导图社区 蛋白质的结构与功能
生化化学大分子蛋白质及氨基酸的结构与功能,包括其理化性质等,其中氨基酸的种类繁多,作用广泛,是西综常考的知识点。
这是一篇关于第七章 消化系统与腹膜腔的思维导图,主要内容包括:第一节:食管与胃肠道,第二节:肝脏、胆系、胰腺和脾,第三节:腹膜腔和肠系膜,第四节:急腹症。
这是一篇关于第一章 影像诊断学总论的思维导图,主要内容包括:医学影像学,第一节:X线成像,第二节:X线计算机体层成像(CT),第三节:超声成像,第四节:磁共振成像,合理选择成像技术和检查方法。
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蛋白质的结构与功能
一、蛋白质的分子组成
元素组成
主要元素:碳、氢、氧、氮、硫
少量元素:磷、铁、铜、锌、锰、钴、钼、(碘)
含氮量:各种蛋白质的含氮量平均为16%,用于测定蛋白质含量
基本结构单位——氨基酸
化学结构
分类
蛋白质氨基酸(典型)
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
其他分组记忆
特征
简单氨基酸
甘氨酸
参与结合胆汁酸的形成
参与血红素的形成
谷胱甘肽的形成
嘌呤碱的从头合成
肌酸的合成
唯一的无手性氨基酸
丙氨酸
氨在血液中的转运(丙氨酸-葡萄糖循环)
支链氨基酸(均为必需氨基酸)
侧链含羟基的氨基酸(磷酸化/去磷酸化)
侧链含硫的氨基酸
半胱氨酸
两个半胱氨酸结合成胱氨酸形成二硫键
形成谷胱甘肽
形成巯基
甲硫氨酸
形成S-腺苷甲硫氨酸提供甲基
侧链含羧基(酸性)
谷氨酸
参与转氨基作用
脱羧生成γ-氨基丁酸(神经抑制剂)
天冬氨酸
参与尿素循环
生物氧化(苹果酸-天冬氨酸穿梭)
从头合成嘌呤碱、嘧啶碱
酰胺衍生物
谷氨酰胺
氨在血液中的转运
从头合成嘌呤碱
脂肪族碱性氨基酸
杂环氨基酸
脯氨酸——亚氨基酸,参与β-转角
生糖生酮性质
衍生物
提供一碳单位的:丝、色、谷、甘
其他蛋白质氨基酸
硒代半胱氨酸(过氧化物酶和电子传递链还原酶)
吡咯赖氨酸(产甲烷菌的甲胺甲基转移酶)
非蛋白质氨基酸
鸟氨酸
瓜氨酸
精氨酸代琥珀酸
合成尿素
D型氨基酸
微生物——D-谷氨酸
个别抗生素——D-苯丙氨酸
低等生物——D-丝氨酸
理化性质
两性解离性
若一个氨基酸有3个可解离基团,写出它们的电离式后取兼性离子两边的pK的平均值,即为此氨基酸的pI
紫外吸收
苯丙氨酸不明显
比较记忆
茚三酮反应
生物活性肽具有生理活性及多样性
谷胱甘肽
多肽类激素及神经肽
二、蛋白质的分子结构
一级结构
二级结构
α-螺旋
β-折叠
β-转角
Ω-环
肽单元
超二级结构
模体
钙结合蛋白
锌指结构
亮氨酸拉链
三级结构
结构域
分子伴侣
四级结构
同二聚体:亚基结构相同
异二聚体:亚基结构不同
比较
组成成分
单纯蛋白质:只含氨基酸
结合蛋白质:氨基酸+辅基(色素化合物、寡糖、磷酸、脂质、金属离子、核酸)绝大多数通过共价键相连
细胞色素c:蛋白质+色素(铁卟啉环的乙烯基侧链与蛋白质的半胱氨酸残基以硫醚键相连)
免疫球蛋白:蛋白质+寡糖链
形状
纤维状蛋白质(多为结构蛋白质,难溶于水):胶原蛋白、弹性蛋白、角蛋白
球状蛋白(可溶于水):酶、转运蛋白、蛋白质类激素、代谢调节蛋白、基因表达调节蛋白、免疫球蛋白
三、蛋白质结构与功能的关系
主要功能
构成细胞和生物体结构
物质运输(血红蛋白、载脂蛋白、清蛋白、运铁蛋白、铜蓝蛋白、皮质激素传递蛋白)
催化功能(酶)
信息交流(受体、衔接蛋白)
免疫功能(抗体、淋巴因子)
氧化功能
维持机体酸碱平衡(蛋白质缓冲体系)
维持正常的血浆渗透压(白蛋白)
执行功能的主要方式
与小分子相互作用(酶催化底物、抑制剂、代谢中间物和产物)
与核酸相互作用
核糖体:蛋白质+rRNA
端粒酶:蛋白质+RNA模板
剪接体:蛋白质+snRNA
蛋白质相互作用(PPI)
主要组织相容性复合物(MHC)参与的分子识别
病毒外壳蛋白碎片的免疫原性多肽透过跨膜的MHC提呈在细胞外侧,便于T细胞识别并执行功能。
Tc细胞大量增殖,释放穿孔素和颗粒酶。穿孔素导致受感染细胞溶解。颗粒酶造成受感染细胞凋亡。
抗原与抗体的特异性结合
一级结构是高级结构与功能的基础
一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构与功能,如:不同哺乳类动物的【胰岛素】
蛋白质的功能依赖特定的空间结构
角蛋白有大量的α-螺旋,坚韧并富有弹性;丝心蛋白有大量β-折叠,具有伸展和柔软特性。
血红蛋白亚基与肌红蛋白结构相似
血红蛋白亚基构想变化可影响亚基与氧结合
协同效应:一个寡聚体蛋白质的一个亚基与其配体结合后,能影响此寡聚体中另一个亚基与配体结合能力的现象,称为协同效应。
正协同效应
负协同效应
别构效应:蛋白质空间结构的改变伴随其功能的变化,称为别构效应。
蛋白质构象病
人纹状体脊髓变性病、阿尔茨海默病、亨廷顿舞蹈病、疯牛病
四、理化性质
胶体性质
变性与复性
变性
复性与不可逆变性
凝固和沉淀
呈色反应
与氨基酸比较
五、分离和纯化
层析
阴离子交换层析
凝胶过滤(分子筛)