1蛋白质的结构与功能。（生化）

蛋白质结构与功能:一级结构是基础,二三四级是表现功能的形式。 蛋白质构象病:疯牛病、致死性家族性失眠症。

蛋白质的结构与功能

组成人体的20种氨基酸

结构

C，H，O，N，S

🌟蛋白质氨基酸（参与Pr合成）：20种，L-a氨基酸（除甘氨酸外）

安卓系统

非Pr氨基酸：（参与合成尿素）鸟、瓜、精，均属L-a

英文名称

Gly

甘氨酸

Ala

丙氨酸

Val

缬氨酸

Leu

亮氨酸

Ile

异亮氨酸

Pro

脯氨酸

Met

甲硫氨酸

ser

丝氨酸

Cys

半胱氨酸

Asn

天冬酰胺

Gln

谷氨酰胺

Thr

苏氨酸

Phe

苯丙氨酸

Try

酪氨酸

Trp

色氨酸

Asp

天冬氨酸

Glu

谷氨酸

Arg

精氨酸

Lys

赖氨酸

His

组氨酸

分类

非极性（疏水性）：

携一两饼干复旦

缬、异、亮、丙、甘、脯、蛋

极性：

苏姑娘死半天

苏、谷、丝、半、天

芳香族：

酪、色、苯

酸性：

天冬、谷

碱性：

赖、精、组

理化性质

两性解离

碱性的a-氨基➕酸性a-羧基

等电点：pl=ph兼性离子➕电中性➕电场中不泳动

PH>PL，解离为阴离子；

PH<PL，阳离子，正电荷，碱性

紫外线吸收性质（含共轭双键）

色、酪

280nm（取决于完整的肽链）

应用：由于大多数Pr含有色、酪残基，因此可分析溶液中Pr含量

与茚三酮反应➡️蓝紫色化合物

570nm

应用：吸收峰大小与氨基酸释放出的氨量成正比，做as定量分析

越分解，紫色越浅

常考

一碳单位

施舍竹竿

丝氨酸、色氨酸、组氨酸、甘

生酮

同亮来

亮氨酸、赖

生酮兼生糖

一本落色书

异氨酸、苯氨酸、酪氨酸、色氨酸、苏

非极性（疏水性）：

携一两饼干复旦

缬、异、亮、丙、甘、脯、蛋

极性：

苏姑娘死半天

苏、谷、丝、半、天

芳香族：

酪、色、苯

酸性：

天冬、谷

碱性：

赖、精、组

必须（吃的）氨基酸

携一两本淡色书来

缬氨酸、异氨酸、亮氨酸、苯氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸、赖

不参与转氨基

不抢书来

脯氨酸、羟脯氨酸、苏氨酸、赖

不存在天然蛋白质

天然不存在瓜鸟同行

瓜氨酸、鸟氨酸、同型半胱氨酸、精氨酸带琥珀酸

没有密码子的氨基酸

胱氨酸，羟脯氨酸，羟赖氨酸

修饰Pr（合成Pr后才由前体转变而成），无遗传密码

硒半胱氨酸

UGA

终止密码子

半必须氨基酸

必须捞光租金

酪氨酸，半胱氨酸、组氨酸、精氨酸

支链氨基酸

只借一两

缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸

只能在骨骼肌代谢

含支链

缬氨酸、异氨酸、亮

含硫

半胱氨酸、胱氨酸、甲硫（蛋）氨酸、同型半胱氨酸（极性最强）

280nm:

酪氨酸、色

亚as

脯氨酸、羟脯

两个氨基

赖氨酸

两个羧基

天冬氨酸、谷

肽键和肽

肽键—CO—NH—酰胺键

不能自由旋转

谷胱甘肽=谷氨酸+半胱氨酸+甘氨酸

—SH保留很强极性--反应能力强--体内重要的还原剂

保护蛋白质免受氧化

临床应用：减少放化疗毒性，护肝，解毒等

保肝药

让红细胞膜更加稳定

蛋白质一级结构及高级结构（重点）

一级结构

结构

基础，N端到C端的氨基酸排列顺序

构成形式：as

主要是肽键，其次二硫键

二硫键：由两个半胱氨酸残基间脱氢相连形成

功能

一级结构是空间结构和特异性功能的基础，但不是唯一因素。

Pr空间结构主要取决于肽链中

一级决定高级，一级相似的Pr具有相似的高级结构与功能

分子病

镰刀型红细胞贫血（基因点突变）

谷氨酸→缬氨酸

高级结构

结构

二级结构

概念：某一段肽链的主链骨架原子的相对空间位置

稳定的二级结构：组成肽链的四个原子与相邻的a-C处于同一平面

主要是氢键

α-螺旋、β-折叠、β-转角、不规卷曲

α-螺旋

右手螺旋，顺时针（多肽链主链围绕中心轴做规律螺旋上升，因此螺旋方向并不与长轴垂直）

螺距0.54nm，一圈包含3.6个氨基酸残基（残基侧链的结构与性质可影响螺旋

氢键与长轴平行

氨基酸侧链一外侧，肽链-内侧

β转角

肽链内形成180°回折

锯齿状结构

含4个氨基酸残基，第一个氨基酸残基与第四个形成氢键

第二个氨基酸残基通常为脯氨酸

β-折叠：多肽链形成片层结构

超二级结构

模体：蛋白质分子中二个或三个具有二级结构的肽段空间上相互接近，形成特殊的空间构象

常见模体形式：

a螺旋-b转角-a螺旋

链—b转角-无规卷曲

代表

钙离子结合蛋白

纤连蛋白受体结合肽

锌指结构

亮氨酸拉链

转录因子的DNA结合域的主要三种模体结构

锌指结构

亮氨酸拉链

螺旋-环-螺旋

三级结构

概念：整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置

次级键（疏水作用、盐键、氢键、范德华力）

结构域：三级结构分割成一个或数个结构功能区域

分子伴侣

提供保护环境加速蛋白质折叠成天然构象

分子伴侣在二硫键的正确形成重要作用

帮助未折叠、折叠错误的蛋白质正确折叠

代表

热休克蛋白70（Hsp70）

伴侣蛋白

核质蛋白

和伴侣亲热休克

四级结构（不是所有Pr都有）

概念：Pr分子中各个亚基的的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用

构成形式：亚基聚合

氢键、离子键

舒水键

eg

血红蛋白：有四级结构

珠蛋白

血红素

卟啉

甘氨酸，琥珀酰辅酶A

亚铁

肌红蛋白：只有三级结构

功能

协同效应：Hb四个亚基与O2结合

蛋白质构象疾病：一级结构不变，蛋白质构象变化

疯牛病：a-螺旋➡️b-折叠，朊蛋白➡️朊病毒

补充

卟啉

甘氨酸

琥珀酰辅酶A

蛋白质的理化性质

两性电离：等电电多接近5.0，人体蛋白质多为阴性；兼性离子，净电荷为0，

碱性蛋白：鱼精蛋白、组蛋白

酸性蛋白：胃蛋白酶、丝蛋白

PH<PI，蛋白颗粒带正电荷

紫外线280

沉淀：变性蛋白易于沉淀，沉淀不一定变性

蛋白质变性

概念：加热（最常见），强酸强碱，尿素紫外线等➡️特定空间构象破坏➡️理化性质的改变和生物活性丧失

二硫键➕共价键破坏，肽键不破坏

变形后表现

空间结构破坏（原有抗体活性降低或丧失），溶解度降低（包埋在Pr内部的疏性as暴露），结晶能力消失，生物活性丧失，易被水解（肽链展开，增加了蛋白酶的酶切位点）

溶液粘度⬆️（DNA变性后粘度降低）280nm吸光度⬆️

不涉及一级结构变化，分子量不变

蛋白质胶体性质

维持胶体稳定

表面电荷

水化膜

防止Pr颗粒相互聚集，防止沉淀析出

成色反应

茚三酮反应

pr+茚三酮-蓝紫色

氨基酸定量分析

双缩脲反应

肽键+硫酸铜-紫色

检测Pr水解程度

应用：测定溶液中Pr含量

凝固作用

1⃣️Pr经强酸强碱变性后，仍可溶于二者溶液中

2⃣️将Ph调至PI，则变性Pr立即结成絮状不溶解物，此物仍可溶解于强酸强碱中（表面电荷被中和）

3⃣️再加热絮状物可变凝块，此时不再溶于强酸强碱，这个现象为Pr的凝固作用（一定变性）

一定变性，一定沉淀

双缩脲

看蛋白质是否发生水解

蛋白质结构和功能的关系

疯牛病（PrPsc）:朊病毒蛋白引起的人和动物传染病

传染性蛋白颗粒，不含核酸

一级结构正常，但是二级结构的α-螺旋变成了β-折叠

封杀、掩埋

人纹状体脊髓变性病

阿兹海默病

分离、纯化蛋白质的一般原理和方法

浓缩蛋白质溶液

1⃣️透析：分子量不同；2⃣️超滤：加压透析

沉淀蛋白质

盐析出：破坏电荷及水化膜

免疫沉淀：利用蛋白特异抗体识别抗原蛋白

丙酮沉淀：被丙酮沉淀后应立即分离，否则变性

分离Pr

电泳：带电荷量多，分子量小，流动速率快

超速离心：沉降系数不同；分离蛋白质、测定分子量

层析

离子交换层析（阴离子交换树脂）：阴离子少的先被洗脱

凝胶过滤：Pr大小不同分离,分子量大的先被洗脱

亲和层析（亲和力）