蛋白质的结构和功能

生物化学与分子生物学--蛋白质的结构和功能，内容有氨基酸、蛋白质的分子结构、蛋白质的理化性质、结构与功能的关系、蛋白质的分子组成。

蛋白质的结构和功能

• 氨基酸
  • 20种氨基酸的分类
    • 非极性脂肪族氨基酸
      • “一两假饼干腹泻”
    • 极性中性氨基酸
      • “孤半天始苏”
    • 芳香族氨基酸
      • “老色本，芳香族”
    • 酸性氨基酸
      • “酸性天冬谷”
    • 碱性氨基酸
      • “碱性赖精组”
  • 体内不参与蛋白质组成的氨基酸
  • 氨基酸的理化性质
    • 两性解离
    • 茚三酮
      • 氨基酸＋茚三铜＋弱酸性溶液（加热）→蓝紫色化合物 此化合物在570nm处对紫外有最大吸收峰
    • 紫外吸收
      • 色Trp、酪Tyr在280nm处对紫外有最大吸收峰 苯丙氨酸吸收值不明显
      • 氨基酸定量分析
  • 肽键
    • 方向为N端→C端
  • 谷胱甘肽
    • 谷氨酸+半胱氨酸+甘氨酸组成的三肽 体内重要的还原剂，保护体内蛋白质或酶分子中巯基免遭氧化
• 蛋白质的分子结构
  • 一级结构
    • 从N端到C端的氨基酸的排列顺序
    • 维系键：肽键，二硫键
  • 高级结构/空间构象
    • 二级结构
      • 局部肽链主链骨架碳原子的相对空间位置(不涉及侧链)
        • 基本单位：肽单元
      • 维系键：氢键
      • α-螺旋
        • 右手顺时针螺旋，每3.6个碱基上升一圈，螺距0.54nm
        • 氢键方向与螺旋长轴基本平行
        • 侧链-外侧，肽键-内侧
        • 每个肽键的N-H和第四个肽键的羰基氧与形成氢键
      • β-折叠
        • 蚕丝蛋白
        • 片层结构，锯齿状
        • 相同走向，相反走向
      • β-转角
        • 通常由4个氨基酸残基组成，其第一个残基的羰基氧 与第四个残基的氨基氢形成氢键
        • 第二个残基常为脯氨酸
      • Ω环
        • 球状蛋白，亲水
      • 模体（属于超二级结构）
        • 具有特定的结构和功能
        • 例子：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
      • 所有原子的相对空间位置
      • 维系键：疏水键、盐键、氢键、范德华力
      • 结构域
        • 球状蛋白的独立折叠单位，有较独立的三维空间结构
        • 分子量大的蛋白质具有
      • 分子伴侣
        • 热休克蛋白70（Hsp70）、核质蛋白、伴侣蛋白
        • 功能
          • 辅助蛋白质折叠成正确的空间结构
          • 与二硫键的形成有关
    • 四级结构
      • 含两条和两条以上的多肽链
      • 维系键：氢键、离子键
      • 亚基
• 蛋白质的理化性质
  • 两性解离
  • 胶体性质
    • 颗粒表面电荷
    • 水化膜
  • 呈色反应
    • 茚三酮反应
    • 双缩脲反应
  • 变性与复性
    • 三低三高
  • 紫外光谱的特征性吸收
• 结构与功能的关系
  • 蛋白质的主要功能
    • 构成细胞和生物体的结构
    • 物质运输
    • 催化
    • 信息交流
    • 免疫
    • 氧化供能
    • 维持机体酸碱平衡
    • 维持正常的血浆渗透压
  • 蛋白质的功能执行方式
  • 一级结构是高级结构的基础
    • 一级结构是空间构象的基础
    • 一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构与功能
    • 氨基酸序列与进化信息
    • 重要的蛋白质氨基酸序列改变可引起疾病
      • 分子病
        • 镰刀型细胞贫血
          • “谷走了邪路”
  • 蛋白质的功能依赖空间结构
    • 血红蛋白和肌红蛋白
    • 蛋白质的空间构想改变可引起疾病
      • 疯牛病α-螺旋变成β-折叠
• 蛋白质的分子组成
  • 蛋白质的元素组成
    • 碳氮氧氢硫
    • 每克样品的含氮克数×6.25=样品中的蛋白质克数（含氮量/16%=蛋白质量）
  • 子主题