蛋白質(zhì)1經(jīng)典案例課件

1、 第一章 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(Structure and function of Proteins)蛋白質(zhì)1經(jīng)典案例課件本章要點(diǎn)蛋白質(zhì)分子組成特點(diǎn)：C、H、O、N，N占16基本組成單位氨基酸L-氨基酸分類:四大類理化性質(zhì)肽與肽鍵及氨基酸殘基、N末端、C末端的概念蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)：定義、化學(xué)鍵二級(jí)結(jié)構(gòu)：定義、化學(xué)鍵、種類、 肽單元及motif概念四級(jí)結(jié)構(gòu)及亞基：定義、化學(xué)鍵三級(jí)結(jié)構(gòu)：定義、化學(xué)鍵、結(jié)構(gòu)域蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)：兩性電離、膠體、變性及沉淀、 紫外吸收、呈色反應(yīng)分離純化及結(jié)構(gòu)分析：透析、沉淀、電泳、層析、超離等蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系本章蛋白質(zhì)分子組成特點(diǎn)：C、H、O、N，N占16基本組成

2、單蛋白質(zhì)1經(jīng)典案例課件第一節(jié) 蛋白質(zhì)的分子組成單純蛋白質(zhì)：分子中僅含aa蛋白質(zhì)分類結(jié)合蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)部分無機(jī)離子有機(jī)化合物輔基按組成按形狀：球狀和纖維狀按功能：酶、載體、運(yùn)動(dòng)、結(jié)構(gòu)、支架、免疫等第一節(jié) 蛋白質(zhì)的分子組成單純蛋白質(zhì)：分子中僅含aa蛋白質(zhì)分一、蛋白質(zhì)元素組成： C、H、O、N、S等，N占16 蛋白含量測定（凱氏定氮法）： 每克樣品中所含蛋白質(zhì)的克數(shù) = 每克樣品中的含氮量（克） 6.25一、蛋白質(zhì)元素組成：(Amino acid)L- 氨基酸（甘氨酸除外）（一）氨基酸的結(jié)構(gòu)和分類二、(Amino acid)L- 氨基酸（甘氨酸除外）（一）氨基酸結(jié)構(gòu)通式H3NCCOOHHRHOCCHO

3、HCH2OHL- 氨基酸L-甘油醛氨基酸結(jié)構(gòu)通式H3NCCOOHHRHOCCHOHCH2OHL非極性疏水氨基酸非極性疏水氨基酸蛋白質(zhì)1經(jīng)典案例課件酸性氨基酸堿性氨基酸酸性氨基酸堿性氨基酸羥脯氨酸和羥賴氨酸羥脯氨酸和羥賴氨酸+NH3+NH3+NH3+NH3（二）氨基酸的理化性質(zhì)兩性解離與等電點(diǎn)( isoelectric point，pI )pI =pK1 + pK22=2.35 + 9.692= 6.02陽離子 兼性離子 陰離子 (zwitterion)OH OHH +H+pK1= 2.35 pK2= 9.69以丙氨酸為例（參見P29表2-1）:（二）氨基酸的理化性質(zhì)兩性解離與等電點(diǎn)( isoe

4、lectr三種芳香族氨基酸的紫外吸收光譜Trp與Tyr在280nm波長處有吸收峰，可用于蛋白定量分析酪氨酸色氨酸吸光度波長nm苯丙氨酸0 240 250 260 270 280 290 3006 5 4 3 2 1 02、氨基酸的紫外吸收三種芳香族氨基酸的紫外吸收光譜酪氨酸色氨酸吸光度波長nm苯丙3、與茚三酮的呈色反應(yīng)：藍(lán)紫色，可用于aa定性及定量分析3、與茚三酮的呈色反應(yīng)：藍(lán)紫色，可用于aa定性及定量分析第二節(jié) 蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)第二節(jié) 蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)一、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)一、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)1經(jīng)典案例課件（10-50aa）（10-50aa）蛋白質(zhì)1經(jīng)典案例課件A：多肽鏈的結(jié)構(gòu)式；B：中

5、文表示法；C：英文三字母表示法；D：英文一字母表示法。書寫多肽鏈時(shí)，從氨基末端寫起，并寫在左面。ABCD多肽鏈的表示法：A：多肽鏈的結(jié)構(gòu)式；B：中文表示法；C：英文三字母表示法；A（二）（二）蛋白質(zhì)1經(jīng)典案例課件 蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)（primary structure）是指蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的氨基酸排列順序和二硫鍵的位置。維系一級(jí)結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵主要是肽鍵，有些含有二硫鍵。（三）蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)1、蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的概念 蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)（primary struc 人胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)胰島素由A、B兩條多肽鏈組成，A鏈含21個(gè)氨基酸殘基，B鏈含30個(gè)氨基酸殘基。A鏈內(nèi)有一個(gè)鏈內(nèi)二硫鍵，A與B之間有兩個(gè)

6、鏈間二硫鍵。由于兩條鏈之間由共價(jià)鍵相連接，所以胰島素沒有四級(jí)結(jié)構(gòu)。SerGlyIleValGluGlnCysCysThrIleCysSerLeuTyrGlnLeuGluAsnTyrCysAsnPheValAsnGlnHisLeuCysGlySerHisLeuValGluAlaLeuTyrLeuValCysGlyGlyGluArgPhePheTyrThrProLysThrNH215101520COOHA鏈NH2151015202530HOOCB鏈 人胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)SerGlyIleValGluGlnCy二、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)：二、三、四級(jí)（一）蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)(secondar

7、y structure)是指蛋白質(zhì)分子中某一段多肽鏈主鏈原子的空間分布狀態(tài)，不涉及側(cè)鏈的空間排布。構(gòu)成蛋白質(zhì)主鏈空間構(gòu)象的基本單位是肽單元（peptideunit) 或稱肽鍵平面。二、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)：二、三、四級(jí)（一）蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu) 1. 肽單元1. 肽單元 肽平面 肽平面（helix）2. 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)象1) -螺旋（helix）（helix）2. 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)象結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：以肽單元為單位，以C為旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，形成右手螺旋每經(jīng)過3.6個(gè)氨基酸，螺旋上升一周，螺距0.54nm 第一個(gè)肽鍵的-CO- 與第四個(gè)肽鍵的NH形成氫鍵，維持螺旋的穩(wěn)定 性，氫鍵的方向與中心軸方向基本平行。

8、氨基酸側(cè)鏈伸向外側(cè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：氨基酸側(cè)鏈影響-螺旋的形成:氨基酸側(cè)鏈影響-螺旋的形成:(pleated sheet)2) 折疊（ pleated sheet）(pleated sheet)2) 折疊（ pl順平行順平行結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：多肽鏈充分伸展，肽單元以C為旋轉(zhuǎn)點(diǎn)依次折疊成鋸齒狀結(jié)構(gòu)（或折紙狀） 氨基酸側(cè)鏈交替位于鋸齒狀結(jié)構(gòu)的上下方常常2個(gè)以上的-折疊平行排列，相互之間走向可以相同，亦可以相反，平行的肽段之間形成氫鍵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：Growth hormone receptor：Growth hormone receptor：(turn & random coil)3) 轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲(turn & r

9、andom coil)3) 轉(zhuǎn)角和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：-轉(zhuǎn)角常出現(xiàn)在肽鏈呈180回折處多由4個(gè)氨基酸殘基組成，第1個(gè)氨基酸的CO與第4個(gè)NH形成氫鍵。 轉(zhuǎn)角的第2個(gè)氨基酸多為脯氨酸，有時(shí)可為Gly。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：3. 模體（motif)超二級(jí)結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)分子中具有二級(jí)結(jié)構(gòu)的肽段相互靠近，形成具有特定功能的空間構(gòu)象，或者單個(gè)具有特定功能的短小肽段，稱為模體。類型：螺旋束、折疊-螺旋-折疊、鋅指、亮氨酸拉鏈、發(fā)夾環(huán)、螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋等3. 模體（motif)超二級(jí)結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)分子中具有二級(jí)結(jié)蛋白質(zhì)1經(jīng)典案例課件-螺旋-轉(zhuǎn)角HTH模體結(jié)構(gòu)示意圖螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋模體由2個(gè)螺旋和1個(gè)轉(zhuǎn)角組成，是DNA結(jié)合蛋白三維結(jié)構(gòu)

10、中的一部分螺旋螺旋 轉(zhuǎn)角NC-螺旋-轉(zhuǎn)角HTH模體結(jié)構(gòu)示意圖螺旋螺旋 轉(zhuǎn)角NC（二）蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是多肽鏈中所有原子（包括主鏈和側(cè)鏈）在三維空間的排布位置與它們的相互關(guān)系。穩(wěn)定三級(jí)結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵是非共價(jià)鍵（次級(jí)鍵），有些包括二硫鍵。 次級(jí)鍵：氫鍵、離子鍵（鹽鍵）、疏水作用、Van der Waals力（原子間的相互引力）（二）蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是多肽蛋白質(zhì)1經(jīng)典案例課件蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)域 某些多肽鏈在形成三級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，可形成一個(gè)或數(shù)個(gè)球狀或纖維狀的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域都折疊緊密，各自行使其特定的功能，這些區(qū)域稱為結(jié)構(gòu)域（domain）。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)域 某些多肽鏈在形成

11、三級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，可細(xì)胞癌基因src的表達(dá)產(chǎn)物Src結(jié)構(gòu)展開圖此蛋白是典型的非受體型酪氨酸蛋白激酶，含三個(gè)結(jié)構(gòu)域：SH2、SH3和蛋白激酶。其C端含一個(gè)可被磷酸化的酪氨酸殘基。SH2和SH3可分別識(shí)別蛋白質(zhì)的相關(guān)結(jié)構(gòu)，并與之相結(jié)合。蛋白激酶結(jié)構(gòu)域具有蛋白激酶活性（見第十九章細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)）。NCSH3SH2蛋白激酶可被磷酸化酪氨酸殘基細(xì)胞癌基因src的表達(dá)產(chǎn)物Src結(jié)構(gòu)展開圖此蛋白是典型的非受（三）蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu) 各亞基之間通過非共價(jià)鍵相互作用形成的多聚體結(jié)構(gòu)，稱。 穩(wěn)定蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵是氫鍵、離子鍵、疏水作用和Van der Waals力等次級(jí)鍵。（三）蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu) 各亞基之間通過非共1

12、221NCNC血紅蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu)成人血紅蛋白由2條鏈和2條鏈組成,各亞基分別含一個(gè)血紅素.1221NCNC血紅蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu)成人血紅蛋白由2條-螺旋-折疊-轉(zhuǎn)角無規(guī)卷曲-螺旋-折疊-轉(zhuǎn)角無規(guī)卷曲蛋白質(zhì)1經(jīng)典案例課件蛋白質(zhì)1經(jīng)典案例課件蛋白質(zhì)1經(jīng)典案例課件 一、A型題（1-32) 1.使蛋白質(zhì)和酶分子顯示巰基的氨基酸是 A.蛋氨酸 B.胱氨酸 C.半胱氨酸 D.谷氨酸 E.賴氨酸 一、A型題（1-32)2.蛋白質(zhì)分子引起280nm光吸收的最主要 成分是 A.肽鍵 B.半胱氨酸的-SH基 C.苯丙氨酸的苯環(huán) D.色氨酸的吲哚環(huán) E.組氨酸的咪唑環(huán) 2.蛋白質(zhì)分子引起280nm光吸收的最主要3.以下哪一種氨基酸不具備不對(duì)稱碳原子 A.甘氨酸 B.絲氨酸 C.半胱氨酸 D.蘇氨酸 E.丙氨酸蛋白質(zhì)1經(jīng)典案例課件4.維系蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵是 A.氫鍵 B.肽鍵 C.鹽鍵 D.疏水鍵 E.范德華力4.維系蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵是 5.組成蛋白質(zhì)的基本單位是A.L-氨基酸 B.D-氨基酸 C.L-氨基酸 D.L,D-氨基酸 E