉收缩时提供能源ATP。
免疫系统和免疫球蛋白
免疫系统必须识别和破坏入侵病原也必须识别和不破坏生物的自我的正常蛋白质和细胞
一个单独的抗体和T细胞受体只能结合抗原中的一个特定分子结构，称为它的抗原决定簇和表位
血红蛋白分子病
分子病由于基因突变导致蛋白质中氨基酸种类发生变化，并引起功能降低或丧失。
血红蛋白的结构与功能
功能
血红蛋白是红细胞内运输氧的特殊蛋白质
结构特点
由珠蛋白和血红素组成，其中蛋白部分是由两对不同的珠蛋白链组成的四聚体。
是4个亚基的寡聚蛋白
血红蛋白的四个亚基之间通过次级键结合在一起，不同的亚基直接结合紧密，在血红蛋白和氧结合的过程中亚基之间的缔合会受到影响
血红蛋白亚基之间可通过离子间相互作用而稳定其四级结构在于氧的结合过程中亚基间的离子键发生变化
协同效应
一个亚基与 其配体结合后能影响另一亚基与配体结合的能力
肌红蛋白的结构与功能
哺乳动物肌肉内储存并运输氧的蛋白
结构
一条多肽链和一个辅基血红素构成相对分子质量为16700含153个氨基酸残基
分子中多肽主链由长短不等的八段直的a螺旋组成，最长的螺旋含23个残基最短的七个残基分子中，几乎80%氨基酸残基都处于阿尔法螺旋区内。
蛋白质的三四级结构
蛋白质的三级结构
稳定蛋白质三级结构的作用
共价键与非共价键
疏水键
盐键，盐桥，离子键
球状蛋白质的三维结构
特征
含多种二级结构单元
有明显的折叠层次
就紧密的球状或椭球状实体
分子表面有一空穴活性部位
输水策略埋葬在分子内部，氢水侧链暴露在分子表面。
全a结构蛋白质
平行或混合型B折叠片蛋白质。
反平行b折叠片蛋白质
富含金属或二硫键蛋白质
蛋白质三维结构概述
一个蛋白质中或一个蛋白质的任意部分中的原子的空间排列称为它的三维结构或构象
维持蛋白质构象的主要作用力
肽链具有刚性和平面的性质
多肽链折叠的空间限制
测定三维结构的方法
X-射线衍射法
核磁共振
研究溶液中蛋白质构象的光谱学方法
冷冻电池
蛋白质的四维结构和亚基缔合
四级结构指由相同或不同的称作亚基的亚单位，按照一定排布方式结合而成的蛋白质结构，亚基一段是一条多肽链，有时也称单体，本身具有球状三级结构。
维持四级结构稳定的作用力是疏水键，离子键，氢键和范德华力，亚基缔合的驱动力主要是疏水互相作用，亚基缔合专一性则由相互作用的表面上的极性集团之间的氢键和离子键提供。
蛋白质折叠和结构预测
一级结构决定高级结构
折叠伴随着自由基的降低
折叠过程是协同和有序的。
绝大多数蛋白质的折叠需要分子伴侣
蛋白质的变性
