动物生物化学之蛋白质

干货快收藏！动物生物化学的蛋白质的思维导图，包括理化性质和分离鉴定、结构与功能的关系、高级结构、化学结构、作用、分类、组成等内容。喜欢的小伙伴点个赞吧！

蛋白质

• 作用
  • 是生命活动所依赖的物质基础
• 分类
  • 简单蛋白质
  • 结合蛋白质
• 组成
  • 均含有C、H、O、N，大多数还含少量S，某些蛋白质还含有微量的P、Ca、Fe、Cu、Zn、Mg、Mn、I、Mo等
  • 各种蛋白质的氮含量相对恒定，约为16％ 故，100g样品中蛋白质含量（g％）=每克样品含氮克数x6.25（1/16％）x100
  • 除甘氨酸外，蛋白质中的氨基酸均为L型，有旋光结构，α碳原子都是不对称
  • 氨基酸的分类
    • （1）脂肪族侧链氨基酸：Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Pro，都是疏水的 （2）对光线有吸收作用：Phe、Trp（最接近280nm）、Tyr （3）Arg是20种标准氨基酸中碱性最强的
  • 理化性质：光吸收性、氨基酸解离
    • 等电点：溶液在某一特定PH时，某种氨基酸以两性离子形式存在，正、负电荷数相等，净电荷为零，在电场中既不向阳极移动，也不向阴极移动。此PH为该氨基酸的等电点。
• 化学结构
  • 连接方式： 含两个氨基酸组成的肽为二肽 三个氨基酸的肽为三肽 含20个以上氨基酸构成的肽称为多肽 50个以上氨基酸构成的肽一般称为蛋白质
  • 小的肽类一般以信号分子的形式存在
  • 蛋白质的一级结构（决定蛋白质的高级空间构型）
    • 概念
      • 指多肽链上各种氨基酸残基的排列顺序
    • 测定：一级结构测定要求蛋白质样品的纯度必须达到97％以上，同时还需要事先测出蛋白质的分子质量，以便大致知晓其氨基酸数目
    • 化学键：肽键与二硫键
• 高级结构
  • 结构特征
    • 1.肽键中C-N键有部分双键性质不能自由旋转 2.组成肽键原子处于同一平面（肽平面） 3.键长及键角一定 4.大多数情况下以反式结构存在
  • 二级结构
    • 概念
      • 蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构
    • 化学键
      • 氢键
    • 主要形式
      • α-螺旋
        • 特点
          • 1.右手螺旋 2.氢键维系
        • 形成因素
          • 1.R基大小：较大的难形成，如多聚Ile 2.R基的电荷性质：不带电荷易形成 3.Pro吡咯环的形成Cα-N/C-N不能旋转无法形成链内氢键
      • β-折叠
        • 特点
          • 1.多肽链充分伸展，肽平面折叠成锯齿状 2.侧链交错位于锯齿状结构的上下方 3.氢键维系，氢键的方向垂直长轴 4.可有顺平行片层和反平行片层结构
      • β-转角
        • 概念
          • 肽链主链出现180度回折部分
        • 特点
          • 1.由4个连续的AA残基组成 2.第一个残基C=O 3.第四个残基NH（2、3形成氢键） 4.比较稳定的环状结构 5.主要存在于球状蛋白分子中 6.多数处在蛋白质分子的表面
      • 无规卷曲
        • 概念
          • 用来阐述没有确定规律性的那部分肽链结构
  • 超二级结构（模体）
    • 概念
      • 在许多蛋白质分子中，可发现二个或三个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个特殊的空间构象
  • 三级结构
    • 概念
      • 指多肽链中所有原子和基团在三维空间中的排布
    • 化学键
      • 疏水键、离子键、氢键、范德华力
  • 结构域
    • 概念
      • 大分子蛋白质的三级结构常可分割成一个或数个球状或纤维状的区域。折叠得较为紧密，各行使其功能
  • 四级结构
    • 概念
      • 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
    • 作用力
      • 亚基之间结合主要是疏水作用，其次是氢键和离子键
• 结构与功能的关系
  • 一级结构与功能的关系
    • 蛋白质一级结构是空间结构和生物功能的基础，一级结构决定空间结构。 但一级结构并非决定空间结构的唯一因素。空间结构是生物活性的直接体现
  • 高级结构与功能的关系
    • 变性和复性
      • 变形概念
        • 在某些理化因素作用下， 蛋白质的一级结构保持不变，破坏非共价键和二硫键 但空间结构发生了改变由折叠态变成了伸展态， 从而引起生物功能的丧失以及物理、化学性质的改变
      • 因素
        • 物理、化学
      • 变性表现及机理
        • 1.生物活性丧失 2.物理性质的改变 3.化学性质的改变
      • 复性概念
        • 若蛋白质变性程度较轻，去除变性因素后 蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构象和功能
    • 蛋白质的变构作用与血红蛋白运输氧的功能
      • 蛋白质空间结构改变伴随着其功能改变
      • 每个肌红蛋白能与1个氧分子结合（双曲线） 每个血红蛋白能与4个氧分子结合（S形曲线）
• 理化性质和分离鉴定
  • 蛋白质的两性解离和等电点
    • 蛋白质分子在其等电点时净电荷为零，因此容易碰撞而聚集沉淀，从而可以分离
  • 蛋白质的胶体性质
    • 蛋白质胶体稳定的因素
      • 颗粒表面电荷
        • 因为蛋白质分子带有同性电荷的相互排斥，使蛋白质分子不能聚集成较大的颗粒
      • 水化膜
        • 概念
          • 球蛋白分子的绝大多数亲水基团分布在其表面，能结合水分子并形成一层水化膜
  • 蛋白质的沉淀 （蛋白质从胶体中析出蛋白质沉淀）
    • （1）可逆沉淀： 盐析法和有机溶剂沉淀法
      • 盐溶与盐析
        • 盐溶： 在蛋白质水溶液中，加入少量中性盐 会增加溶液的介电常数 增强蛋白质分子与水分子的作用 从而使蛋白质在水溶液中的溶解度增大
        • 盐析： 在高浓度的中性盐溶液中， 无机盐离子从蛋白质分子的水膜中夺取水分子 破坏水膜 使蛋白质分子相互结合而发生沉淀
    • （2）不可逆沉淀： 加热沉淀法、强酸/碱沉淀法、重金属沉淀法、生物碱沉淀
  • 蛋白质的分离鉴定
    • 分离的原理主要根据： 蛋白质溶解度、电荷、大小、疏水性等不同而分离 采用的主要技术有： 电泳、层析、离心等