蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能1

本門課程內(nèi)容簡介：第一篇生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能

第一章蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能

第二章核酸的結(jié)構(gòu)與功能第三章酶第二篇物質(zhì)代謝與調(diào)節(jié)

第四章糖代謝第五章脂代謝第六章生物氧化第七章氨基酸代謝第八章核苷酸代謝第三篇生命信息的傳遞與調(diào)控

第十章DNA的生物合成第十一章RNA的生物合成第十二章蛋白質(zhì)的生物合成第十四章基因工程第四篇醫(yī)學(xué)專題篇本文檔共129頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期三\18點3分成績評定總成績

100分實驗成績30%期末考試成績60%平時成績10%課時數(shù)：56(理論36，實驗20)

本文檔共129頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期三\18點3分第一章蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能StructureandFunctionofProtein本文檔共129頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期三\18點3分Protein——

來自希臘字母，意思是“頭等重要的，原始的”蛋白質(zhì)——

來源于對蛋清（清蛋白）的研究

分布廣：所有器官、組織都含有蛋白質(zhì)；細(xì)胞的各個部分都含有蛋白質(zhì)。含量高：蛋白質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)最豐富的有機分子，占人體干重的45％，某些組織含量更高，例如脾、肺及橫紋肌等高達(dá)80％。本文檔共129頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期三\18點3分

1833年P(guān)ayen和Persoz分離出淀粉酶。1864年Hoppe-Seyler從血液分離出血紅蛋白，并將其制成結(jié)晶。19世紀(jì)末Fischer證明蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的，并將氨基酸合成了多種短肽

。1938年德國化學(xué)家GerardusJ.Mulder引用“Protein”

一詞來描述蛋白質(zhì)。

大事記：本文檔共129頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期三\18點3分1951年P(guān)auling采用X（射）線晶體衍射發(fā)現(xiàn)了蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)——α-螺旋(α-helix)。

1953年FrederickSanger完成胰島素一級序列測定。1962年JohnKendrew和MaxPerutz確定了血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)。20世紀(jì)90年代以后后基因組計劃。本文檔共129頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期三\18點3分一、什么是蛋白質(zhì)?蛋白質(zhì)(protein)是由許多氨基酸(aminoacids)通過肽鍵(peptidebond)相連形成的高分子含氮化合物。本文檔共129頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期三\18點3分1）酶的生物催化作用二、蛋白質(zhì)具有重要的生物學(xué)功能本文檔共129頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期三\18點3分2）調(diào)控作用參與基因調(diào)控：組蛋白、非組蛋白等參與代謝調(diào)控：如激素或生長因子等本文檔共129頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期三\18點3分3）運動與支持機體的結(jié)構(gòu)蛋白：頭發(fā)、骨骼、牙齒、肌肉等本文檔共129頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期三\18點3分4）參與運輸貯存的作用血紅蛋白——運輸氧銅藍(lán)蛋白——運輸銅鐵蛋白——貯存鐵本文檔共129頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期三\18點3分5）免疫保護作用抗原抗體反應(yīng)凝血機制本文檔共129頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期三\18點3分6）參與細(xì)胞間信息傳遞信號傳導(dǎo)中的受體、信息分子等7）氧化供能本文檔共129頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期三\18點3分第一節(jié)蛋白質(zhì)的分子組成

TheMolecularComponentofProtein本文檔共129頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期三\18點3分一、組成蛋白質(zhì)的元素

有些蛋白質(zhì)還含有少量的P、Fe、Cu、Mn、Zn、Se、I等。

C50~55%H6~7%O19~24%N13~19%S0~4%主要元素組成本文檔共129頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期三\18點3分

各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均為16％。

由于體內(nèi)的含氮物質(zhì)以蛋白質(zhì)為主，因此，只要測定生物樣品中的含氮量，就可以根據(jù)以下公式推算出蛋白質(zhì)的大致含量：100克樣品中蛋白質(zhì)的含量(g%)=每克樣品含氮克數(shù)×6.25×100蛋白質(zhì)元素組成的特點凱氏定氮法：本文檔共129頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期三\18點3分二、氨基酸

——

組成蛋白質(zhì)的基本單位存在自然界中的氨基酸有300余種，但組成人體蛋白質(zhì)的基本氨基酸僅有20種本文檔共129頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期三\18點3分H甘氨酸CH3丙氨酸L-氨基酸的通式R（一）氨基酸的結(jié)構(gòu)本文檔共129頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期三\18點3分

基本氨基酸中，除脯氨酸和甘氨酸外其余均屬于L-α-氨基酸。例外：Pro——

亞氨基酸Gly——

沒有手性本文檔共129頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期三\18點3分非極性疏水性氨基酸極性中性氨基酸酸性氨基酸堿性氨基酸（二）氨基酸的分類分類依據(jù)：R側(cè)鏈基團的結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)的不同本文檔共129頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期三\18點3分甘氨酸

glycine

Gly

G

5.97丙氨酸

alanineAlaA

6.00纈氨酸

valineValV

5.96亮氨酸

leucineLeuL

5.98

異亮氨酸

isoleucineIleI

6.02

苯丙氨酸

phenylalaninePheF

5.48脯氨酸

prolineProP

6.30側(cè)鏈含有烴基，吲哚環(huán)或甲硫基等非極性基團，具有疏水性質(zhì)本文檔共129頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期三\18點3分色氨酸

tryptophanTryW

5.89絲氨酸

serineSerS

5.68酪氨酸

tyrosineTryY

5.66

半胱氨酸

cysteineCysC

5.07

蛋氨酸

methionine

MetM

5.74天冬酰胺

asparagineAsnN

5.41

谷氨酰胺

glutamineGlnQ

5.65

蘇氨酸

threonineThrT5.602.極性中性氨基酸：側(cè)鏈含有酰胺基、羥基等極性基團，有親水性本文檔共129頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期三\18點3分——側(cè)鏈基團上的羧基在中性溶液中解離后帶負(fù)電荷。3.酸性氨基酸Glu，Asp天冬氨酸asparticacidAspD2.97谷氨酸glutamicacidGluE3.22本文檔共129頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期三\18點3分4.堿性氨基酸His，Arg，Lys——側(cè)鏈基團中的氨基、胍基或咪唑基，在中性溶液中解離后帶正電荷。組氨酸

His（H）

7.59賴氨酸Lys（K）

9.74精氨酸

Arg（R）

10.76本文檔共129頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期三\18點3分另外：1、蛋白質(zhì)中的很多氨基酸是經(jīng)過加工修飾的——修飾氨基酸如：脯氨酸羥基化成羥脯氨酸賴氨酸羥基化成羥賴氨酸2、半胱氨酸Cys常以胱氨酸的形式存在本文檔共129頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期三\18點3分

半胱氨酸+胱氨酸二硫鍵-HH本文檔共129頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期三\18點3分三、氨基酸的理化性質(zhì)1、氨基酸的物理性質(zhì)可溶于水，不溶于苯、醚等有機溶劑(鹽的特性）熔點高（>200℃，分解點）（有機偶極離子的特性）

氨基酸在水中的溶解度大小不一，但均可溶于強酸或強堿溶液中。除甘氨酸、丙氨酸和亮氨酸外，其余氨基酸均不溶于無水乙醇，幾乎所有的氨基酸均不溶于乙醚。

氨基酸為無色或白色晶體。熔點較高，一般在200～300℃之間。但往往在受熱達(dá)熔點前就分解，放出C02。氨基酸易溶于強酸、強堿等極性溶液中，大多難溶于有機溶劑。有些氨基酸有味，谷氨酸鈉有鮮味，是味精的主要成分。27本文檔共129頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期三\18點3分

2、氨基酸的化學(xué)性質(zhì)

氨基酸分子中既含有氨基又含有羧基，因此它具有羧酸和胺類化合物的性質(zhì)；同時，由于氨基與羧基之間相互影響及分子中R-基團的某些特殊結(jié)構(gòu)，又顯示出一些特殊的性質(zhì)。（1）兩性離解和等電點有酸性又有堿性，分別顯示了-COOH和-NH2

的特征反應(yīng)。陰離子兩性離子陽離子溶液中，氨基酸能以正離子、負(fù)離子和兩性離子三種形式存在，形成一個動態(tài)平衡體系。本文檔共129頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期三\18點3分等電點(isoelectricpoint,pI)

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，呈電中性。此時溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點。本文檔共129頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期三\18點3分3、當(dāng)調(diào)節(jié)溶液的pH值小于氨基酸的等電點時，該氨基酸主要以陽離子形式存在，在電場中移向陰極。1、當(dāng)調(diào)節(jié)溶液的pH值大于某氨基酸的等電點時，該氨基酸主要以陰離子形式存在，在電場中移向陽極；結(jié)論：2、當(dāng)調(diào)節(jié)溶液的pH值等于氨基酸的等電點時，該氨基酸主要以兩性離子形式存在，在電場中不定向移動。本文檔共129頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期三\18點3分想一想1、氨基酸分子中，既含有酸性的

基，又含有堿性的

基，因而氨基酸是

化合物。

2、丙氨酸的等當(dāng)點PI=6.00，當(dāng)溶液的pH>6時，丙氨酸主要以

離子形式存在；當(dāng)溶液的pH<6時，主要以

離子形式存在；當(dāng)PH=6時，主要以

離子形式存在。3、苯丙氨酸的等電點為5.48，若將該溶液調(diào)節(jié)為PH=7，苯丙氨酸主要以

離子形式存在，若將該溶液調(diào)節(jié)為PH=4，苯丙氨酸主要以

離子形式存在本文檔共129頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期三\18點3分（2）.紫外吸收

色氨酸和酪氨酸的最大吸收峰在280nm附近。本文檔共129頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期三\18點3分紫外分分光度法：大多數(shù)蛋白質(zhì)含有這兩種氨基酸殘基，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。芳香族氨基酸的紫外吸收本文檔共129頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期三\18點3分3．顯色反應(yīng)

茚三酮反應(yīng)：氨基酸可與茚三酮縮合產(chǎn)生藍(lán)紫色化合物，最大吸收峰在570nm。該反應(yīng)可作為蛋白質(zhì)定性、定量分析的基礎(chǔ)。本文檔共129頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期三\18點3分

茚三酮用于鑒定氨基酸，反應(yīng)十分靈敏，是鑒定氨基酸的最簡便方法。

常用來檢測指紋，這是由于指紋表面所蛻落的蛋白質(zhì)和肽中含有的賴氨酸殘基，被茚三酮檢測。在室溫條件下，它是一種白色的固體物質(zhì)，溶于乙醇和丙酮。35本文檔共129頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期三\18點3分四、肽與生物活性肽（一）肽(peptide)

肽是由氨基酸通過肽鍵縮合而形成的化合物。本文檔共129頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期三\18點3分+-HOH甘氨酰甘氨酸肽鍵本文檔共129頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期三\18點3分肽鍵(peptidebond)：是由一個氨基酸的-羧基與另一個氨基酸的-氨基脫水縮合而形成的化學(xué)鍵，本質(zhì)為酰胺鍵。氨基酸殘基(residue):肽鏈中的氨基酸分子因為脫水縮合而基團不全，被稱為氨基酸殘基。本文檔共129頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期三\18點3分*兩分子氨基酸縮合形成二肽，三分子氨基酸縮合則形成三肽……*由十個以內(nèi)氨基酸相連而成的肽稱為寡肽(oligopeptide)，由更多的氨基酸相連形成的肽稱多肽(polypeptide)。*多肽鏈(polypeptidechain)是指許多氨基酸之間以肽鍵連接而成的一種結(jié)構(gòu)。本文檔共129頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期三\18點3分N末端：多肽鏈中有自由氨基的一端C末端：多肽鏈中有自由羧基的一端多肽鏈有方向性：Ala-Tyr-Asp-GlyNCN端C端本文檔共129頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期三\18點3分N末端C末端牛核糖核酸酶本文檔共129頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期三\18點3分（二）幾種生物活性肽1.谷胱甘肽(glutathione,GSH)本文檔共129頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期三\18點3分GSH過氧化物酶H2O22GSH2H2OGSSG

GSH還原酶NADPH+H+NADP+GSH有抗氧化劑的作用，可還原細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的過氧化氫本文檔共129頁；當(dāng)前第43頁；編輯于星期三\18點3分谷胱甘肽的生理功用：解毒作用：參與氧化還原反應(yīng)：保護巰基酶的活性：抗氧化劑作用，維持紅細(xì)胞膜的穩(wěn)定：

本文檔共129頁；當(dāng)前第44頁；編輯于星期三\18點3分

體內(nèi)許多激素屬寡肽或多肽

神經(jīng)肽(neuropeptide)2.多肽類激素及神經(jīng)肽本文檔共129頁；當(dāng)前第45頁；編輯于星期三\18點3分五、蛋白質(zhì)的分類

*根據(jù)蛋白質(zhì)組成成分單純蛋白質(zhì)：如，血清清蛋白結(jié)合蛋白質(zhì)=蛋白質(zhì)部分+非蛋白質(zhì)部分如：糖蛋白、脂蛋白、磷蛋白、金屬蛋白等*根據(jù)蛋白質(zhì)形狀纖維狀蛋白質(zhì)：多為結(jié)構(gòu)蛋白，難溶于水球狀蛋白質(zhì)：多數(shù)具有生理活性，多數(shù)可溶如酶、免疫球蛋白等等本文檔共129頁；當(dāng)前第46頁；編輯于星期三\18點3分分類輔基舉例脂蛋白脂類血漿脂蛋白（VLDL、LDL、HDL等）糖蛋白糖基或糖鏈膠原蛋白、纖連蛋白等核蛋白核酸核糖體磷蛋白磷酸基團酪蛋白（casein）血紅素蛋白血紅素（鐵卟啉）血紅蛋白、細(xì)胞色素c黃素蛋白黃素核苷酸（FAD、FMN）琥珀酸脫氫酶金屬蛋白鐵鐵蛋白鋅乙醇脫氫酶鈣鈣調(diào)蛋白錳丙酮酸羧化酶銅細(xì)胞色素氧化酶結(jié)合蛋白質(zhì)及其輔基本文檔共129頁；當(dāng)前第47頁；編輯于星期三\18點3分習(xí)題：1．在各種蛋白質(zhì)分子中，含量比較相近的元素是____，測得某蛋白質(zhì)樣品含氮量為15.2克，該樣品白質(zhì)含量應(yīng)為____克。2．組成蛋白質(zhì)的基本單位是____，它們的結(jié)構(gòu)均為____，它們之間靠____鍵彼此連接而形成的物質(zhì)稱為____。3．氨基酸分子中，既含有酸性的

基，又含有堿性的

基，因而氨基酸是

化合物。4、由于氨基酸既含有堿性的氨基和酸性的羧基，可以在酸性溶液中帶____電荷，在堿性溶液中帶____電荷，因此，氨基酸是____電解質(zhì)。當(dāng)所帶的正、負(fù)電荷相等時，氨基酸成為____離子，此時溶液的pH值稱為該氨基酸的____。5．根據(jù)氨基酸R基性質(zhì)不同，氨基酸可分為

、

、

和

。不同氨基酸之間的差異在于

不同。

本文檔共129頁；當(dāng)前第48頁；編輯于星期三\18點3分名詞解釋：1．氨基酸2．肽3．肽鍵4.寡肽5.多肽6.氨基酸的等電點

7．谷胱甘肽選擇題（單選）：1．蛋白質(zhì)分子的元素組成特點是：A.含氮量約16%B.含大量的碳C.含少量的硫

D.含大量的磷E.含少量的金屬離子2．測得某一蛋白質(zhì)樣品的含氮量為0.40g，此樣品約含蛋白質(zhì)多少g？3．下列含有兩個羧基的氨基酸是：A.精氨酸B.賴氨酸C.甘氨酸D.色氨酸E.谷氨酸本文檔共129頁；當(dāng)前第49頁；編輯于星期三\18點3分4．含有疏水側(cè)鏈的氨基酸有：A.色氨酸、精氨酸B.精氨酸、亮氨酸C.苯丙氨酸、異亮氨酸D.天冬氨酸、丙氨酸E.谷氨酸、蛋氨酸5．組成蛋白質(zhì)的單位是：A.L-α-氨基酸B.D-α-氨基酸C.L-β-氨基

D.D-β-氨基酸E.L、D-α-氨基酸6．在pH6.0的緩沖液中電泳，哪種氨基酸基本不動？A.精氨酸B.丙氨酸C.谷氨酸D.天冬氨酸E.賴氨酸7．在pH7.0時，哪種氨基酸帶正電荷？A.丙氨酸B.亮氨酸C.賴氨酸

D.谷氨酸E.蘇氨酸8．天然蛋白質(zhì)中不存在的氨基酸是：A.半胱氨酸B.脯氨酸C.絲氨酸

D.蛋氨酸E.瓜氨酸9．蛋白質(zhì)分子中的主要化學(xué)鍵是：A.肽鍵B.二硫鍵C.酯鍵D.鹽鍵E.氫鍵本文檔共129頁；當(dāng)前第50頁；編輯于星期三\18點3分10．多肽鏈中主鏈骨架的組成是：A.-NCCNNCCNNCCN-B.-CHNOCHNOCHNO-C.-CONHCHCONHC-D.-CNOHCNOHCNOH-E.-CNHOCNHOCNHO-本文檔共129頁；當(dāng)前第51頁；編輯于星期三\18點3分多選題：1．蛋白質(zhì)特異的生物學(xué)功能主要有：A.是各種組織的基本組成成分

B.催化功能C.收縮及運動功能

D.免疫功能E.調(diào)節(jié)功能2．組成蛋白質(zhì)的基本元素主要有：A.碳B.氫C.磷D.氧E.氮3．關(guān)于組成蛋白質(zhì)的氨基酸的論述，哪些是正確的？A.在α-碳上均含有氨基或亞氨基

B.所有的α-碳原子都是不對稱碳原子C.除甘氨酸外都屬于L型氨基酸

D.在天然蛋白質(zhì)分子中也含有D型氨基酸E.各種氨基酸的側(cè)鏈基本相同本文檔共129頁；當(dāng)前第52頁；編輯于星期三\18點3分4．關(guān)于肽鍵論述哪些是不正確的？A.肽鍵是由氨基酸的氨基和羧基間脫水而成

B.肽鍵具有部分雙鍵性質(zhì)C.肽鍵的鍵長比普通單鍵要長

D.肽鍵可以自由旋轉(zhuǎn)E.肽鍵是蛋白質(zhì)的主要化學(xué)鍵5.關(guān)于肽的論述，哪些是正確的？A.肽是由氨基酸殘基靠肽鍵連接而成

B.肽是組成蛋白質(zhì)的基本單位C.肽的水解產(chǎn)物是氨基酸殘基

D.含有兩個肽鍵的肽稱為三肽E.多肽鏈?zhǔn)堑鞍踪|(zhì)的基本結(jié)構(gòu)6．關(guān)于蛋白質(zhì)的組成正確的有：A.由C、H、O、N等多種元素組成

B.含氮量相當(dāng)接近約為6.25%C.基本單位均為α-氨基酸

D.構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸均含有不對稱碳原子E.氨基酸的排列順序決定了蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象本文檔共129頁；當(dāng)前第53頁；編輯于星期三\18點3分7．下列氨基酸中，有分支側(cè)鏈的是A.亮氨酸B.異亮氨酸C.纈氨酸

D.天冬酰胺E.谷氨酰胺8．下列氨基酸中，具有親水側(cè)鏈的是A.蘇氨酸B.絲氨酸C.亮氨酸

D.谷氨酸E.丙氨酸9．蛋白質(zhì)的紫外吸收特性是由下列哪些結(jié)構(gòu)引起的？A.苯丙氨酸的苯環(huán)

B.酪氨酸的酚基C.色氨酸的吲哚基

D.組氨酸的異吡唑基E.纈氨酸的異丙基本文檔共129頁；當(dāng)前第54頁；編輯于星期三\18點3分

第二節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)

TheMolecularStructureofProtein本文檔共129頁；當(dāng)前第55頁；編輯于星期三\18點3分蛋白質(zhì)是由許多氨基酸單位通過肽鍵連接起來的，具有特定分子結(jié)構(gòu)的高分子化合物。構(gòu)象是由于有機分子中單鍵的旋轉(zhuǎn)所形成的。蛋白質(zhì)的構(gòu)象通常由非共價鍵（次級鍵）來維系本文檔共129頁；當(dāng)前第56頁；編輯于星期三\18點3分蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)包括（人為劃分）

一級結(jié)構(gòu)(primarystructure)二級結(jié)構(gòu)(secondarystructure)三級結(jié)構(gòu)(tertiarystructure)四級結(jié)構(gòu)(quaternarystructure)高級結(jié)構(gòu)本文檔共129頁；當(dāng)前第57頁；編輯于星期三\18點3分本文檔共129頁；當(dāng)前第58頁；編輯于星期三\18點3分定義：蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指多肽鏈中氨基酸的排列順序。(包括蛋白質(zhì)分子中所有的二硫鍵的位置）一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)主要的維系鍵：肽鍵，有些蛋白質(zhì)還包括二硫鍵。

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)。但不是決定蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的唯一因素本文檔共129頁；當(dāng)前第59頁；編輯于星期三\18點3分二、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)，即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

。定義

主要的維系鍵：

氫鍵

本文檔共129頁；當(dāng)前第60頁；編輯于星期三\18點3分

由于C=O雙鍵中的π電子云與N原子上的未共用電子對發(fā)生“電子共振”，使肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。蛋白質(zhì)立體結(jié)構(gòu)原則本文檔共129頁；當(dāng)前第61頁；編輯于星期三\18點3分肽鍵平面——由于肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)，使參與肽鍵構(gòu)成的六個原子被束縛在同一平面上，這一平面稱為肽鍵平面或肽單元。（一）肽單元本文檔共129頁；當(dāng)前第62頁；編輯于星期三\18點3分由于α-碳原子與其他原子之間均形成單鍵，因此兩相鄰的肽鍵平面可以作相對旋轉(zhuǎn)本文檔共129頁；當(dāng)前第63頁；編輯于星期三\18點3分(二）蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要形式

-螺旋(-helix)

-折疊(-pleatedsheet)

-轉(zhuǎn)角(-turn)

無規(guī)卷曲(randomcoil)

本文檔共129頁；當(dāng)前第64頁；編輯于星期三\18點3分1.α-螺旋：α-螺旋是多肽鏈的主鏈原子沿一中心軸盤繞所形成的有規(guī)律的螺旋構(gòu)象本文檔共129頁；當(dāng)前第65頁；編輯于星期三\18點3分

結(jié)構(gòu)特征：⑴為一右手螺旋，側(cè)鏈伸向螺旋外側(cè)⑵螺旋每圈包含3.6個氨基酸殘基,螺距0.54nm；⑶螺旋以氫鍵維系（氨基酸的N-H和相鄰第四個氨基酸的羰基氧C=O之間。氫鍵方向與螺旋軸基本平行）

本文檔共129頁；當(dāng)前第66頁；編輯于星期三\18點3分2.-折疊β-折疊是由若干肽段或肽鏈排列起來所形成的扇面狀片層構(gòu)象本文檔共129頁；當(dāng)前第67頁；編輯于星期三\18點3分β-折疊包括平行式和反平行式兩種類型本文檔共129頁；當(dāng)前第68頁；編輯于星期三\18點3分結(jié)構(gòu)特征：⑴由若干條肽段或肽鏈平行或反平行排列組成片狀結(jié)構(gòu)；⑵主鏈骨架伸展呈鋸齒狀；⑶涉及的肽段較短，一般為5～10個氨基酸殘基；⑷借相鄰主鏈之間的氫鍵維系。本文檔共129頁；當(dāng)前第69頁；編輯于星期三\18點3分3.-轉(zhuǎn)角

是多肽鏈180°回折部分所形成的一種二級結(jié)構(gòu)無規(guī)卷曲是用來闡述沒有確定規(guī)律性的那部分肽鏈結(jié)構(gòu)。

4.無規(guī)卷曲本文檔共129頁；當(dāng)前第70頁；編輯于星期三\18點3分（三）模體(motif)在許多蛋白質(zhì)分子中，可發(fā)現(xiàn)二個或三個具有二級結(jié)構(gòu)的肽段，在空間上相互接近，形成一個特殊的空間構(gòu)象，被稱為模體

鈣結(jié)合蛋白中結(jié)合鈣離子的模體本文檔共129頁；當(dāng)前第71頁；編輯于星期三\18點3分螺旋－折疊－折疊2個His和2個Cys與Zn離子結(jié)合螺旋區(qū)與DNA結(jié)合鋅指結(jié)構(gòu)本文檔共129頁；當(dāng)前第72頁；編輯于星期三\18點3分（四）氨基酸殘基的側(cè)鏈對二級結(jié)構(gòu)形成的影響蛋白質(zhì)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-螺旋或β-折疊，它就會出現(xiàn)相應(yīng)的二級結(jié)構(gòu)。

本文檔共129頁；當(dāng)前第73頁；編輯于星期三\18點3分三、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)疏水鍵、離子鍵、氫鍵和VanderWaals力等。主要的維系鍵：非共價鍵（次級鍵）整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置。即肽鏈中所有原子在三維空間的排布位置。（一）定義本文檔共129頁；當(dāng)前第74頁；編輯于星期三\18點3分本文檔共129頁；當(dāng)前第75頁；編輯于星期三\18點3分

肌紅蛋白(Mb)N端C端

為單肽蛋白質(zhì)，含有153個氨基酸，有8個螺旋區(qū)本文檔共129頁；當(dāng)前第76頁；編輯于星期三\18點3分三級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)對于單一多肽鏈的蛋白質(zhì)，三級結(jié)構(gòu)是它的最高級結(jié)構(gòu)，只有具有完整的三級結(jié)構(gòu)，才具有全部的生物學(xué)功能本文檔共129頁；當(dāng)前第77頁；編輯于星期三\18點3分（二）結(jié)構(gòu)域大分子蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)?？煞指畛梢粋€或數(shù)個球狀或纖維狀的區(qū)域，折疊得較為緊密，各行使其功能，稱為結(jié)構(gòu)域(domain)。本文檔共129頁；當(dāng)前第78頁；編輯于星期三\18點3分四、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)亞基(subunit)

有些蛋白質(zhì)分子含有二條或多條多肽鏈，每一條多肽鏈都有完整的三級結(jié)構(gòu)，稱為蛋白質(zhì)的亞基。

胰島素受體：由4個亞基組成(α2β2)，α亞基與β亞基形成單體(monomer)，2個單體形成二聚體(dimer)。

本文檔共129頁；當(dāng)前第79頁；編輯于星期三\18點3分亞基之間的結(jié)合力主要是疏水作用，其次是氫鍵和離子鍵。蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用，稱為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。本文檔共129頁；當(dāng)前第80頁；編輯于星期三\18點3分血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)

本文檔共129頁；當(dāng)前第81頁；編輯于星期三\18點3分血紅蛋白的四個亞基緊密結(jié)合，亞基之間的維系鍵是亞基之間的8個鹽鍵本文檔共129頁；當(dāng)前第82頁；編輯于星期三\18點3分習(xí)題：1、決定蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象和生物學(xué)功能的是蛋白質(zhì)的____級結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是指多肽鏈中____的排列順序。2、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的____構(gòu)象，多肽鏈的折疊盤繞是以____為基礎(chǔ)的，常見的二級結(jié)構(gòu)形式包括____，____，____和____。3、維持蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵是____，它們是在肽鍵平面上的____和____之間形成。4、穩(wěn)定蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的次級鍵包括____，____，____和____等。名詞解釋：1．蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)2．蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)3、α-螺旋

4．模體5．次級鍵6．結(jié)構(gòu)域7．亞基8、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)9、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)本文檔共129頁；當(dāng)前第83頁；編輯于星期三\18點3分單選題：1、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)是指下面的哪一種情況：氨基酸種類的數(shù)量B.分子中的各種化學(xué)鍵

C.多肽鏈的形態(tài)和大小D.氨基酸殘基的排列順序E.分子中的共價鍵2.維持蛋白質(zhì)分子一級結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵是：A.鹽鍵B.氫鍵C.疏水鍵D.二硫鍵E.肽鍵3.蛋白質(zhì)分子中α-螺旋構(gòu)象的特點是：A.肽鍵平面充分伸展B.靠鹽鍵維持穩(wěn)定C.螺旋方向與長軸垂直D.多為左手螺旋E.以上都不是4.下列哪種結(jié)構(gòu)不屬于蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)：A.α-螺旋B.雙螺旋C.β-片層D.β-轉(zhuǎn)角E.不規(guī)則卷曲5.維持蛋白質(zhì)分子中α-螺旋穩(wěn)定的主要化學(xué)鍵是：A.肽鍵B.氫鍵C.疏水作用D.二硫鍵E.范德華力6.主鏈骨架以180°返回折疊，在連續(xù)的4個氨基酸中第一個殘基的C＝O與第四個殘基的N＝H可形成氫鍵的是：A.α-螺旋B.β-折疊C.無規(guī)卷曲D.β-轉(zhuǎn)角E.以上都不是本文檔共129頁；當(dāng)前第84頁；編輯于星期三\18點3分7.關(guān)于蛋白質(zhì)分子三級結(jié)構(gòu)的描述錯誤的是：A.天然蛋白質(zhì)分子均有的這種結(jié)構(gòu)

B.具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈都具有生物活性C.三級結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性主要是次級鍵維系

D.親水基團多聚集在三級結(jié)構(gòu)的表面E.決定盤曲折疊的因素是氨基酸殘基8.維系蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的最主要化學(xué)鍵或作用力是：A.二硫鍵B.鹽鍵C.氫鍵D.范德華力E.疏水作用9.維系蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的最主要化學(xué)鍵或作用力是：A.二硫鍵B.疏水作用C.氫鍵D.范德華力E.鹽鍵10.具有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子中，亞基間不存在的化學(xué)鍵是：A.二硫鍵B.疏水作用C.氫鍵D.范德華力E.鹽鍵11.下列哪種蛋白質(zhì)具有四級結(jié)構(gòu)：A.核糖核酸酶B.胰蛋白酶C.乳酸脫氫酶D.胰島素E.胃蛋白酶本文檔共129頁；當(dāng)前第85頁；編輯于星期三\18點3分12.不同蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)：一定有多個相同的亞基

B.一定有種類相同，而數(shù)目不同的亞基C.一定有多個不同的亞基

D.一定有種類不同，而數(shù)目相同的亞基E.亞基的種類，數(shù)目都不一定13.對具有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)進行一級結(jié)構(gòu)分析時發(fā)現(xiàn)：A.只有一個自由的α-氨基和一個自由的α-羧基B.只有自由的α-氨基，沒有自由的α-羧基C.只有自由的α-羧基，沒有自由的α-氨基D.既無自由的α-氨基，也無自由的α-羧基E.有一個以上的自由的α-氨基和α-羧基14、關(guān)于α-螺旋的論述哪項是不正確的？A.α-螺旋是二級結(jié)構(gòu)的常見形式

B.多肽鏈的盤繞方式是右手螺旋C.每3.6個氨基酸殘基盤繞一圈

D.其穩(wěn)定性靠相鄰的肽鍵平面間形成的氫鍵E.影響螺旋的因素是氨基酸殘基側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)本文檔共129頁；當(dāng)前第86頁；編輯于星期三\18點3分第三節(jié)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系TheRelationofStructureandFunctionofProtein本文檔共129頁；當(dāng)前第87頁；編輯于星期三\18點3分（一）一級結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)一、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

牛核糖核酸酶的一級結(jié)構(gòu)二硫鍵本文檔共129頁；當(dāng)前第88頁；編輯于星期三\18點3分

天然狀態(tài)，有催化活性

尿素、β-巰基乙醇

去除尿素、β-巰基乙醇非折疊狀態(tài)，無活性本文檔共129頁；當(dāng)前第89頁；編輯于星期三\18點3分從細(xì)胞色素c的一級結(jié)構(gòu)看生物進化物種進化過程中越接近的生物，細(xì)胞色素的一級結(jié)構(gòu)越相似一級結(jié)構(gòu)相似的多肽或蛋白質(zhì)，其空間構(gòu)象以及功能也相似。

（二）一級結(jié)構(gòu)相似的蛋白質(zhì)具有相似的高級結(jié)構(gòu)與功能本文檔共129頁；當(dāng)前第90頁；編輯于星期三\18點3分例：鐮刀形紅細(xì)胞貧血N-val·his·leu·thr·pro·glu·glu·····C(146)HbSβ肽鏈HbAβ肽鏈N-val·his·leu·thr·pro·val·glu·····C(146)由于單個氨基酸的變化引起血紅蛋白的親水性明顯下降，從而發(fā)生聚集，使紅細(xì)胞變?yōu)殓牭稜?/p>

這種由蛋白質(zhì)分子發(fā)生變異所導(dǎo)致的疾病，稱為“分子病”。重要蛋白質(zhì)氨基酸序列的改變可引起疾病本文檔共129頁；當(dāng)前第91頁；編輯于星期三\18點3分二、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

肌紅蛋白Mb血紅蛋白Hb本文檔共129頁；當(dāng)前第92頁；編輯于星期三\18點3分Hb與Mb一樣能可逆地與O2結(jié)合，Hb與O2結(jié)合后稱為氧合Hb。氧合Hb占總Hb的百分?jǐn)?shù)（稱百分飽和度）隨O2濃度變化而改變。（二）血紅蛋白的構(gòu)象變化與結(jié)合氧本文檔共129頁；當(dāng)前第93頁；編輯于星期三\18點3分肌紅蛋白(Mb)和血紅蛋白(Hb)的氧解離曲線本文檔共129頁；當(dāng)前第94頁；編輯于星期三\18點3分血紅蛋白的四個亞基緊密結(jié)合，亞基之間的維系鍵是亞基之間的8個鹽鍵本文檔共129頁；當(dāng)前第95頁；編輯于星期三\18點3分本文檔共129頁；當(dāng)前第96頁；編輯于星期三\18點3分Hb未與O2結(jié)合的時候，F(xiàn)e2+位于卟啉環(huán)平面外側(cè)，與F8His連接，當(dāng)?shù)谝粋€O2與Fe2+結(jié)合后，被拉到平面中，使得牽動F8螺旋片段，導(dǎo)致亞基之間鹽鍵斷裂、結(jié)合變松弛，使易于與第二個亞基結(jié)合本文檔共129頁；當(dāng)前第97頁；編輯于星期三\18點3分O2血紅素與氧結(jié)合后，鐵原子半徑變小，就能進入卟啉環(huán)的小孔中，繼而引起肽鏈位置的變動。本文檔共129頁；當(dāng)前第98頁；編輯于星期三\18點3分本文檔共129頁；當(dāng)前第99頁；編輯于星期三\18點3分變構(gòu)效應(yīng)與協(xié)同效應(yīng)協(xié)同效應(yīng)：一個亞基與其配體（O2）結(jié)合后，可影響寡聚體中另一亞基與配體的結(jié)合能力的現(xiàn)象稱為協(xié)同效應(yīng)起促進作用的，為正協(xié)同效應(yīng)起抑制作用的，為負(fù)協(xié)同效應(yīng)別構(gòu)效應(yīng)：由于小分子（O2）與大分子（Hb）亞基結(jié)合，導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子構(gòu)象改變及功能變化的現(xiàn)象稱為別構(gòu)效應(yīng)。小分子物質(zhì)，稱為別構(gòu)效應(yīng)劑本文檔共129頁；當(dāng)前第100頁；編輯于星期三\18點3分（三）蛋白質(zhì)構(gòu)象改變與疾病蛋白質(zhì)構(gòu)象疾?。喝舻鞍踪|(zhì)的折疊發(fā)生錯誤，盡管其一級結(jié)構(gòu)不變，但蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生改變，仍可影響其功能，嚴(yán)重時可導(dǎo)致疾病發(fā)生。本文檔共129頁；當(dāng)前第101頁；編輯于星期三\18點3分蛋白質(zhì)構(gòu)象改變導(dǎo)致疾病的機理：有些蛋白質(zhì)錯誤折疊后相互聚集，常形成抗蛋白水解酶的淀粉樣纖維沉淀，產(chǎn)生毒性而致病，表現(xiàn)為蛋白質(zhì)淀粉樣纖維沉淀的病理改變。這類疾病包括：人紋狀體脊髓變性病、阿爾茨海默綜合癥（老年癡呆癥）、亨廷頓舞蹈病、瘋牛病等。本文檔共129頁；當(dāng)前第102頁；編輯于星期三\18點3分瘋牛病中的蛋白質(zhì)構(gòu)象改變瘋牛病是由朊病毒蛋白(prionprotein,PrP)引起的一組人和動物神經(jīng)退行性病變。表現(xiàn)為行為反常、運動失調(diào)、輕癱、體重減輕、死亡率高等。正常的PrP富含α-螺旋，稱為PrPc。PrPc在某種未知蛋白質(zhì)的作用下可轉(zhuǎn)變成全為β-折疊的PrPsc，從而致病。PrPcα-螺旋PrPscβ-折疊正常瘋牛病本文檔共129頁；當(dāng)前第103頁；編輯于星期三\18點3分（一）蛋白質(zhì)的兩性電離第四節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)分子除兩端的氨基和羧基可解離外，氨基酸殘基側(cè)鏈中某些基團，在一定的溶液pH條件下都可解離成帶負(fù)電荷或正電荷的基團。*蛋白質(zhì)的等電點(isoelectricpoint,pI)本文檔共129頁；當(dāng)前第104頁；編輯于星期三\18點3分當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一pH時，蛋白質(zhì)解離成正、負(fù)離子的趨勢相等，即成為兼性離子，凈電荷為零，此時溶液的pH稱為蛋白質(zhì)的等電點本文檔共129頁；當(dāng)前第105頁；編輯于星期三\18點3分

血漿蛋白質(zhì)pI大多在5~6之間，它們在血液中的主要存在形式是：（）A.帶正電荷B.帶負(fù)電荷

C.兼性離子D.非極性離子E.疏水分子

血清白蛋白（pI為4.7）在下列哪種pH值溶液中帶正電荷？（）想一想本文檔共129頁；當(dāng)前第106頁；編輯于星期三\18點3分（二）蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)屬于生物大分子之一，分子量可自1萬至100萬之巨，其分子的直徑可達(dá)1～100nm，為膠粒范圍之內(nèi)。*蛋白質(zhì)膠體穩(wěn)定的因素：顆粒表面電荷(電荷層）水化膜本文檔共129頁；當(dāng)前第107頁；編輯于星期三\18點3分+++++++帶正電荷的蛋白質(zhì)－－－－－－－－帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)在等電點的蛋白質(zhì)水化膜++++++++帶正電荷的蛋白質(zhì)－－－－－－－－帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)顆粒酸堿酸堿酸堿脫水作用脫水作用脫水作用溶液中蛋白質(zhì)的聚沉本文檔共129頁；當(dāng)前第108頁；編輯于星期三\18點3分（三）蛋白質(zhì)的變性、沉淀和凝固*蛋白質(zhì)的變性(denaturation)在某些物理和化學(xué)因素作用下，其特定的空間構(gòu)象被破壞，也即有序的空間結(jié)構(gòu)變成無序的空間結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改變和生物活性的喪失。本文檔共129頁；當(dāng)前第109頁；編輯于星期三\18點3分

造成變性的因素如加熱、乙醇等有機溶劑、強酸、強堿、重金屬離子及生物堿試劑等。

變性的本質(zhì)——

破壞非共價鍵和二硫鍵，不改變蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。本文檔共129頁；當(dāng)前第110頁；編輯于星期三\18點3分

應(yīng)用舉例臨床醫(yī)學(xué)上，變性因素常被應(yīng)用來消毒及滅菌。此外,防止蛋白質(zhì)變性也是有效保存蛋白質(zhì)制劑（如疫苗等）的必要條件。

本文檔共129頁；當(dāng)前第111頁；編輯于星期三\18點3分變性蛋白質(zhì)的性質(zhì)改變：①物理性質(zhì)：旋光性改變，溶解度下降，沉降率升高，粘度升高，光吸收度增加等；②化學(xué)性質(zhì)：官能團反應(yīng)性增加，易被蛋白酶水解。③生物學(xué)性質(zhì)：原有生物學(xué)活性喪失，抗原性改變。本文檔共129頁；當(dāng)前第112頁；編輯于星期三\18點3分若蛋白質(zhì)