蛋白質(zhì)的定義

1、蛋白質(zhì)的定義：是一切生物體中普遍存在的，由天然氨基酸通過(guò)肽鍵連接而成的生物大分子；種類繁多，各具有一定的相對(duì)分子質(zhì)量，復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)和特定的生物功能；表達(dá)生物遺傳性狀的一類主要物質(zhì)。特點(diǎn)：各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均含量為16%。凱氏(Kjedahl)定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量：蛋白質(zhì)含量=6.25×樣品含氮量單純蛋白質(zhì)（simple protein）: 也稱簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)，完全由氨基酸組成的蛋白質(zhì)。(1) 清蛋白（albumin）：溶于水及稀鹽、稀酸或稀堿溶液。如血清清蛋白。 (2) 球蛋白（globulin）：不溶于水而溶于稀鹽溶液，如血清球蛋白(3) 谷蛋白（glutelin）：不溶于

2、水、醇及中性鹽溶液，但溶于稀酸、 稀堿，如米谷蛋白。 (4) 谷醇溶蛋白（prolamine）：不溶于水，但溶于70%80%乙醇， 如玉米醇溶蛋白。 (5) 組蛋白（histone）：溶于水及稀酸溶液，分子中含Arg、Lys 較多，呈（弱）堿性，如小牛胸腺組蛋白。 (6) 魚精蛋白（protamine）：溶于水及稀酸溶液，分子中含堿性氨基酸特別多，呈（強(qiáng)）堿性，如鮭精蛋白。 (7) 硬蛋白（scleroprotein）：不溶于水、鹽、稀酸、稀堿溶液。 如膠原蛋白、角蛋白、絲心蛋白、彈性蛋白等。 綴合蛋白質(zhì)（conjugated protein）：也稱結(jié)合蛋白質(zhì)， 由蛋白質(zhì)和非蛋白質(zhì)兩部分組成。

3、 (1) 糖蛋白（glycoprotein）：含糖類，如膠原蛋白。 (2) 脂蛋白（lipoprotein）：含脂類，如血漿脂蛋白。 (3) 核蛋白（nucleoprotein）：含核酸，如核糖體。 (4) 磷蛋白（phosphoprotein）：含磷酸，如酪蛋白。 (5) 金屬蛋白（metalloprotein）：含金屬，如鐵蛋白含F(xiàn)e。 (6) 血紅素蛋白（hemoprotein）：輔基為血紅素，如血紅蛋白。(7) 黃素蛋白（flavoprotein）：輔基為黃素（FAD或FMN）， 如琥珀酸脫氫酶（含F(xiàn)AD）。 蛋白質(zhì)重要生物學(xué)功能：作為生物催化劑-酶；代謝調(diào)節(jié)作用(多肽類激素)；物質(zhì)的

4、轉(zhuǎn)運(yùn)和貯存；運(yùn)動(dòng)與支持作用；免疫保護(hù)作用；其他生物學(xué)功能：結(jié)構(gòu)蛋白、毒蛋白常見(jiàn)氨基酸的分類：按R基團(tuán)的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類 按R基團(tuán)的極性分類脂肪族 芳香族雜環(huán)族非極性R基氨基酸不帶電荷的極性R基氨基酸帶正電荷的R基氨基酸帶負(fù)電荷的R基氨基酸脂肪族氨基酸：中性氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)在中性溶液中不發(fā)生解離，因而不帶電Gly,Ala,Val,Leu,Ile含羥基或硫氨基酸Ser,Thr,Cys,Met酸性氨基酸及其酰胺側(cè)鏈基團(tuán)在中性溶液中解離后帶負(fù)電荷Asp，Asn, Glu，Gln堿性氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)在中性溶液中解離后帶正電荷Lys，Arg，HisGly：無(wú)手性碳原子。Pro：為環(huán)狀亞氨基酸。Cys：可形成二硫鍵

5、。蛋白質(zhì)中不存在的氨基酸。如：瓜氨酸、鳥氨酸，是代謝途徑中產(chǎn)生的。 等電點(diǎn)（isoelectric point,pI)：在某一PH環(huán)境中，氨基酸解離成陽(yáng)性離子及陰性離子的趨勢(shì)相等，所帶凈電荷為零，在電場(chǎng)中不泳動(dòng)。此時(shí)，氨基酸所處環(huán)境的PH值稱為該種氨基酸的等電點(diǎn)（pI)。帶電狀態(tài)判定：pIpH0-帶負(fù)電pIpH0-帶正電pIpH0-不帶電等電點(diǎn)計(jì)算：側(cè)鏈為非極性基團(tuán)或雖為極性基團(tuán)但不解離的氨基酸：pI (pK1 + pK2 )/2；酸性氨基酸：pI = (pK1 + pKR-COO- )/2 ；堿性氨基酸：pI = (pK2 + pKR-NH2 )/2 例2:LyspK1=2.18,pK2=8

6、.59,pK3=10.53,問(wèn)在pH為4.0和在11.5時(shí)各帶何種電荷,并說(shuō)明在電場(chǎng)中的移動(dòng)方向；解.因Lys屬于堿性氨基酸,所以,它的等電點(diǎn)為:pI=(pK2+pK3)/2=(8.59+10.53)/2=9.56當(dāng)pH為4.0時(shí),pI大于pH,故是在酸性條件下,氨基酸本身帶正電,在電場(chǎng)中向陰極移動(dòng).當(dāng)pH為11.5時(shí),pI小于pH,故是在堿性條件下,氨基酸本身帶負(fù)電,在電場(chǎng)中向陽(yáng)極移動(dòng).氨基酸與茚三酮的反應(yīng)（顏色反應(yīng)）與2,4-二硝基氟苯（DNFB）反應(yīng)首先由Sanger應(yīng)用，確定了胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)鑒定多肽或蛋白質(zhì)的N-末端氨基酸該反應(yīng)產(chǎn)生黃色物質(zhì)苯異硫氰酸酯（PITC）的反應(yīng)由Edman于

7、1950年首先提出為- NH2的反應(yīng)用于N末端分析，又稱Edman降解法氨基酸的光譜性質(zhì)：組成蛋白質(zhì)的氨基酸中，Trp、Tyr和 Phe對(duì)紫外光有一定的吸收，這是因?yàn)樗鼈兎肿又泻斜江h(huán)，是苯環(huán)的共軛雙鍵造成的，這三個(gè)氨基酸的光吸收都在280nm附近氨基酸內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)：常見(jiàn)的20種氨基酸的分類；氨基酸的酸堿性，pI的計(jì)算方法；氨基酸的重要化學(xué)反應(yīng)和光學(xué)性質(zhì)肽鍵(peptide bond):一個(gè)氨基酸分子的-羧基與另一個(gè)氨基酸分子的-氨基在適當(dāng)?shù)臈l件下經(jīng)脫水縮合形成的酰胺鍵。肽:由氨基酸通過(guò)肽鍵縮合而形成的化合物。 組成多肽的氨基酸單元稱為氨基酸殘基。肽鏈書寫方式：N端C端酰胺（肽peptide u

8、nit）平面參與組成肽鍵的6個(gè)原子位于同一平面；它是蛋白質(zhì)構(gòu)象的基本結(jié)構(gòu)單位。寡肽（oligopeptide）:十個(gè)以內(nèi)(或十幾個(gè)）氨基酸 相連而成的肽。氨基酸殘基數(shù)目在50個(gè)以上，且具有特定空間結(jié)構(gòu)的肽稱蛋白質(zhì)；凡氨基酸殘基數(shù)目在50個(gè)以下，且無(wú)特定空間結(jié)構(gòu)者稱多肽。肽的酸堿性：主要決定于肽鍵中的游離末端的NH2、游離末端COOH及側(cè)鏈R基上的可解離功能團(tuán)；長(zhǎng)肽或蛋白質(zhì)中，可解離的基團(tuán)主要是側(cè)鏈上的原則： 當(dāng)溶液pH大于解離側(cè)鏈的值，占優(yōu)勢(shì)的離子形式是該側(cè)鏈的共軛堿，當(dāng)溶液pH小于解離側(cè)鏈的值，占優(yōu)勢(shì)的離子形式是該側(cè)鏈的共軛酸。肽與氨基酸不同的反應(yīng)有：雙縮脲反應(yīng) ；肽鍵的紫外吸收210230

9、nm 谷胱甘肽(glutathione,GSH) 蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序（sequence），一級(jí)結(jié)構(gòu)的主要連接鍵是肽鍵。共價(jià)結(jié)構(gòu):包括蛋白質(zhì)的肽鏈數(shù)目、端基組成、氨基酸序列和二硫鍵的位置。 一級(jí)結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)空間構(gòu)象和特異生物學(xué)功能的基礎(chǔ)。一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定主要用小片段重疊的原理，測(cè)序步驟：一，多肽鏈的拆分：由多條多肽鏈組成的蛋白質(zhì)分子，必須先進(jìn)行拆分。如：血紅蛋白（四聚體）可用8mol/L尿素或6mol/L鹽酸胍處理，即可分開(kāi)多肽鏈(亞基)。二，測(cè)定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的數(shù)目：通過(guò)測(cè)定末端氨基酸殘基的摩爾數(shù)與蛋白質(zhì)分子量之間的關(guān)系，即可確定多肽鏈的數(shù)目 三，二硫鍵的斷裂

10、 ：用過(guò)甲酸氧化法或巰基還原法拆分多肽鏈間的二硫鍵用過(guò)甲酸氧化法或巰基還原法拆分多肽鏈間的二硫鍵 四，測(cè)定每條多肽鏈的氨基酸組成，并計(jì)算出氨基酸成分的分子比五，分析多肽鏈的N-末端和C-末端N端分析方法1.二硝基氟苯（DNFB）法2.丹磺酰氯法:在堿性條件下，丹磺酰氯（二甲氨基萘磺酰氯）可以與N-端氨基酸的游離氨基作用，得到丹磺酰-氨基酸。此法的優(yōu)點(diǎn)是丹磺酰-氨基酸有很強(qiáng)的熒光性質(zhì)，檢測(cè)靈敏度可以達(dá)到1´10-9mol。3苯異硫氰酸(酯)法（PITC法、PTC法、PTH法、Edman降解法 ）4.氨肽酶（aminopeptidase, Apase）法 C端分析 1.硼氫化鋰還原法 2

11、.肼解法：也稱聯(lián)氨法；肼解法：此法是多肽鏈C-端氨基酸分析法。多肽與肼在無(wú)水條件下加熱，C-端氨基酸即從肽鏈上解離出來(lái)，其余的氨基酸則變成肼化物。肼化物能夠與苯甲醛縮合成不溶于水的物質(zhì)而與C-端氨基酸分離3.羧肽酶（carboxypeptidase, Cpase）法 羧肽酶來(lái)源專一性CpA胰臟能釋放除Pro、Arg和Lys以外的所有C端氨基酸CpB胰臟主要水解C端為Arg或Lys的肽鍵CpC植物或微生物相當(dāng)廣泛，幾乎能釋放C端的所有氨基酸CpY面包酵母可釋放C端所有氨基酸六，多肽鏈的部分?jǐn)嗔眩翰捎锰禺愋缘拿富蚧瘜W(xué)試劑將多肽樣品斷裂成兩套或多套肽段或肽碎片，并將其分離開(kāi)來(lái)（至少做兩套）?；瘜W(xué)方法

12、：1.溴化氰（CNBr）裂解法: 只斷裂由Met殘基的羧基參加形成的肽鍵。胰蛋白酶（trypsin）:常用，專一性強(qiáng)，只斷裂Lys或Arg的羧基參與形成的肽鍵。糜蛋白酶（chymotrypsin）：即胰凝乳蛋白酶。斷裂Phe,Trp,Tyr等疏水氨基酸的羧基參與形成的肽鍵。胃蛋白酶(pepsin)：斷裂鍵兩側(cè)殘基都是疏水性氨基酸。金黃色葡萄球蛋白酶：又稱Glu蛋白酶，在Glu和Asp殘基的羧基側(cè)斷裂肽鍵。梭狀芽孢桿菌蛋白酶：或稱Arg酶，專門裂解Arg殘基的羧基所形成的肽鍵。七，分離純化單一肽段八，測(cè)定每個(gè)肽段的氨基酸順序 ：1.Edman降解法2.酶降解法:外肽酶3.MS法4.根據(jù)核苷酸序列

13、的推定法九，確定肽段在多肽鏈中的次序：找重疊肽從而推斷整個(gè)肽鏈的氨基酸序列。 十，確定原多肽鏈中二硫鍵的位置 ：對(duì)角線電泳蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫(kù) 1.PIR（Protein Information Resource）數(shù)據(jù)庫(kù) 2.EMBL數(shù)據(jù)庫(kù)蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)構(gòu)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)：肽和肽鍵的結(jié)構(gòu)；多肽的化學(xué)性質(zhì)及等電點(diǎn)計(jì)算；蛋白質(zhì)的序列測(cè)定（部分蛋白酶的酶切位點(diǎn)和和化學(xué)試劑的斷裂位點(diǎn)；N，C端-氨基酸殘基的測(cè)定、二硫鍵定位、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)蛋白質(zhì)的序列）蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)：研究蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系主要是：研究多肽鏈中不同部位的殘基與生物功能的關(guān)系。進(jìn)行這方面的研究常用的方法有：同源蛋白質(zhì)氨基酸順序相似性分析、

14、氨基酸殘基的化學(xué)修飾及切割實(shí)驗(yàn)等。定義：蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)目種類排列順序等稱為蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。體內(nèi)的某些蛋白質(zhì)分子初合成時(shí)，常帶有抑制肽，呈無(wú)活性狀態(tài)，稱為蛋白質(zhì)原。蛋白質(zhì)原的部分肽鏈以特定的方式斷裂后，才變?yōu)榛钚苑肿?。同源蛋?homologous protein ) ：是指在不同生物體中行使相同或相似功能的蛋白質(zhì)。不變殘基（invariant residue )：同源蛋白中的氨基酸序列中有許多位置的氨基酸對(duì)所有種屬來(lái)說(shuō)都是相同的，把這些氨基酸稱為不變殘基。可變殘基（variable residue):其他位置的氨基酸殘基對(duì)不同物種有相當(dāng)大的變化，稱可變殘基。不同種屬的可變殘基有很大變化。

15、可用于判斷生物體間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近.*蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象是其功能活性的基礎(chǔ)，構(gòu)象發(fā)生變化，其功能活性也隨之改變。 在生物體內(nèi)，當(dāng)某種物質(zhì)特異地與蛋白質(zhì)分子的某個(gè)部位結(jié)合，觸發(fā)該蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生一定變化，從而導(dǎo)致其功能活性的變化，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的別構(gòu)效應(yīng)(allostery)。 許多蛋白質(zhì)的功能與其他分子的可逆結(jié)合有關(guān)，與蛋白質(zhì)發(fā)生可逆結(jié)合的分子叫配體（ligand)肌紅蛋白（myoglobin, Mb):存在于肌肉組織運(yùn)輸和貯存氧氣；一條多肽鏈和一個(gè)輔基血紅素構(gòu)成，含153個(gè)氨基酸殘基；肌紅蛋白氧合曲線（雙曲線）輔基血紅素（heme）；肌紅蛋白血紅蛋白家族以二價(jià)鐵()作為氧合結(jié)合部位。肌紅蛋白

16、血紅蛋白家族中鐵由有機(jī)分子原卟啉(protoporphyrin)固定。原卟啉與鐵的絡(luò)合物鐵原卟啉稱為血紅素(heme)。鐵原子可以是亞鐵或高鐵氧化態(tài)。只有亞鐵態(tài)的蛋白質(zhì)才能結(jié)合O2。血紅蛋白（hemoglobin，Hb):在血液中結(jié)合并轉(zhuǎn)運(yùn)氧；血紅蛋白的亞基組成；（血紅蛋白的氧飽和曲線呈“S”形）脊椎動(dòng)物的血紅蛋白由4個(gè)多肽亞基組成，兩個(gè)是一種亞基，兩個(gè)是另一種亞基。每個(gè)亞基都有一個(gè)血紅素基和一個(gè)氧結(jié)合部位。O2與肌紅蛋白的結(jié)合血紅素非共價(jià)地結(jié)合于肌紅蛋白分子的疏水空穴中；鐵在第5配位鍵與珠蛋白His93（近側(cè)His）的咪唑N結(jié)合，氧合時(shí)，第6配位被O2占據(jù)His64（遠(yuǎn)側(cè)His）與Fe原子距

17、離遠(yuǎn)而不發(fā)生相互作用，但與O2能緊密接觸。 血紅蛋白的兩種構(gòu)象： T態(tài)和R態(tài)無(wú)氧存在時(shí)，血紅蛋白血紅素Fe原子的第6個(gè)配位位置是空著的，生成去氧血紅蛋白；有氧存在時(shí)，能夠與氧結(jié)合形成氧合血紅蛋白；血紅蛋白存在兩種主要構(gòu)象態(tài)：T態(tài)（緊張態(tài)，tense state）和R態(tài)（松弛態(tài)，relaxed state）；O2和兩種構(gòu)象的Hb都能結(jié)合，但對(duì)R態(tài)Hb的親和力更高，并且氧的結(jié)合更穩(wěn)定了R態(tài)。當(dāng)血紅蛋白的一個(gè)亞基與氧分子結(jié)合以后，可引起其他亞基的構(gòu)象發(fā)生改變，對(duì)氧的親和力增加，從而導(dǎo)致整個(gè)分子的氧結(jié)合力迅速增高，使血紅蛋白的氧飽和曲線呈“S”形。 這種由于蛋白質(zhì)分子構(gòu)象改變而導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子功能發(fā)生改

18、變的現(xiàn)象稱為變構(gòu)效應(yīng)(allosteric effect)。 一個(gè)寡聚體蛋白質(zhì)的一個(gè)亞基與其配體結(jié)合后，能影響此寡聚體中另一個(gè)亞基與其配體的結(jié)合能力的想象，稱為亞基間的協(xié)同效應(yīng)(cooperativity)。 如果是促進(jìn)作用則稱為正協(xié)同效應(yīng)(positive cooperativity)如果是抑制作用則稱為負(fù)協(xié)同效應(yīng)（negative cooperativity)H+和CO2促進(jìn)氧的釋放（Bohr效應(yīng)）去氧血紅蛋白對(duì)+的親和力比氧合血紅蛋白大，增加+（降低pH）將提高氧從血紅蛋白中的釋放。+可看作血紅蛋白氧合的拮抗物（antagonist）；CO2水合將增加組織中的+（pH下降）；這種pH對(duì)血

19、紅蛋白對(duì)氧的親和力的影響被稱為Bohr效應(yīng)。BPG降低b對(duì)氧的親和力 ：BPG（2,3-二磷酸甘油酸）是Hb的一個(gè)重要的別構(gòu)效應(yīng)物；BPG帶多個(gè)負(fù)電荷，能結(jié)合在脫氧Hb的中央腔，并降低Hb對(duì)氧的親和力。 鏈His143的正電荷有利于結(jié)合BPG。血紅蛋白?。╤emoglobinopathy）：由于或或鏈發(fā)生了變化，如鐮刀狀貧血病(sickle-cell anemia)； 地中海貧血(thalassemia)：由于缺少了或鏈，如-和-地中海貧血。 “分子病” (molecular disease):由于基因結(jié)構(gòu)改變，蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵氨基酸發(fā)生改變,從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)功能障礙,出現(xiàn)相應(yīng)的臨床癥狀。

20、小結(jié)：肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能及氧結(jié)合曲線；血紅蛋白（hemoglobin,Hb)的結(jié)構(gòu)與功能及氧結(jié)合曲線；鐮刀形紅細(xì)胞貧血的機(jī)理；蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈骨架中原子的局部空間排列,不涉及側(cè)鏈的構(gòu)象。也就是該肽段主鏈骨架原子的相對(duì)空間位置。維持二級(jí)結(jié)構(gòu)的力量為：氫鍵蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要形式：1.-螺旋（-helix）:結(jié)構(gòu)要點(diǎn):多肽鏈主鏈圍繞中心軸形成右手螺旋，側(cè)鏈伸向螺旋外側(cè)。每圈螺旋含3.6個(gè)氨基酸，螺距為0.54nm。每個(gè)肽鍵的亞氨氫和第四個(gè)肽鍵的羰基氧形成的氫鍵保持螺旋穩(wěn)定。氫鍵與螺旋長(zhǎng)軸基本平行。永久性卷發(fā)是一項(xiàng)生物化學(xué)工程2、b-折疊(b- pleated shee

21、t):多肽鏈充分伸展，相鄰肽單元之間折疊成鋸齒狀結(jié)構(gòu)，側(cè)鏈位于鋸齒結(jié)構(gòu)的上下方。 兩段以上的 -折疊結(jié)構(gòu)平行排列 ，兩鏈間可順向平行，也可反向平行 。兩鏈間的肽鍵之間形成氫鍵，以穩(wěn)固 -折疊結(jié)構(gòu)。氫鍵與螺旋長(zhǎng)軸垂直。3、b-轉(zhuǎn)角(b- -turn): 肽鏈內(nèi)形成180º回折。含4個(gè)氨基酸殘基，第一個(gè)氨基酸殘基的 -C=O 和第四個(gè)殘基的 N-H 之間形成氫鍵。 第二個(gè)氨基酸殘基常為Pro。4、無(wú)規(guī)卷曲(coil):沒(méi)有確定規(guī)律性的肽鏈結(jié)構(gòu)。 影響二級(jí)結(jié)構(gòu)形成的因素:影響-螺旋形成的因素:氨基酸側(cè)鏈所帶電荷 、大小及形狀。 -折疊形成條件:要求氨基酸側(cè)鏈較小超二級(jí)結(jié)構(gòu):在蛋白質(zhì)分子中，

22、由若干相鄰的二級(jí)結(jié)構(gòu)單元組合在一起，彼此相互作用，形成有規(guī)則的、在空間上能辨認(rèn)的二級(jí)結(jié)構(gòu)組合體。超二級(jí)結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)層次上高于二級(jí)結(jié)構(gòu)，但沒(méi)有聚集成具有功能的結(jié)構(gòu)域基本的組合形式：；.和結(jié)構(gòu)域 :蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的若干個(gè)二級(jí)結(jié)構(gòu)和/或結(jié)構(gòu)花樣（motif）通常會(huì)依據(jù)特定的幾何位置排列形成較為致密的稱為“結(jié)構(gòu)域(domain)”的球形結(jié)構(gòu)。1.結(jié)構(gòu)域通常是幾個(gè)超二級(jí)結(jié)構(gòu)的組合，對(duì)于較小的蛋白質(zhì)分子，結(jié)構(gòu)域與三級(jí)結(jié)構(gòu)等同，即這些蛋白為單結(jié)構(gòu)域。2.結(jié)構(gòu)域一般由100200 個(gè)氨基酸殘基組成，但大小范圍可達(dá) 40400 個(gè)殘基。3.結(jié)構(gòu)域之間常形成裂隙，比較松散，往往是蛋白質(zhì)優(yōu)先被水解的部位。酶的活性中心往

23、往位于兩個(gè)結(jié)構(gòu)域的界面上。蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu):蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步盤旋、折疊，從而生成特定的空間結(jié)構(gòu)。包括主鏈和側(cè)鏈的所有原子的空間排布。一般非極性側(cè)鏈埋在分子內(nèi)部，形成疏水核，極性側(cè)鏈在分子表面。特征：長(zhǎng)度縮短:球形、橢球形、桿狀等；多數(shù)同時(shí)含有螺旋和折疊；氨基酸位置由側(cè)鏈極性決定：非極性（內(nèi)）、極性（表面，少數(shù)在內(nèi)部）、帶電（表面）；次級(jí)鍵維系：疏水鍵、鹽鍵、氫鍵、范德華力、二硫鍵；功能區(qū)：表面或特定部位。蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)：是指亞基的種類、數(shù)量以及各個(gè)亞基在寡聚蛋白質(zhì)中的空間排布和亞基間的相互作用。寡聚蛋白質(zhì)中亞基的立體排布及相互作用。亞基（s

24、ubunit)：是指寡聚蛋白中的每個(gè)獨(dú)立三級(jí)結(jié)構(gòu)單元。寡聚蛋白：是指許多蛋白質(zhì)是由兩個(gè)或兩個(gè)以上獨(dú)立的三級(jí)結(jié)構(gòu)通過(guò)非共價(jià)鍵結(jié)合成的多聚體。亞基之間的結(jié)合力主要是氫鍵和離子鍵。如，血紅蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu)得測(cè)定由佩魯茨1958年完成，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)為：球狀蛋白，寡聚蛋白，含四個(gè)亞基；兩條鏈，兩條鏈，22；鏈：141個(gè)殘基；鏈：146個(gè)殘基；分子量65 000；含四個(gè)血紅素輔基親水性側(cè)鏈基團(tuán)在分子表面，疏水性基團(tuán)在分子內(nèi)部。蛋白質(zhì)分子中的共價(jià)鍵：一級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)超二級(jí)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)域三級(jí)結(jié)構(gòu)亞基四級(jí)結(jié)構(gòu)次級(jí)鍵:維系蛋白質(zhì)分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)：肽鍵、二硫鍵維系蛋白質(zhì)分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)：氫鍵維系蛋白質(zhì)分子的三級(jí)結(jié)構(gòu)：疏水相互作

25、用力、氫鍵、范德華力、鹽鍵維系蛋白質(zhì)分子的四級(jí)結(jié)構(gòu)：范德華力、鹽鍵鍵的特點(diǎn)：氫鍵、范德華力、疏水相互作用力、鹽鍵，均為次級(jí)鍵;氫鍵、范德華力雖然鍵能小，但數(shù)量大;疏水相互作用力對(duì)維持三級(jí)結(jié)構(gòu)特別重要;鹽鍵數(shù)量小;二硫鍵對(duì)穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象很重要，二硫鍵越多，蛋白質(zhì)分子構(gòu)象越穩(wěn)定.知識(shí)點(diǎn):a-螺旋、 b-折疊和b-轉(zhuǎn)角的結(jié)構(gòu)特征;蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)、二級(jí)結(jié)構(gòu)、超二級(jí)結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域、三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)概念;維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的主要作用力。 蛋白質(zhì)的降解和氨基酸代謝氮平衡的意義：可以反映體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝的慨況。必需氨基酸(essential amino acid)：指體內(nèi)需要而又不能自身合成，必須由食物供給的氨基

26、酸，共有8種： Ile異亮、Leu亮、Met甲硫、Val纈、Lys賴、Phe苯丙、Trp色、Thr蘇。其余12種氨基酸體內(nèi)可以合成，稱非必需氨基酸。食物中的蛋白質(zhì)要經(jīng)過(guò)蛋白質(zhì)降解酶的作用降解為多肽和氨基酸被人體吸收的過(guò)程叫做蛋白質(zhì)降解1. 溶酶體（lysosome）無(wú)選擇的降解蛋白質(zhì)2. 泛素（ubiquitin）給選擇降解的蛋白質(zhì)加以標(biāo)記；真核細(xì)胞中蛋白質(zhì)的降解：需要ATP、泛素E1:泛素活化酶（Ubiquitin-activating enzyme）E2:泛素結(jié)合酶（ubiquitin-conjugating enzyme）E3:泛素蛋白質(zhì)連接酶（ubiquitin-protein lig

27、ase）（一）氨基酸的脫氨基作用1. 氧化脫氨基作用（oxidative deamination) ：氨基酸在酶的作用下氧化脫氫，同時(shí)釋放出氨基的過(guò)程催化氨基酸氧化脫氨的酶: L-氨基酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶和專一性氨基酸氧化酶。（這類酶是需氧酶，以FAD為輔酶）L-谷氨酸脫氫酶（L-glutamate dehydrogenase）：分布：Liver，Kidney，Brain ；不需氧脫氫酶；輔酶：NAD+ or NADP+；別構(gòu)抑制：GTP、ATP；別構(gòu)激活：GDP、ADP。谷氨酸脫氫酶是目前發(fā)現(xiàn)的廣泛而唯一存在于生物體內(nèi)專一性高活性的氨基酸酸脫氫酶2. 非氧化脫氨基作用：主要發(fā)生在微生物

28、中。3. 轉(zhuǎn)氨作用（transamination）：在轉(zhuǎn)氨酶的催化下， -氨基酸的氨基轉(zhuǎn)移到-酮酸的酮基碳原子上，結(jié)果原來(lái)的-氨基酸生成相應(yīng)的-酮酸，而原來(lái)的-酮酸則形成了相應(yīng)的-氨基酸，這種作用稱為轉(zhuǎn)氨基作用或氨基移換作用。谷丙轉(zhuǎn)氨酶(glutamic pyruvic transaminase,GPT)；谷草轉(zhuǎn)氨酶(glutamic oxaloacetic transaminase,GOT) 。谷氨酸Pyruvate 磷酸 醛 磷酸 丙酮酸 -Ketoglutarate (-KG)Ala-酮戊二酸 丙氨酸4. 聯(lián)合脫氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用與L-谷氨酸氧化脫氨基作用聯(lián)合起來(lái)進(jìn)行的脫氨方式。a、轉(zhuǎn)氨

29、酶與L-谷氨酸脫氫酶作用相偶聯(lián)。此種方式既是氨基酸脫氨基的主要方式，也是體內(nèi)合成非必需氨基酸的主要方式。主要在肝、腎組織進(jìn)行。通過(guò)轉(zhuǎn)氨和氧化脫氨聯(lián)合作用進(jìn)行脫氨b、轉(zhuǎn)氨基作用與嘌呤核苷酸循環(huán)相偶聯(lián)。此種方式主要在肌肉組織進(jìn)行。嘌呤核苷酸循環(huán)腺苷酸基 琥珀酸裂合酶 延胡索酸腺苷酸基 琥珀酸合成酶腺苷酸基琥珀酸AMP +H2ONH3-酮酸-氨基酸Glu-KGAOAAAsp + IMP轉(zhuǎn)氨酶 谷草轉(zhuǎn)氨酶 （二）脫羧基作用氨中毒(ammonia poisoning)：大量氨入腦，與-酮戊二酸合成谷氨酸，或與腦中的谷氨酸合成谷氨酰胺，造成腦中-酮戊二酸減少，TAC減弱，ATP生成減少，引起大腦功能障礙的

30、現(xiàn)象。嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致肝昏迷。氨的去路：1.重新被利用（重新合成氨基酸或者合成氨甲酰磷酸）2.排泄出體外氨的同化與貯存（1） 重新合成氨基酸（2） 合成氨甲酰磷酸谷氨酰胺的運(yùn)氨作用 反應(yīng)過(guò)程：谷氨酸 + NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶在腦、肌肉合成谷氨酰胺，運(yùn)輸?shù)礁魏湍I后再分解為氨和谷氨酸，從而進(jìn)行解毒。生理意義：谷氨酰胺是氨的解毒產(chǎn)物，也是氨的儲(chǔ)存及運(yùn)輸形式氨的轉(zhuǎn)運(yùn)：丙氨酸-葡萄糖循環(huán)(alanine-glucose cycle)生理意義： 肌肉中氨以無(wú)毒的丙氨酸形式運(yùn)輸?shù)礁巍?肝為肌肉提供葡萄糖。1932年德國(guó)學(xué)者克雷布斯（Krebs）等首先提出尿素生成的鳥氨酸循環(huán)學(xué)

31、說(shuō)。鳥氨酸循：蛋白質(zhì)的性質(zhì)與純化:蛋白質(zhì)穩(wěn)定的因素：1、水化膜:2、顆粒表面電荷:變性作用（denaturation）概念：在某些物理或化學(xué)因素作用下, 使蛋白質(zhì)分子原有的特定的空間結(jié)構(gòu)被破壞，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)性質(zhì)的改變以及生物活性的喪失的現(xiàn)象。物理因素: 加熱、紫外線、X-射線、超聲波等?；瘜W(xué)因素: 酸、堿、有機(jī)溶劑、蛋白變性劑（尿素、鹽酸胍）、重金屬鹽等。變性后的表現(xiàn)： 生物學(xué)活性消失 理化性質(zhì)改變蛋白質(zhì)的沉淀作用使蛋白質(zhì)從溶液中析出的現(xiàn)象稱為沉淀。方法： 鹽析有機(jī)溶劑沉淀法重金屬鹽沉淀生物堿試劑與某些酸類沉淀加熱變性沉淀法蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)主要與其定性、定量測(cè)定有關(guān)： 雙縮脲反應(yīng)雙縮脲在堿性溶液中能與硫酸銅反應(yīng)產(chǎn)生紅紫色絡(luò)合物通?？捎么朔磻?yīng)來(lái)定性鑒定蛋白質(zhì)，也可根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物的顏色深淺在540nm處進(jìn)行蛋白質(zhì)的定量測(cè)定。酚試劑（Folin-酚試劑）反應(yīng)蛋白質(zhì)分子中一般都含有酪氨酸，而酪氨酸中的酚基能將Folin-酚試劑中的磷鉬酸及磷鎢酸還原成藍(lán)色化合物（即鉬藍(lán)和鎢藍(lán)的混合物）。這一反應(yīng)常用來(lái)定量測(cè)定蛋白質(zhì)含量?？筛鶕?jù)反應(yīng)產(chǎn)物的顏色深淺在540nm處進(jìn)行蛋白質(zhì)的定量測(cè)定. 茚三酮反應(yīng)：由于蛋白質(zhì)多肽鏈兩端有游離的a-NH2和