生物化學(xué)高職案例蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能副本

蛋白質(zhì)（protein）是由氨基酸構(gòu)成的具有特定空間結(jié)構(gòu)的高分子有機化合物，是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。第１節(jié)蛋白質(zhì)的分子組成一、蛋白質(zhì)的元素組成

主要成分：C、H、O、N

。此外還有S、P等及一些微量元素。每克樣品蛋白質(zhì)含量=每克樣品含氮量×

6.25

蛋白質(zhì)含氮量較恒定，平均為16%，即1g蛋白氮相當(dāng)于6.25g蛋白質(zhì)。故分析生物樣品時：二、蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸

組成蛋白質(zhì)分子的基本單位是氨基酸（aminoacid）

。蛋白質(zhì)里的氨基酸有20種，除脯氨酸之外，其余均為α—氨基酸。（一）氨基酸的結(jié)構(gòu)特點1.相同點：均為α-aa2.不同點：側(cè)鏈R不同

3.特殊點：（1）除甘氨酸外，其余均為L-α-氨基酸（2）脯氨酸是α-亞氨基酸

α-氨基酸的結(jié)構(gòu)通式H甘氨酸CH3丙氨酸L-氨基酸的通式R根據(jù)氨基酸R基團(tuán)性質(zhì)分類（1）非極性疏水性側(cè)鏈氨基酸（2）極性中性側(cè)鏈氨基酸（3）酸性側(cè)鏈氨基酸（4）堿性側(cè)鏈氨基酸（二）氨基酸的分類第２節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)分子中氨基酸的連接方式和排列順序稱為蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)（primarystructure）。氨基酸的連接方式

一個蛋白質(zhì)分子所含氨基酸的數(shù)目各有不同，少的幾十個，多的可達(dá)幾萬個乃至幾十萬個。氨基酸是

如何連接？肽鍵與肽

二肽再與第三個氨基酸分子縮合就形成三肽。以此類推，可以形成四肽、五肽以至多肽。多肽分子形態(tài)為鏈狀，故稱多肽鏈。

肽鍵（peptidebond）

一個氨基酸的氨基與另一個氨基酸的羧基之間失水形成的酰胺鍵稱為肽鍵，所形成的化合物稱為肽。在多肽鏈中，氨基酸殘基按一定的順序排列，這種排列順序稱為氨基酸順序。通常在多肽鏈的一端含有一個游離的-氨基，稱為氨基端或N-端；在另一端含有一個游離的-羧基，稱為羧基端或C-端。氨基酸的順序是從N-端的氨基酸殘基開始，以C-端氨基酸殘基為終點的排列順序。如上述五肽可表示為：Ser-Val-Tyr-Asp-Gln

天然存在的重要多肽在生物體中，多肽最重要的存在形式是作為蛋白質(zhì)的亞單位。但是，也有許多分子量比較小的多肽以游離狀態(tài)存在。這類多肽通常都具有特殊的生理功能，常稱為活性肽。如：腦啡肽；激素類多肽；抗生素類多肽；谷胱甘肽；蛇毒多肽等。醫(yī)學(xué)上重要的多肽谷胱甘肽（GSH）功能基團(tuán)：—SH

多肽鏈?zhǔn)堑鞍踪|(zhì)分子的骨架，即主鏈。從主鏈上伸出的一些基團(tuán)，稱側(cè)鏈。一個蛋白質(zhì)分子可以由一條多肽鏈組成，也可以是由兩條或兩條以上的多肽鏈組成。

維持蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵是肽鍵，有的蛋白質(zhì)還包括二硫鍵。

胰島素的一級結(jié)構(gòu)

二、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)

空間結(jié)構(gòu)又稱構(gòu)象（conformation），是指蛋白質(zhì)中所有原子在三維空間的排布。

（一）蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)多肽鏈主鏈骨架原子在多個局部折疊、盤曲而形成的空間結(jié)構(gòu)稱為蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)（secondarystructure）。形成蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是肽鍵平面（肽單元）。

蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的形式

α-螺旋β-折疊β-轉(zhuǎn)角無規(guī)則卷曲維持二級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的化學(xué)鍵是氫鍵

1．α-螺旋：肽鏈的某段局部盤曲成螺旋結(jié)構(gòu)。

2．β-折疊：為一種比較伸展、呈鋸齒狀的肽鏈結(jié)構(gòu)。3．β-轉(zhuǎn)角：指多肽鏈中出現(xiàn)的一種180

度的轉(zhuǎn)折。4．無規(guī)則卷曲：是指沒有一定規(guī)律的松散

肽鏈結(jié)構(gòu)。

（二）蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)（tertiarystructure）是指整條多肽鏈所有原子的排布方式，包括多肽鏈的主鏈及側(cè)鏈的構(gòu)象。穩(wěn)定三級結(jié)構(gòu)的次級鍵包括：氫鍵、鹽鍵、疏水鍵和二硫鍵。三、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系（一）蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系一級結(jié)構(gòu)決定其空間結(jié)構(gòu)，空間結(jié)構(gòu)決定其功能。如：不同哺乳類動物胰島素的比較鐮狀細(xì)胞貧血

（二）蛋白質(zhì)空間構(gòu)象與功能的關(guān)系

變構(gòu)效應(yīng)在體內(nèi)普遍存在，對物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)和生理功能的變化是十分重要的。如Hb在體內(nèi)運輸氧的功能就是通過其分子構(gòu)象的微妙變化而實現(xiàn)的。

第３節(jié)

蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)電泳

蛋白質(zhì)在等電點pH條件下，不發(fā)生電泳現(xiàn)象。利用蛋白質(zhì)的電泳現(xiàn)象，可以將蛋白質(zhì)進(jìn)行分離純化。指帶電粒子在電場中向電性相反的電極移動的現(xiàn)象二、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)

蛋白質(zhì)是膠體物質(zhì)，溶液是親水膠體（hydrophiliccolloid）溶液。穩(wěn)定因素水化膜同種電荷

由于蛋白質(zhì)的分子量很大，它在水中能夠形成膠體溶液。蛋白質(zhì)溶液具有膠體溶液的典型性質(zhì)，如丁達(dá)爾現(xiàn)象、布郎運動等。由于膠體溶液中的蛋白質(zhì)不能通過半透膜，因此可以應(yīng)用透析法將非蛋白的小分子雜質(zhì)除去。蛋白質(zhì)溶液在高速離心時，由于離心力的作用，蛋白質(zhì)會下沉，稱蛋白質(zhì)的沉降現(xiàn)象。三、蛋白質(zhì)的沉淀（precipitation）

１、鹽析法:破壞水化層和電荷層不變性２、有機溶劑沉淀法:破壞水化層低溫變性慢３、重金屬鹽沉淀法:形成蛋白質(zhì)鹽變性４、有機酸試劑沉淀法:形成不溶性鹽變性蛋白質(zhì)分子聚集從溶液中析出的現(xiàn)象

變性蛋白質(zhì)的特點：

A、生物學(xué)活性喪失

B、溶解度降低，粘度增加

C、易被蛋白酶水解蛋白質(zhì)變性后，如設(shè)法將變性劑除去，該變性蛋白質(zhì)恢復(fù)其活性，這稱為蛋白質(zhì)復(fù)性。變性蛋白是否可復(fù)性，主要取決于變性程度，凝固蛋白是不可逆的。蛋白質(zhì)經(jīng)加熱煮沸，多肽鏈相互纏繞，即可變?yōu)檩^堅固的凝塊，這種現(xiàn)象稱蛋白質(zhì)凝固作用。大部分蛋白質(zhì)均含有帶芳香環(huán)的苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。這三種氨基酸在280nm紫外光譜附近有最大吸收峰值。因此，大多數(shù)蛋白質(zhì)在280nm紫外光譜附近顯示強的吸收。利用這個性質(zhì)，可以對蛋白質(zhì)進(jìn)行定性鑒定。五、蛋白質(zhì)的紫外吸收性質(zhì)六、蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)雙縮脲反應(yīng)：肽鍵與堿性銅試劑生成紫紅色化合物茚三酮反應(yīng)：游離氨基與茚三酮生成藍(lán)紫色化合物酚試劑反應(yīng)：酪氨酸的酚基與酚試劑生成藍(lán)色化合物蛋白質(zhì)分子中的肽鍵及某些氨基酸殘基的化學(xué)基團(tuán)可與某