生化第一章蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能

1、第一章，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能本章要點(diǎn)一、蛋白質(zhì)的元素組成：主要含有碳、氫、氧、氮、硫。各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均 為16%,蛋白質(zhì)是體內(nèi)的主要含氮物質(zhì)。1 .蛋白質(zhì)的動態(tài)功能：化學(xué)催化反應(yīng)、免疫反應(yīng)、血液凝固、物質(zhì)代謝調(diào)控、基因表達(dá)調(diào)控 和肌收縮等。2 .蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)功能：提供結(jié)締組織和骨的基質(zhì)、形成組織形態(tài)等。二、氨基酸1 .人體內(nèi)所有蛋白質(zhì)都是以 20種氨基酸為原料合成的多聚體，氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本 單位。2 .存在于自然界中的氨基酸有 300余種，但被生物體直接用于合成蛋白質(zhì)的僅有20種，且均屬L- a -氨基酸（除甘氨酸外）。3 .體內(nèi)也存在若干不參與蛋白質(zhì)合成但具有重要作用的L

2、- a -氨基酸，如參與合成尿素的鳥氨酸、瓜氨酸和精氨酸代琥珀酸。4 .20種氨基酸根據(jù)其側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)可分為5類：非極性脂肪族氨基酸：側(cè)鏈只有C、H原子。甘氨酸GGly丙氨酸AAla繳氨酸VVal亮氨酸LLeu異亮氨酸IIle脯氨酸PPro極性中性氨基酸：側(cè)鏈后J 0、N、S原子。絲氨酸SSer半胱氨酸CCys甲硫氨酸MMet天冬酰胺AAsn谷氨酰胺qGln蘇氨酸TThr含芳香環(huán)的氨基酸：側(cè)鏈中有了芳香環(huán)。苯丙氨酸FPhe酪氨酸YTyr色氨酸WTrp酸性氨基酸：側(cè)鏈中有了竣基。天冬氨酸DAsp谷氨酸EGlu堿性氨基酸：側(cè)鏈中有了氨基、月瓜基、咪陛基。精氨酸RArg賴氨酸KLys組氨酸H

3、His一般而言，非極性脂肪族氨基酸在水溶液中的溶解度小于極性中性氨基酸；芳香族氨基酸中苯基的疏水性較強(qiáng)，酚基和口引喋基在一定條件下可解離；酸性氨基酸的側(cè)鏈都含有竣基； 而堿性氨基酸的側(cè)鏈分別含有氨基、月瓜基或咪口坐基。5.20種氨基酸具有共同或特異的理化性質(zhì)：氨基酸具有兩性解離的性質(zhì)。 所有氨基酸都含有堿性的 a -氨基和酸性的a -竣基，可在酸性溶液中與質(zhì)子（ H + ）結(jié) 合呈帶正電荷的陽離子（），也可在堿性溶液中與（OH-）結(jié)合，失去質(zhì)子變成帶負(fù)電荷的陰離子（）。氨基酸是一種兩性電解質(zhì)，具有兩性解離的特性。 在某一 PH的溶液中，氨基酸解離成陽離子和陰離子的趨勢及程度相等，成為兼性離子，

4、呈電中性，此時(shí)溶液的 PH稱為該氨基酸的等電點(diǎn)。 取兼性離子兩邊的 pK值的平均值，即為此氨基酸的pI值：pI=1/2 （pK1+pK2 ）含共軻雙鍵的氨基酸具有紫外線吸收性質(zhì)含有共軻雙鍵的色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm波長附近。由于大多數(shù)蛋白質(zhì)含有酪氨酸和色氨酸殘基，所以測定蛋白質(zhì)溶液280nm的光吸收值，是分析溶液中蛋白質(zhì)含量的快速簡便的方法。氨基酸與苛三酮反應(yīng)生成藍(lán)紫色化合物苛三酮反應(yīng)指的是苛三酮水合物在弱酸性溶液中與氨基酸共加熱時(shí)，氨基酸被氧化脫氨、脫竣，而苛三酮水合物被還原，其還原物可與氨基酸加熱分解產(chǎn)生的氨結(jié)合，再與另一分子苛三酮縮合成為藍(lán)紫色的化合物，此化合物最大吸收峰在

5、570nm波長處。此吸收峰的大小與氨基酸釋放出的氨量成正比，所以可作為氨基酸定量分析方法，也可以用來鑒定蛋白質(zhì)的水解程度。三、氨基酸通過肽鍵連接而形成蛋白質(zhì)或活性肽寡肽：由10個(gè)以內(nèi)氨基酸相連而成的肽。多肽：更多的氨基酸相連而成的肽。氨基末端/N-端：游離a -氨基的一端。較基末端/C-端：游離a -較基的一端氨基酸殘基：肽鏈中的氨基酸分子因脫水縮合而基團(tuán)不全。蛋白質(zhì)是由許多氨基酸殘基組成、折疊成特定的空間結(jié)構(gòu)、 并就具有特定生物學(xué)功能的多肽。一般而論，蛋白質(zhì)的氨基酸殘基通常在50個(gè)以上，50個(gè)氨基酸殘基以下則仍稱為多肽。四、體內(nèi)的生物活性肽谷胱甘肽（GSH）第一個(gè)肽鍵是異肽鍵GSH的前基具有

6、還原性，可作為體內(nèi)重要的還原劑保護(hù)體內(nèi)蛋白質(zhì)或酶分子中疏基免遭 氧化，使蛋白質(zhì)或酶處在活性狀態(tài)。2GSHNADP+,B.GJHIS化初聘GSH百E贏2H2ONADPH*H*多肽類激素（促甲狀腺激素釋放激素等）神經(jīng)肽：在神經(jīng)傳導(dǎo)過程中起信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用的肽類。（腦啡肽、孤啡肽等） 五、蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu):蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)可分為一級、二級、三級和四級結(jié)構(gòu)。一級結(jié)構(gòu)為線狀結(jié)構(gòu)，二、三、 四級結(jié)構(gòu)為空間結(jié)構(gòu)（高級結(jié)構(gòu)）。并非所有的蛋白質(zhì)都有四級結(jié)構(gòu)，由一條肽鏈形成的蛋白質(zhì)只有一級、二級、三級結(jié)構(gòu)， 由2條或2條以上肽鏈形成的蛋白質(zhì)才有四級結(jié)構(gòu)。（一）、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)：從 N-端至C-端的氨基酸排列順序。化

7、學(xué)鍵：肽鍵。一級結(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)。蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)并不是決定蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的唯一因素。（二）、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu)，也就是該段肽鏈主 鏈骨架原子的相對空間位置，并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象?；瘜W(xué)鍵：氫鍵。肽鏈骨架原子：N （氨基氮）、C”（“-碳原子）、Co （厥基碳）3個(gè)原子一次重復(fù)排列。肽單元參與肽鍵的6個(gè)原子Cal, C, O, N,H,Ca2位于同一平面，C a 1和C a 2在平面 上所處的位置為反式構(gòu)型，此平面上的6個(gè)原子構(gòu)成了所謂的肽單元。 由于肽單元上Ca原子所連的兩個(gè)單鍵的自由旋轉(zhuǎn)角度，決定了兩個(gè)相鄰的肽單元平面 的

8、相對空間位置。超二級結(jié)構(gòu)：在許多蛋白質(zhì)分子中， 可由2個(gè)或2個(gè)以上具有二級結(jié)構(gòu)的肽段在空間上相互接近，形成一個(gè)有規(guī)則的二級結(jié)構(gòu)組合。（一類具有特殊功能的模體）模體：蛋白質(zhì)分子中具有特定空間構(gòu)象和特定功能的結(jié)構(gòu)成分。（鈣結(jié)合蛋白分子中的結(jié)合鈣離子的模體、鋅指結(jié)構(gòu)）模體的特征性空間構(gòu)象是其特殊功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是以一級結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的。一段肽鏈其氨基酸殘基的側(cè)鏈適合形成a -螺旋或3 -折疊，它就會出現(xiàn)相應(yīng)的二級結(jié)構(gòu)。1. a -螺旋走向：順時(shí)針方向（右手螺旋）。 氨基酸側(cè)鏈伸向螺旋外側(cè)。 每3.6個(gè)氨基酸殘基螺旋上升一圈，螺距為0.54nm。 “螺旋的每個(gè)肽鍵的 N-H和第四個(gè)肽鍵的玻

9、基氧形成氫鍵，氫鍵的方向與螺旋長軸基 本平行。肽鏈中的所有肽鍵中的全部談基氧和氨基氫都可參與形成氫鍵，以穩(wěn)固“螺旋。 在蛋白質(zhì)表面存在的“-螺旋，常具有兩性特點(diǎn)，即由3至4個(gè)疏水氨基酸殘基組成的肽 段與由3至4個(gè)親水氨基酸殘基組成的肽段交替出現(xiàn)，致使“螺旋的一側(cè)為疏水性氨基酸，另一側(cè)為親水性氨基酸，使之能在極性或非極性環(huán)境中存在。2.3 -折疊 多肽鏈充分伸展，每個(gè)肽單元以C”為旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，依次折疊成鋸齒狀結(jié)構(gòu)，氨基酸殘基側(cè)鏈交替地位于鋸齒狀結(jié)構(gòu)的上下方。所形成的鋸齒狀結(jié)構(gòu)一般比較短，只含5-8個(gè)氨基酸殘基。反平行更穩(wěn)定。 反平行肽段的間距：0.70nm。 通過肽鍵間的肽鍵?；鹾蛠啺被鶜湫纬蓺滏I

10、而穩(wěn)固3 -折疊結(jié)構(gòu)。3.3 -轉(zhuǎn)角3-轉(zhuǎn)角常發(fā)生于肽鏈進(jìn)行 180?；卣蹠r(shí)的轉(zhuǎn)角上。3 -轉(zhuǎn)角通常由4個(gè)氨基酸殘基組成，其第一個(gè)殘基的玻基氧和第四個(gè)殘基的氨基氫可形 成氫鍵。4.無規(guī)卷曲：沒有確定性的肽鏈結(jié)構(gòu)。（三）、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)：整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置，也就是整條肽鏈 所有原子在三維空間的排布位置?；瘜W(xué)鍵：疏水鍵、離子鍵、氫鍵、范德華力、二硫鍵。結(jié)構(gòu)域（三級結(jié)構(gòu)層次上的獨(dú)立功能區(qū)）：分子量較大的蛋白質(zhì)?？烧郫B成多個(gè)結(jié)構(gòu)較為緊密且穩(wěn)定的區(qū)域，并各行其功能。蛋白質(zhì)的多肽鏈須折疊成正確的空間構(gòu)象。 除一級結(jié)構(gòu)為決定因素外， 還需要一類稱為分 子伴侶的蛋白質(zhì)輔助下， 合成蛋白質(zhì)

11、才能折疊成正確的空間構(gòu)象。 只有形成正確的空間構(gòu)象 的蛋白質(zhì)才具有生物學(xué)功能。（四）、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子中各個(gè)亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用?；瘜W(xué)鍵：氫鍵、離子鍵。亞基：每一條多肽鏈都有其完整的三級結(jié)構(gòu)。2個(gè)亞基組成的四級結(jié)構(gòu)： 同二聚體：亞基結(jié)構(gòu)相同。 異二聚體：亞基分子不同。對于2個(gè)以上亞基構(gòu)成的蛋白質(zhì)， 單一亞基一般沒有生物學(xué)功能，完整的四級結(jié)構(gòu)是其發(fā)揮生物學(xué)功能的保證。六、蛋白質(zhì)的分類單蠶口施”|根據(jù)蛋白質(zhì)組成成分I-增百白孱蛋白質(zhì)的分類I 一I號罐蜂皿I根據(jù)，白質(zhì)形狀卜辭狀嘛白一1 .“蛋白質(zhì)家族”：氨基酸序列相似而且空間結(jié)構(gòu)與功能也十分相近的蛋白質(zhì)。2 .同

12、源蛋白質(zhì)：屬于同一蛋白質(zhì)家族的成員。3 .超家族：2個(gè)或2個(gè)以上的蛋白質(zhì)家族之間，其氨基酸序列的相似性并不高，但含有發(fā)揮 相似作用同一模體結(jié)構(gòu)。七、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系1 . 一級結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)。尿素（或鹽酸月瓜）破壞次級鍵，3 -疏基乙醇破壞二硫鍵。只要一級結(jié)構(gòu)（氨基酸序列）未被破壞，就有可能回復(fù)到原來的三級結(jié)構(gòu)，功能依然存在。（并不適用于所有蛋白質(zhì)）2 . 一級結(jié)構(gòu)相似的蛋白質(zhì)具有相似的高級結(jié)構(gòu)與功能。Example：肌紅蛋白與血紅蛋白。3 .氨基酸序列提供重要的生物進(jìn)化信息。Example ：細(xì)胞色素C。4 .重要蛋白質(zhì)的氨基酸序列改變可引起疾病。Example ：鐮刀型紅細(xì)胞貧

13、血癥 （血紅蛋白3亞基的第6位氨基酸從谷氨酸變成了繳氨酸）。 “分子病”：蛋白質(zhì)分子發(fā)生變異所導(dǎo)致的疾病。5 .蛋白質(zhì)的功能依賴特定空間結(jié)構(gòu)血紅素：鐵嚇琳化合物。（由4個(gè)口比咯環(huán)通過4個(gè)甲快基相連成為一個(gè)環(huán)形，F(xiàn)e2+居于環(huán)中）肌紅蛋白（Mb）: 一個(gè)只有三級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)8個(gè)a -螺旋結(jié)構(gòu)肽段。 整條多肽鏈折疊成緊密球狀分子，氨基酸殘基上的疏水側(cè)鏈大都在分子內(nèi)部，富極性及 電荷的側(cè)鏈則在分子表面，因此其水溶性較好。血紅素分子中的兩個(gè)丙酸側(cè)鏈以離子鍵形式與肽鏈中兩個(gè)堿性氨基酸側(cè)鏈上的正電荷 相連，加之肽鍵中的 F8組氨基酸殘基還與 Fe2+形成配位結(jié)合，所以血紅素輔基可與蛋 白質(zhì)部分穩(wěn)定結(jié)合。氧

14、解離曲線：直角雙曲線。血紅蛋白（Hb）: 4個(gè)亞基組成的四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)。 每個(gè)亞基結(jié)構(gòu)中間有一個(gè)疏水局部，可結(jié)合1個(gè)血紅素并攜帶1分子氧，因此一份子Hb共結(jié)合4分子氧。Hb亞基之間通過8對鹽鍵，使4個(gè)亞基緊密結(jié)合而形成親水的球狀蛋白質(zhì)。氧解離曲線：S狀曲線。 緊張態(tài)（T態(tài)）：未結(jié)合O2時(shí)，Hb的a 1/ 3 1和a 2/ 3 2呈對角排列，結(jié)構(gòu)較為緊密。T態(tài)Hb與O2的親和力小。 松弛態(tài)（R態(tài)）：隨著O2的結(jié)合，4個(gè)亞基的竣基末端之間的鹽鍵斷裂，其二級、三級、四級結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化，使 a 1/3 1和a 2/3 2的長軸形成15°夾角，結(jié)構(gòu)顯得相對松弛。T態(tài)轉(zhuǎn)變成R態(tài)是逐個(gè)結(jié)合 O2而

15、完成的。協(xié)同效應(yīng)：一個(gè)亞基與其配體（Hb中的配體為O2）結(jié)合后，能影響此寡聚體中另一亞基與配體的結(jié)合能力。正協(xié)同效應(yīng)負(fù)協(xié)同效應(yīng)變構(gòu)效應(yīng)（別構(gòu)效應(yīng)）：一個(gè)氧分子與 Hb亞基結(jié)合后引起亞基構(gòu)象變化。 變構(gòu)劑（效應(yīng)劑）：分子02。別構(gòu)蛋白：Hb。6.蛋白質(zhì)構(gòu)象改變可引起疾?。ㄈ绨柎暮ＤY，瘋牛病等）。八、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)1 .兩性解離與等電點(diǎn)蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)（pI）:當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一 pH,蛋白質(zhì)解離成正、負(fù)離子的趨勢相等， 即成為兼性離子，靜電荷為零，此時(shí)的溶液 pH。2 .蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)溶液的穩(wěn)定因素：蛋白質(zhì)膠體顆粒表面電荷水化膜3 .蛋白質(zhì)的變性(denaturation)： 一般

16、認(rèn)為蛋白質(zhì)的變性主要發(fā)生二硫鍵和非共價(jià)鍵的破壞， 不涉及一級結(jié)構(gòu)中氨基酸序列的改變。4 .蛋白質(zhì)的沉淀：蛋白質(zhì)變性后，疏水側(cè)鏈暴露在外，肽鏈融匯相互纏繞繼而聚集，因而 從溶液中析出。5 .蛋白質(zhì)的復(fù)性(renaturation):若蛋白質(zhì)變性程度較輕，去除變性因素后，有些蛋白質(zhì)仍可恢復(fù)或部分恢復(fù)其原有的構(gòu)象和功能。6 .蛋白質(zhì)的凝固作用：蛋白質(zhì)經(jīng)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿作用發(fā)生變性后，仍能溶解于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液 中，若將pH調(diào)至等電點(diǎn)，則變性蛋白質(zhì)立即結(jié)成絮狀的不溶解物，此絮狀物仍可溶解于強(qiáng) 酸和強(qiáng)堿中。如再加熱則絮狀物可變成比較堅(jiān)固的凝塊，此凝塊不易再溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中。 實(shí)際上凝固時(shí)蛋白質(zhì)變性后進(jìn)一步發(fā)展的

17、不可逆的結(jié)果。7 .蛋白質(zhì)在紫外光譜區(qū)有特征性吸收峰(含有共軻雙鍵的酪氨酸和色氨酸，280nm)。8 .蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)苛三酮反應(yīng)雙縮月尿反應(yīng)(利用成色深度可檢測蛋白質(zhì)的水解程度)：蛋白質(zhì)和多肽分子中的肽鍵在稀堿溶液中與硫酸銅共熱，呈現(xiàn)紫色或紅色。九、蛋白質(zhì)的分離、純化與結(jié)構(gòu)分析1 .透析(dialysis)：利用透析袋把大分子蛋白質(zhì)與小分子化合物分開的方法。2 .超濾法：應(yīng)用正壓力或離心力使蛋白質(zhì)溶液透過有一定截留分子量的超濾膜，達(dá)到濃縮 蛋白質(zhì)溶液的目的。3 .鹽析(salt precipitation):將硫酸俊、硫酸鈉、氯化鈉等加入蛋白質(zhì)溶液，使蛋白質(zhì)表面電 荷被中和以及水化膜被破壞，

18、導(dǎo)致蛋白質(zhì)在水溶液中的穩(wěn)定性因素去除而沉淀。4 .免疫沉淀法(用于特定蛋白質(zhì)定性和定量分析)：蛋白質(zhì)具有抗原性， 將某一純化蛋白質(zhì)免疫動物可獲得該蛋白的特異抗體。 利用特異抗體識別相應(yīng)的抗原蛋白，并形成抗原抗體復(fù)合物的性質(zhì)，可從蛋白質(zhì)混合溶液中分離獲得抗原蛋白。5 .電泳(electrophoresis):蛋白質(zhì)在高于或低于其 pI的溶液中成為帶電的顆粒，在電場中能 向正極或負(fù)極方向移動，通過蛋白質(zhì)在電場中泳動而達(dá)到分離各種蛋白質(zhì)的技術(shù)。Example：薄膜電泳帶正電荷的蛋白質(zhì)向負(fù)極泳動，帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)向正極泳動。 帶電多，分子量小的蛋白質(zhì)泳動速率快；帶電少，分子量大的蛋白質(zhì)泳動速率慢。6

19、.層析(chromatography)7 .超速離心法(ultracentrifugation)沉降系數(shù)(S)第一章復(fù)習(xí)要點(diǎn)I概念 I概述題論述題肽犍牛物活件肽谷胱甘肽 構(gòu)象肽單元模體鋅指結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)域分廣伴侶 亞基分/病 變構(gòu)效應(yīng) 蛋白質(zhì)構(gòu)象病 蛋白質(zhì)的變性和復(fù)性鹽析電泳層析 等電點(diǎn) 蛋白質(zhì) 的欣本結(jié)構(gòu)單體1簡述等電點(diǎn)在蛋白隨分寓純化中的應(yīng)用2簡述變構(gòu)效庖與蛋白質(zhì)和酣活性調(diào)行的關(guān)系3簡述血漿蛋白質(zhì)的分類及功能4簡述蛋白質(zhì)的分離、純化及鑒定技術(shù)5簡述氨基酸的理化性質(zhì)及在分離鑒定中的意義口1試述各種氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、分類依據(jù)，分析結(jié)構(gòu)與性 質(zhì)的關(guān)系。2闡述蛋白偵的結(jié)構(gòu),舉例說明蛋白偵的結(jié)構(gòu)與功能的

20、關(guān) 系，3端述蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)及在擊白質(zhì)分離純化中的應(yīng)用。一、簡答題1.多肽鏈答：蛋白質(zhì)分子中的多個(gè)氨基酸是通過肽鍵相連接的，形成鏈狀分子稱多肽鏈。肽鍵是一分子氨基酸的儀-蝮基與另一分子氨基酸的豆-氨基脫水縮合形成的酰胺鍵 （-CO-NH-）,屬共價(jià)鍵。肽鍵是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的主要化學(xué)鍵，此共價(jià)鍵較穩(wěn)定，不易受破壞。多肽鏈有兩端，有自由a-氨基的一端稱氨基末端或 a-N端；有自由 儀-竣基的一端稱為竣基末端或 c（-C一端。 2.蛋白質(zhì)的構(gòu)象 答：各種天然蛋白質(zhì)分子的多肽鏈?zhǔn)窃谝患壗Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上通過分子中若干單鍵的旋轉(zhuǎn)、盤曲、折疊形成特定的空間三維結(jié)構(gòu)，又稱為蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象。 構(gòu)象是指在三維空間中

21、分子中各個(gè)原子相互之間的關(guān)系， 構(gòu)象改變時(shí)只涉及穩(wěn)定原構(gòu)象的非共價(jià)鍵斷裂及再形成，而不涉及共價(jià)鍵的改變。各種蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)和生物學(xué)活性主要取決于它的特定空間構(gòu)象。蛋白質(zhì)的構(gòu)象包括主鏈構(gòu)象和側(cè)鏈構(gòu)象。包括：蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)；三級結(jié)構(gòu)；四級結(jié)構(gòu)。3 .蛋白質(zhì)變性及復(fù)性 答：蛋白質(zhì)的變性：蛋白質(zhì)在某些理化因素的作用下，蛋白質(zhì)嚴(yán)格的空間構(gòu)象受到破壞，從 而改變其理化性質(zhì)，并失去其生物活性，稱為蛋白質(zhì)的變性。蛋白質(zhì)的復(fù)性：蛋白質(zhì)變性具有可逆性，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)變性程度較輕， 可在消除變性因素條件下使蛋白質(zhì)恢復(fù)或部分恢復(fù)其原有的構(gòu)象和功能，稱為復(fù)性。但是許多蛋白質(zhì)或結(jié)構(gòu)復(fù)雜或變性后空間構(gòu)象嚴(yán)重破壞，不可能發(fā)生復(fù)

22、性，稱為不可逆性變性。4 . Motif答：在蛋白質(zhì)分子中特別是球形蛋白質(zhì)分子中，經(jīng)常有若干個(gè)相鄰的二級結(jié)構(gòu)元件組合在一起，彼此相互作用形成種類不多的、有規(guī)律的二級結(jié)構(gòu)組合或二級結(jié)構(gòu)串，在多種蛋白質(zhì)中充當(dāng)三級結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，稱為超二級結(jié)構(gòu)或模序。如螺旋一環(huán)-螺旋、鋅指結(jié)構(gòu)等。5 .別構(gòu)作用（變構(gòu)作用）答：變構(gòu)效應(yīng)：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)生改變的現(xiàn)象稱為變構(gòu)效 應(yīng)。引起變構(gòu)效應(yīng)的小分子稱變構(gòu)效應(yīng)劑。協(xié)同效應(yīng)：一個(gè)亞基與其配體結(jié)合后，能影響此寡聚體中另一亞基與配體的結(jié)合能力，稱為協(xié)同效應(yīng)。如果是促進(jìn)作用則稱為正協(xié)同效應(yīng)；反之則為負(fù)協(xié)同效應(yīng)。6 .蛋白質(zhì)變性與沉淀和凝固的區(qū)別答：蛋

23、白質(zhì)在某些理化因素的作用下，蛋白質(zhì)嚴(yán)格的空間構(gòu)象受到破壞，從而改變其理化性質(zhì)，并失去其生物活性，稱為蛋白質(zhì)的變性。變性后由于肽鏈松散，面向內(nèi)部的疏水基團(tuán)暴 露于分子表面，蛋白質(zhì)分子溶解度降低并互相凝聚而易于沉淀，其活性隨之喪失。蛋白質(zhì)的沉淀和凝固：蛋白質(zhì)分子相互聚集而從溶液中析出的現(xiàn)象稱為沉淀。變性后的蛋白質(zhì)由于疏水基團(tuán)的暴露而易于沉淀，但沉淀的蛋白質(zhì)不一定都是變性后的蛋白質(zhì)。加熱使蛋白質(zhì)變性時(shí)使其變成比較堅(jiān)固的凝塊，此凝塊不易再溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的凝固，凡凝固的蛋白質(zhì)一定發(fā)生變性。問答題1 .就蛋白質(zhì)的艮結(jié)構(gòu)而論，側(cè)鍵R基團(tuán)指向什么方向？為什么一種穩(wěn)定的P-結(jié)構(gòu)需要側(cè)鏈R基

24、小的氨基酸？答：肽鏈近于充分伸展的Z構(gòu)，各個(gè)肽單元以C值 為旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，依次折疊，側(cè)面看成鋸齒狀結(jié)構(gòu)。肽鏈成平行排列，相鄰肽段的肽鏈相互交替形成氫鍵，這是維持3 折疊構(gòu)象穩(wěn)定的主要因素。肽鏈中的氨基酸殘基的 R側(cè)鏈垂直于相鄰的兩個(gè)肽平面的交線，交替地分布于3一折疊的兩側(cè)。就絲心蛋白而論，由 Gly和Ala交替構(gòu)成的多肽鏈在一面都是 H,而在另一 面都是甲基，而且位于同一面的 R基因相互鄰近。只有當(dāng)氨基酸側(cè)鏈很小時(shí)，它們才能契入到P結(jié)構(gòu)中，使3 折疊穩(wěn)定。2 .測定蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的基本步驟有哪些？答：蛋白質(zhì)樣品的準(zhǔn)備測定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的數(shù)目根據(jù)蛋白質(zhì)N一末端或C-末端殘基的摩爾數(shù)和蛋白質(zhì)的相對分

25、子質(zhì)量可以確定蛋白質(zhì)分子中的多肽鏈數(shù)目。拆分蛋白質(zhì)分子的多肽鏈如果蛋白質(zhì)分子是由一條以上多肽鏈構(gòu)成的，則這些鏈必須加以拆分。可用變性劑如8mol/L尿素，6mol/L,鹽酸月瓜或高濃度鹽處理打開 共價(jià)鍵，就能使寡聚蛋白質(zhì)中的亞基拆開；用氧化劑或還原劑將二硫鍵斷裂。用相應(yīng)的方法分離純化各亞基分析每一多肽鏈（亞基）的氨基酸組成裂解多肽鏈成較小的片段用兩種或幾種不同的斷裂方法 （指斷裂點(diǎn)不一樣）將每條多肽鏈樣品降解成兩套或幾套重疊的肽段或稱肽碎片。每套肽段進(jìn)行分離、純化，鑒定多肽鏈的N末端和C一末端殘基。以便建立兩個(gè)重要的氨基酸序列參考點(diǎn)。測定各肽段的氨基酸序列目前最常用的肽段測序方法是Edman降

26、解法，并有自動序列分析儀可供利用。此外尚有酶解法和質(zhì)譜法等。排列成完整的氨基酸序列結(jié)構(gòu)重建完整多肽鏈的一級結(jié)構(gòu)利用兩套或多套肽段的氨基酸序列彼此間有交錯(cuò)重疊可以拼湊出原來的完整多肽鏈的氨基酸序列。確定半胱氨酸殘基間形成的S-S交聯(lián)橋的位置。應(yīng)該指出，氨基酸序列測定中不包括輔基成分分析，但是它應(yīng)屬于蛋白質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)。3 . a-螺旋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？答： 各肽鏈以C曲子為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，以肽鏈平面為單位，形成穩(wěn)固的右手螺旋。 每螺旋有3. 6個(gè)氨基酸殘基，螺距約0. 54nm,每個(gè)氨基酸殘基繞螺旋中心軸放置100 °,上升 0. 15nm。 相鄰兩螺旋之間借螺旋上段肽鍵的口 C=0和下段口 NH

27、形成鏈內(nèi)氫鍵而穩(wěn)定，即主鏈中螺旋段的第一個(gè)肽鏈平面的a- NH與后面第四個(gè)肽鍵平面的 口 C=0構(gòu)成氫鍵。 各氨基酸殘基的側(cè)鏈 R基因均伸向螺旋外側(cè)。R基團(tuán)的大小、電荷狀態(tài)及形狀對 a-螺旋的形成及穩(wěn)定有影響。4 .何為氨基酸的等電點(diǎn)？如何計(jì)算精氨酸的等電點(diǎn)？(精氨酸的 “竣基、a 氨基和月瓜 基的pK值分另1J為2.17, 8.04和12.48)答：氨基酸具有氨基和竣基， 均可游離成帶正電荷或負(fù)電荷的離子，此外有些氨基酸的側(cè)鏈液能解離成帶電荷的基團(tuán)， 當(dāng)氨基酸解離成陽離子和陰離子的趨勢及程度相等時(shí)，成為兼性離子，呈電中性，此時(shí)溶液的pH值為該氨基酸的等電點(diǎn)。精氨酸由三個(gè)可解離的基團(tuán)，根據(jù)精氨

28、酸的電離時(shí)產(chǎn)生的兼性離子，其兩邊的pK值分別為 12. 48 和 9. 04,所以 pI = ( 12. 48+9. 04) / = 10. 76。5 .怎樣理解亞基締合對蛋白質(zhì)功能的影響？答：亞基締合形成四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子能夠產(chǎn)生極其重要的功能效果，亞基與亞基通過接觸或通過解聚或聚合溝通了單個(gè)亞基之間的信息聯(lián)系，一個(gè)配基或底物分子與蛋白質(zhì)分子中某一亞基結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的效果會傳遞，影響其它亞基進(jìn)一步作用的過程。這種亞基間的相互作用為生化過程中的調(diào)節(jié)控制提供了一種作用模式，因而具有普遍的重要性，使得具有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子在表達(dá)功能時(shí)可被調(diào)節(jié)，接受信息，這樣就在更高的層次上，更完善地表達(dá)蛋白質(zhì)的功能

29、，適應(yīng)機(jī)體的需要。6 .什么是蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)？它主要有哪幾種？各有何特征？答：白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈主鏈原子的局部空間排布，不包括側(cè)鏈的構(gòu)象。它主要有a螺旋、3 折疊、3 轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲四種。在“-螺旋結(jié)構(gòu)中，多肽鏈主鏈圍繞中心軸以右手螺旋方式旋轉(zhuǎn)上升，每隔 3. 6個(gè)氨 基酸殘基上升一圈。氨基酸殘基的側(cè)鏈伸向螺旋外側(cè)。每個(gè)氨基酸殘基的亞氨基上的氫與第四個(gè)氨基酸殘基?；系难跣纬蓺滏I，以維持a-螺旋穩(wěn)定。在3-折疊結(jié)構(gòu)中，多肽鏈的肽鍵平面折疊成鋸齒狀結(jié)構(gòu)，側(cè)鏈交錯(cuò)位于鋸齒狀結(jié)構(gòu)的上下方。兩條以上肽鏈或一條肽鏈內(nèi)的若干肽段平行排列，通過鏈間厥基氧和亞氨基氫形成氫鍵，維持3 -折疊構(gòu)象穩(wěn)定。在球狀蛋白質(zhì)分子中，肽鏈主鏈常出現(xiàn)1800回折，回折部分稱為3-轉(zhuǎn)角。B-轉(zhuǎn)角通常有4個(gè)氨基酸殘基組成，第二個(gè)殘基常為輔氨酸。無規(guī)卷曲是指肽鏈中沒有確定規(guī)律的結(jié)構(gòu)。7 .引起蛋白質(zhì)變性的作用及作用機(jī)制有哪些？5.答：引起蛋白質(zhì)變性的因素很多，物理因素如：熱、光等，化學(xué)因素如酸、堿、有機(jī)溶齊I、三氯乙酸和去垢劑等，它們的作用機(jī)制分別如下：熱變性主要是肽段受過分的熱振蕩而引起氫鏈破壞，熱變性一般是不可逆的，在溶 液中則出現(xiàn)凝固沉淀現(xiàn)象，冷卻后就難以再溶液，