蛋白质的结构与功能思维导图

每一种蛋白质都具有特定的结构，也具有特定的功能。 一旦结构（特别是高级结构）破坏，其功能随之丧失。

蛋白质的结构与功能

• 蛋白质结构与功能的关系
  • 蛋白质主要功能
    • 构成细胞和生物体结构
    • 物质运输
    • 催化功能
    • 信息交流
    • 免疫功能
    • 氧化供能
    • 维持酸碱平衡，维持渗透压
  • 蛋白质执行功能的主要方式
    • 与小分子作用
    • 与核酸作用
    • 与蛋白质相互作用
  • 蛋白质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
      • 一级结构未被破坏就有可能回复三级结构，恢复功能
    • 一级结构相似的蛋白质或多肽，空间构象以及功能相似
    • 氨基酸序列可以揭示生物进化信息
    • 一级结构改变可导致功能变化，甚至引起疾病
  • 蛋白质功能依赖特定空间结构
    • 别构效应
      • 协同效应
        • 正
        • 负
• 蛋白质的理化性质
  • 蛋白质具有两性解离性质（PI）
  • 具有胶体性质
    • 胶体稳定的因素
      • 表面有一层水化膜
      • 胶体表面带电荷
  • 蛋白质的变性和复性
    • 变性
      • 二硫键和非共价键的破坏
      • 变性由吴宪提出
      • 空间结构：有序变无序
    • 复性
  • 蛋白质在紫外光谱区有特征性光吸收
  • 蛋白质呈色反应可测定溶液中蛋白质含量
    • 茚三酮反应
      • 氨基酸有
    • 双缩脲反应
      • 氨基酸没有
• 蛋白质的分子结构
  • 在蛋白质分子中，从N-端至C-的氨基酸排列顺序即为一级结构
    • 主要的化学键是肽键
    • 基础
  • 蛋白质分子中某一段肽链主链骨架原子的相对空间位置，并不氨基酸残基侧链的构象即为二级结构
    • 二级结构
      • 主要化学键是氢键
      • 参与肽键形成的六个原子在同一个平面上
      • α-螺旋
        • 常见
      • β-折叠
      • β-转角
      • Ω-环
  • 整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置即为三级结构
    • 超二级结构：亮氨酸拉链，锌指结构，βαβ，αα，ββ
    • 依靠的次级键：氢键，范德华力，疏水键等
    • 结构域
      • 结构模体
  • 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即为四级结构
    • 亚基间结合力：氢键，离子键
    • 只有具有完整三级结构并且有两个及以上的肽链的蛋白质才会有四级结构
  • 蛋白质可以根据组成，结构，功能分类
• 蛋白质的分子组成
  • L-α-氨基酸是蛋白质的基本结构单位
  • 氨基酸的分类（依据其侧链结构和理化性质）
    • 非极性脂肪族氨基酸
    • 极性中性氨基酸
    • 芳香族氨基酸
    • 酸性氨基酸
    • 碱性氨基酸
  • 氨基酸具有共同或者特异的理化性质
    • 两性解离
      • 涉及等电点PI
    • 含有共轭双键的氨基酸可以进行紫外线吸收
      • 在280mm处有最大吸收峰
      • 分析蛋白质含量
    • 氨基酸与茚三酮反应生成蓝紫色化合物
      • 该化合物在570mm处有最大吸收峰
      • 氨基酸定量分析
  • 氨基酸通过肽键连接而形成蛋白质或者肽
    • 通过50个氨基酸来界定是蛋白质或肽
  • 生物活性肽具有生理活性及多样性
• 蛋白质分离，纯化
  • 蛋白质沉淀用于蛋白质浓缩及分离
    • 有机溶剂
      • 丙酮，乙醇等有机溶剂
    • 盐析
      • 盐破坏水化膜
    • 免疫沉淀
      • 利用抗原抗体相互识别的原理
  • 透析和超滤法去除蛋白质溶液中的小分子化合物
    • 不同点：超滤需要加上正压或离心力，使用超滤膜；透析使用透析袋
  • 电泳分离蛋白质
    • SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分离
      • 电性都为负，因此由分子量来决定电泳速率
    • 等电聚焦电泳分离
    • 双向凝胶电泳分离
  • 层析分离蛋白质：离子交换层析（交换树脂），凝胶过滤（反筛）；此外还有超速离心法分离；
• 引起