chapter 2 Molecular components of protein
I. 人体蛋白质的20种L-α-氨基酸（选择、判断）
C（50%~55%）、H（6%~7%）、O（19%~24%）、N（13%~19%）、 S（0~4%）
各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16%
每克样品中蛋白质含量（g%）=每克样品含氮克数x6.25x100
人体所有蛋白质都是以20种氨基酸为原料合成的多聚体，均属L-α-氨基酸（除甘氨酸）
II. amino acid
分类
2. 极性中性氨基酸
甲硫氨酸， Methionine, Met, (M)
天冬氨酸， Asparagine, Asn， (N)
谷氨酰胺， Glutamine, Glu, (Q)
3. 含芳香环的氨基酸
苯丙氨酸， Phenylalanine Phe (F)
4. 酸性氨基酸
天冬氨酸， Aspartic acid Asp (D)
谷氨酸， Glutamic acid Glu (E)
III. Physicochemical properties of amino acids
1. 两性解离
Pl
氨基酸的等电点指某一PH下，氨基酸分解成阳离子和阴离子的程度相同，呈兼性离子，电荷中性。此时PH称为该氨基酸的等电点。pl=1/2(pK₁+pK₂)
人体PH=7.4，多数蛋白质含碱性氨基酸呈碱性，少数蛋白质含有酸性氨基酸较多，如胃蛋白酶
2. 紫外线吸收
含有共轭双键氨基酸、（芳香族）、色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸
近紫外波长（230-300nm）,最大吸收峰280nm
IV. Peptide
noun
肽键 peptide bond
由一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸氨基脱水缩合而形成的化学键，实质上是酰胺键
氨基酸残基 residue
（50个氨基酸以上）肽链中氨基酸分子因脱水缩合而基团不全
氨基末端/羧基末端 amino/carboxyl terminal
bioactive peptide
谷胱甘肽 GSH （考博）
性质
巯基是主要功能基团，具有还原性，保护蛋白质中巯基免受氧化
功能
还原型谷胱甘肽（GSH）还原细胞内H₂O₂，转换为氧化型谷胱甘肽GSSG
GSSG在谷胱甘肽还原酶作用下生成GSH
巯基还有嗜核特性，与 外源嗜电子毒物结合，阻止其与DNA、RNA或蛋白质结合
chapter 3 molecular structure of protein
（判断）一条肽链只能形成一、二、三级结构
两条和两条以上肽链才形成四级结构
高级结构/空间构象
conformation
二级结构
noun
蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象
肽单元
参与肽键的6个原子Cα₁、C、O、N、H、Cα₂在同一平面上，Cα₁和Cα₂平面上所处位置称反式构型，此6个原子所处的同一平面称作肽单元
α-螺旋
多肽链的主链围绕中心轴有规律的螺旋式上升，螺旋的方向为顺时针，即右手螺旋
n位氨基酸残基上羰基氧（C=O）与n+4位N-H间形成氢键，氢键方向和螺旋长轴平行
β-折叠
肽段充分伸展，每个肽单元以Cα为旋转点，依次折叠成锯齿状结构
超二级结构
许多蛋白质中，由2个或2个以上具有二级结构的肽段在空间上相互接近，形成有规则的二级结构组合
模体 motif
蛋白质分子中具有特定空间构象和特定功能的特殊结构，是特殊功能的超二级结构
锌指（zinc finger）
1个α螺旋和2个β折叠三个肽段组成，形似手指，具有结合锌离子的功能。
三级结构（球状）
整条肽链所有氨基酸残基的相对空间位置，即肽链中所有原子在三维空间的排布位置
结构域
domain
分子量大的蛋白质常可折叠成多个结构较为紧密且稳定的区域，并各行其功能
决定其空间构象，除一级结构，还受分子伴侣（molecular chaperone）辅助
四级结构
noun
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
亚基
sunbuit
体内多数功能蛋白质都有2条或2条以上多肽链，每条多肽链都具有完整的三级结构
Protein classification
超家族
蛋白质家族
氨基酸序列、空间结构、功能相似的蛋白质，其中的蛋白质称“同源蛋白质”
Separation and purification of structure analysis（填空）
除去小分子
透析 dialysis（透析袋）、超滤法（超滤膜）
浓缩
丙酮/乙醇沉淀
0~4℃、丙酮用量为蛋白质溶液10倍体积、沉淀后立即分离
分离
层析 chromatography
阴离子交换树脂
阴离子交换树脂带正电荷，吸住蛋白质（负电荷），后用Cl﹣将蛋白质洗脱下来
凝胶过滤/分子筛层析 gel filtration
超速离心 ultracentrifugation
S未知/S标准=Mr未知/Mr标准，纤维蛋白不可用
结构分析
空间结构
三维结构
X射线衍射法 X-ray ; 核磁共振技术 NMR
Physicochemical properties of protein
胶体性质
直径1~100nm,在胶体颗粒范围；表面为亲水基团，带有电荷
去掉表面电荷及水化膜两个稳定因素，则蛋白质胶体颗粒会析出
空间结构-变性
变性 denaturation
蛋白质沉淀（析出）与变性无必然关系（判断）
凝固是蛋白质变性进一步发展不可逆结果
与水解区别：是二硫键和非共价键被破坏，不涉及一级结构被破坏
在某些物理化学因素刺激下，蛋白质的特定空间结构被破坏，有序的空间结构变为无序，导致其理化性质和生物学活性丧失
复性 renaturation
蛋白质变性程度低，去除变性因素后，蛋白质仍可或部分恢复其构象和功能
凝固作用 protein coagulation
溶在强酸/碱液体的蛋白质恢复等电点可生成絮状物，但经加热处理则不可再次溶解于强酸碱中
Structural and functional relationships
序列-结构功能
尿素、β-巯基乙醇→→核糖核酸酶A→→破坏次级键、二硫键
（肽键未被破坏），去掉尿素、β巯基乙醇，核糖核酸酶恢复活性
镰刀状红细胞血红蛋白，β亚基第6位氨基酸，谷氨酸→缬氨酸，酸性→中性氨基酸
水溶性血红蛋白聚状成丝，相互粘着，镰刀状红细胞易破碎，导致贫血
结构-功能
血红蛋白 Hb
结构
四亚基组成四级结构，每亚基携带一个氧，成年人α₂β₂
协同效应
一个亚基与其配体结合后（Hb的配体为O₂），
能影响此寡聚体与配体的结合能力
O₂/Hb 正协同效应理论
别构效应 allosteric effect：一个O₂与Hb亚基结合，引起亚基构象变化的现象
别构剂：O₂、别构蛋白：Hb
理论
Hb的 α/β 4个亚基间由盐键紧密维持，称紧张态（T态），随O₂的结合裂解其盐键，形成更易结合O₂的松弛态（R态）
机制
第一个O₂与血红素Fe²﹢结合——Fe²﹢半径变小——进入卟啉环——亚基F肽段移动——第二个亚基与O₂结合
构象-疾病
疯牛病
由朊病毒蛋白 PrP 引起的一组人和动物神经退行性病变
chapter 1 Summarize（选择、判断）
1. 1833年，麦芽中分离淀粉酶，随后从胃液中分离胃蛋白酶
2. 1838年，荷兰科学家 G.J.Mulder 引入 protein 一词
4. 19世纪末，证明蛋白质由氨基酸组成，并利用氨基酸合成了各种短肽
5. 20世纪90年代后，人类基因组计划实施、功能基因组与蛋白质组计划
6. 20世纪初，利用X线衍射技术发现了蛋白质的二级结构——α-螺旋，及完成了胰岛素一级结构的测定
