蛋白质的结构与功能

调节渗透压:调节组织液和血浆间水分不断进行交换以维持平衡。 2.修补和构成身体组织:人体的许多组织主要由蛋白质构成。受到损伤后,组织修复也需要蛋白质。

蛋白质的结构与功能

• 组成蛋白质20种氨基酸的结构和分类
  • 除了甘氨酸外均属于L-α氨基酸、甘氨酸不具有不对称碳原子手性碳
    • 手性碳：一个C上必须是4个不同的基团
    • 甘氨酸 NH2-CH2-COOH
  • 硒代半胱氨酸在某些情况下可以用于合成蛋白质，并非已知密码子编码
  • 各种蛋白质的含氮量大约16%
  • 脯氨酸（亚氨基酸）
    • 羟脯氨酸
    • 记忆：葡萄牙
    • 容易使肽链形成折角
  • 半胱氨酸：极性最强--反应能力
    • 半胱氨酸+半胱氨酸=胱氨酸
      • 蛋白质中许多半胱氨酸以胱氨酸的形式存在
    • 巯基：—SH
    • 同型半胱氨酸≠半胱氨酸
      • 同型半胱氨酸、瓜氨酸、鸟氨酸，天然蛋白质中不存在
  • 氨基酸的分类
    • 酸性：天冬氨酸、谷氨酸（酸性天冬谷）
    • 碱性：赖氨酸、精氨酸、组氨酸（碱性赖精组）
    • 芳香族：酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸（老色本，芳香）
    • 非极性疏水性：异亮氨酸、亮氨酸、丙氨酸、甘氨酸、脯氨酸、缬氨酸（一两饼干腹泻）
    • 极性中性：谷氨酰胺、蛋氨酸、半胱氨酸、天冬酰胺、丝氨酸、苏氨酸（孤单半天始苏）
    • 必需氨基酸：写一两本淡色书来
    • 含有硫原子：半胱氨酸、胱氨酸、甲硫氨酸（蛋氨酸）
    • 支链氨基酸：写一两
    • 生酮：亮、赖（同样来）
    • 生糖兼生酮：一本酪色书
    • 一碳单位：施舍竹竿
    • 不参与转氨基氨基酸：不抢书来
• 氨基酸的理化性质
  • 两性解离
  • 紫外吸收峰
    • 共轭双键
      • 老色（不包括苯丙氨酸）最大吸收峰280nm
      • 核酸最大吸收峰在260nm
      • 茚三酮反应最大吸收峰在570nm
• 肽键和肽
  • 肽键—CO—NH—
    • 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
• 蛋白质一级结构及高级结构（重点）
  • 一级结构
    • 基础
    • 主要是肽键，其次二硫键
    • 分子病
      • 镰刀型红细胞贫血
        • 谷氨酸→缬氨酸
  • 二级结构
    • 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
        • 螺距0.54nm，一圈包含3.6个氨基酸残基
        • 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
        • 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
    • 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
  • 三级结构
    • 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
  • 四级结构
    • 氢键、离子键
    • 两条肽链（亚基）构成
    • eg
    • 血红蛋白：有四级结构
    • 肌红蛋白：只有三级结构
• 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
• 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
    • 碱性蛋白：鱼精蛋白、组蛋白
    • 酸性蛋白：胃蛋白酶、丝蛋白
  • 紫外线280
  • 成色反应
    • 茚三酮反应
      • pr+茚三酮-蓝紫色
    • 双缩脲反应
      • 肽键+硫酸铜-紫色
    • 蛋白质胶体性质
      • 维持胶体稳定
        • 表面电荷
        • 表面亲水
    • 蛋白质变性
• 分离、纯化蛋白质的一般原理和方法
  • 透析：分子量不同、超滤：加压透析
  • 盐析出：破坏电荷及水化膜
  • 电泳：带电荷量多，流动速率快
  • 超速离心：分离蛋白质、测定分子量
  • 免疫沉淀：利用蛋白特异抗体识别抗原蛋白
  • 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：蛋白质分子大小不同分离,分子量大的先被洗脱