生化蛋白质的结构与性质

基础医学生化课程，包括氨基酸的结构，分类，性质，蛋白质的分子结构，结构和功能的关系，理化性质，变性。

蛋白质的结构和功能

• 氨基酸的结构
  • 氨基酸是蛋白质的基本组成单位
  • 除甘氨酸外都是L—α氨基酸
    • 甘氨酸：R基为H，是对称结构
  • 组成蛋白质的原料氨基酸有20种
• 空间结构
  • 一级结构
    • 多肽链N到C
    • 化学键是肽键
      • 特殊：二硫键，牛胰岛素中存在
  • 二级结构
    • 基本单位：肽单元
    • 化学键：氢键
    • 形式
      • α螺旋
        • 右手螺旋
        • 氢键方向与螺旋轴平行
        • 每圈螺旋含，3.6个氨基酸残基，螺距为0.54nm
        • 侧链伸向螺旋外侧
      • β折叠
        • 锯齿状
        • 存在形式
          • 平行式
          • 反平行式
      • β转角
        • 肽键180度回折
        • 球形蛋白
        • 常见pro和gly
      • Ω环
        • 球蛋白表面
        • 亲水性残基
    • 超二级结构
      • 模体
        • 具有特定空间构象和特定的功能
  • 三级结构
    • 一条多肽链的最高级结构
    • 构成键：疏水键，盐键，氢键，范德华力
    • 结构域：三级结构上独立功能区
  • 四级结构
    • 本条多肽链称为一个亚基
    • 亚基间作用力：氢键，离子键
• 蛋白质结构和功能的关系
  • 一级结构是决定空间结构和功能的重要基础，但绝不是唯一因素
  • 一级结构是空间结构的基础，也是功能的基础
  • 一级结构不能直接决定功能，需要通过空间结构来间接决定功能
  • 并非一级结构的任何改变都会改变功能
• 蛋白质变性
  • 破坏非共价键
    • 氢键，二硫键
    • 空间结构没有被破坏
  • 强酸，强碱，重金属盐，有机溶剂，高温高压，紫外线
  • 复性
    • 蛋白质变性程度低
  • 沉淀
    • 沉淀不一定变性，变性不一定沉淀
  • 凝固
• 理化性质
  • 紫外吸收
    • 色氨酸和酪氨酸
    • 测定较纯，且种类相同的蛋白质溶液浓度
    • 要注意待测样品中杂质的干扰
    • 不同蛋白质中两种氨基酸总量不同，或两种分别比例不同，也会影响测量
  • 显色反应
    • 茚三酮反应（蓝紫色化合物）
      • 反映蛋白质的水解程度和合成蛋白的效率
    • 双缩脲反应
    • 酚试剂法
      • 比双缩脲敏感
    • 考马斯亮蓝法
      • 最敏感
  • 两性解离
    • 等电点PI
      • 电泳分离蛋白质
      • PH＞PI，蛋白质中和氢氧根，带负电，向正极移动 PH＜PI，蛋白质中和氢离子，带正电，向负极移动
  • 胶体性质
    • 分离蛋白质与杂质
    • 保持稳定主要靠
      • 分子表面的电荷
        • 电解质中和
      • 水化膜
        • 有机溶液剥夺
• 氨基酸的分类与性质
  • 脂肪族氨基酸
    • 甘，丙，缬，亮，异
    • 非极性中性
    • 脂溶性
    • 化学性质稳定
  • 芳香族氨基酸
    • 色氨酸，酪氨酸在280nm处有最大吸收峰
    • 苯丙氨酸
  • 碱性氨基酸
    • 精氨酸R
      • 有胍基，ph＞7
    • 赖氨酸K
      • 侧链长，富伸展变化
    • 组氨酸H
      • 有两个N，常为金属络合部位
  • 酸性氨基酸
    • 氨酸
      • 天冬氨酸
      • 谷氨酸
      • 中性环境下带负电荷，显酸性 两个羧基
    • 酰胺
      • 谷氨酰胺
      • 天冬酰胺
      • 侧链有极性但不带电荷，极性中性氨基酸
  • 含羟基氨基酸
    • 丝氨酸苏氨酸
    • 有机磷农药
      • 羟基是磷酸化的部位
  • 含硫氨基酸
    • 半胱氨酸
      • 硫基为功能基团，也是二硫键形成的基础
      • 谷胱酰胺GSH
    • 蛋氨酸（甲硫氨酸）
      • 不稳定，提供体内的甲基
  • 亚氨基酸（脯氨酸）
    • 空间位阻大/小，易形成折叠角
    • 成肽后无形成氨基酸的能力，破坏氢键维持的空间构象
• 蛋白质构象疾病
• 镰刀型红细胞贫血症
• 牛胰岛素的一级结构
• 小分子三肽物质，半胱氨酸是发挥抗氧化作用必须的氨基酸。结构为谷—半胱—甘
• 锌指结构
• 定量测定蛋白质含量