生物大分子結(jié)構(gòu)與功能

第一專題生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能核酸的結(jié)構(gòu)與功能酶的結(jié)構(gòu)與功能維生素、微量元素生物大分子(Biomacromolecule)指有一定分子結(jié)構(gòu)規(guī)律，即由一定的基本結(jié)構(gòu)單位，按一定的排列順序和連接方式而形成的多聚體，分子量一般大于104。蛋白質(zhì)與核酸是體內(nèi)主要的生物大分子核酸具有傳遞遺傳信息的功能蛋白質(zhì)幾乎涉及所有的生理過(guò)程一、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能蛋白質(zhì)的重要性

蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ),是構(gòu)成生物體的基本成分，是生命活動(dòng)的執(zhí)行者。人體的45%為蛋白質(zhì),脾、肺、肌肉含量均超過(guò)80%,細(xì)菌的含量為50~80%,干酵母的含量為46.6%。蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能

生物催化(酶)代謝調(diào)節(jié)(多肽激素等)免疫保護(hù)(免疫球蛋白,補(bǔ)體等)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和貯存(離子通道,轉(zhuǎn)運(yùn)載體等)運(yùn)動(dòng)與支持(肌蛋白)生長(zhǎng)、繁殖、遺傳和變異生物膜的功能和受體生化制藥(分離純化血液制品,基因工程產(chǎn)品)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)由20種氨基酸經(jīng)肽鍵連接而成生物體蛋白質(zhì)平均由300-400個(gè)氨基酸組成,平均分子量(MW)30,000-45,000一個(gè)含有100個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)可存在20100種不同的形式E.coli約含有3,000種蛋白質(zhì),人體約含有100,000種第一節(jié)氨基酸與多肽一、氨基酸(aminoacid)蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的：

蛋白質(zhì)混合物20種基本氨基酸

蛋白質(zhì)的元素組成:CHONSPISe等,其中含氮元素約16%,根據(jù)含氮量可計(jì)算出樣品中的蛋白質(zhì)含量:每克樣品含氮克數(shù)×6.25×100=100g樣品中的蛋白質(zhì)含量(g%)酸、堿、酶電泳核糖核酸酶蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸編碼氨基酸：20種,除Gly外，均為L(zhǎng)-氨基酸,Pro為環(huán)狀亞氨酸非編碼氨基酸：胱氨酸、碘代酪氨酸、羥脯氨酸與羥賴氨酸等CO療O-CNH3RL-α-氨基搖酸通撿式H+R為側(cè)串鏈HO什C賓HCH惡OCH2OHH3NC歪H+CH3CO堪O-L-甘油晌醛L-丙氨薄酸按照R的化蘇學(xué)性絞質(zhì)分膜為：1.非極聚性、階疏水示性氨威基酸R為烴鞏基、植苯甲厘基等融非極掘性基止團(tuán)（Gl染y,以Al凈a,竊Va糠l,俘Le任u,故Il朝e,庫(kù)Ph綁e,啊Pr饑o）2.極性賴、中籍性氨過(guò)基酸R為羥習(xí)基(Se互r,樸Th蜂r,識(shí)Ty獸r)、巰基(Cy變s,銷Me鞭t)、酰胺哨基(Tr題p,鳴As素n,延Gl郊n)等極抱性基殲團(tuán),有親愧水性炒，在圓中性?shī)A溶液撒中不仰電離3.酸性嘆氨基隸酸(As蔑p,膠Gl雅u)4.堿性榆氨基委酸(Ly朱s,差A(yù)r徹g)非極將性疏何水性感氨基俊酸極性驚中性桶氨基膛酸酸性渡氨基倘酸堿性腔氨基虛酸氨基僅酸的缸縮寫聞與等歸電點(diǎn)中文名英文名三字符一字符pI甘氨酸GlycineGlyG5.97丙氨酸AlanineAlaA6.00纈氨酸ValineValV5.96亮氨酸LeucineLeuL5.98異亮氨酸IsoleucineIleI6.02苯丙氨酸PhenylalaninePheF5.48脯氨酸ProlineProP6.30色氨酸TryptophanTrpW5.89絲氨酸SerineSerS5.68酪氨酸TyrosineTyrY5.66半胱氨酸CysteineCysC5.07蛋氨酸MethionineMetM5.74天冬酰氨AsparagineAsnN5.41谷氨酰氨GlutamineGlnQ5.65蘇氨酸ThreonineThrT5.60天冬氨酸AsparticacidAspD2.97谷氨酸GlutamicacidGluE3.22賴氨酸LysineLysK9.74精氨酸ArginineArgR10.76組氨酸HistidineHisH7.59-OO擁C-匪CH蝦-C墻H2-S宰H倘+翁HS隔-C圾H2-C晝H-君CO歐O--OO環(huán)C-室CH害-C委H2-S——S-池CH2-C翻H-縫CO墊O-+NH3+NH3+NH3+NH3-2溫H半胱過(guò)氨酸胱氨徹酸胱氨劇酸和礙二硫躁鍵CO雄O-CNH3RL-α-氨基習(xí)酸通蜜式H+R為側(cè)懂鏈HGl偏yCH3Al扔a(C泊H3)2-C寫HVa鋸l(CH3)2-C送H-撤CH2Le損uCH3-C伸H2-C池HICH3R非極恩性疏熟水性緒氨基鳳酸Ph幫eIl殿eCO駁O-CNH3RH+極性閣中性加氨基截酸NCH2SerTyrCysTh摔rAs戰(zhàn)nMe喚tGl寶nTr框pCO堡O-CNH3RH+AspGluLys堿性末氨基蹈酸ArgHis(1蹈)R為脂正肪烴笨基:(2奔)R為羥窄基和旗硫：小賓結(jié)Gl淘y、A狡la倍、V湯al盟、Le野u、Il數(shù)e疏水廈性逐鉆漸增雜加,pI幾乎信相等Se濟(jì)r、Th照r含羥沉基,Se樹r有極圖性可勁形成慣氫鍵,大多息數(shù)酶瓶的活監(jiān)性中慘心有煤該殘反基存就在,Th梳r形成兼氫鍵汪能力偽弱；Cy骨s含巰排基,兩個(gè)Cy抄s可形遭成含姑二硫朝鍵的胱氨惹酸,二硫轉(zhuǎn)鍵在薯蛋白表質(zhì)的濫結(jié)構(gòu)移中起旱重要飛作用;R中含嘉甲硫麻基(-SC焦H3)的為Me逗t—麗-(微CH2)2-S竊-C喬H3(3卸)R含芳止香基戚團(tuán)的衡有：(4市)R為堿睛性基炊團(tuán)的稈有：Ph卡e、Ty釘r、Tr恢p—在2志80nm有紫奪外吸柳收峰;均含陷一個(gè)論共軛π電子葵體系,易與拜缺π電子蜂體系次形成不電荷日轉(zhuǎn)移孫復(fù)合糊物或途電子特重疊旋物,在受悟體-底物叫和分撞子識(shí)項(xiàng)別中著起作未用Hi跟s含三倘個(gè)可薦解離卡基團(tuán),故在寶酶的智催化柜機(jī)制盤中有倒重要弊作用Ly田s在生決理?xiàng)l逢件下?lián)P帶有庭一正謎電荷(NH3+)Ar絮g的胍漆基幾超乎完雄全質(zhì)絮子化,是已喝知最糖強(qiáng)的準(zhǔn)有機(jī)英堿(5優(yōu))R有酸熊性基遇團(tuán)：As卸p和Gl耀u為生拜理?xiàng)l算件下罵僅有凍的帶碼負(fù)電翁荷的神氨基清酸(6剝)R中含運(yùn)酰基巾的氨?；酇s鐘n和Gl染n分別為As通p和Gl附u的酰抖胺化外產(chǎn)物,酰胺都基中廈的氨泳基易輔發(fā)生更氨基累轉(zhuǎn)移倉(cāng)反應(yīng),在生阻物合稠成和投代謝踩中有柱重要擁作用(7倘)R為環(huán)窮狀的盲為Pr壇o由于炸其α-響NH2在環(huán)毅中,多肽咸中Pr雄o所在眠位置欲易發(fā)郵生方珠向變鍬化,在蛋獸白質(zhì)出立體盼結(jié)構(gòu)雕中有寬重要嗚作用氨基掛酸的持理化桂性質(zhì)1.物理僚性質(zhì)頑：無(wú)色熱或白喜色結(jié)堆晶，薪熔點(diǎn)>2印00肚℃，α氨基系酸均歷可溶捉于強(qiáng)模酸、場(chǎng)強(qiáng)堿國(guó)和水西，Ly淚s和Ar勵(lì)g在水籃中的靠溶解飾度最沿大，Ty倘r的溶促解度舒最小雖。氨尼基酸絕在乙感醚中烤溶解恢度最而小。2.兩性君電離鳥性質(zhì)蜓：結(jié)合耳或釋厘放質(zhì)母子取磁決于雙環(huán)境pH*pI投(I牧so密el慘ec極tr劈燕icpo絞in姐t)：在一亞定pH環(huán)境愉下，舌氨基府酸游及離成奮陰、刻陽(yáng)離呢子的運(yùn)程度殲及趨縣勢(shì)相粥等或莖不游優(yōu)離(氨基欣酸不農(nóng)帶電康荷或枝所帶質(zhì)電荷貧數(shù)相云等)而成肢為兼賴性離攏子(Zw婦it割te個(gè)ri爹on)，在電撤場(chǎng)中獄既不世向陽(yáng)雨極也紋不向逢陰極船遷移膏時(shí)的pH值。R-鈔CH稀-C攤OO爛H迫R-粱CH夢(mèng)-C沉OO-R-挖CH洽-C剃OO-+NH3NH2+NH3R-臉CH歲-C歉OO告HNH2+O奧H-+O脖H-+H++H+陽(yáng)離僑子pH乒<pI兼性位離子pH仔=pI陰離平子pH有>pI3.紫外其吸收棗性質(zhì)芬：Tr泉p、Ty胳r和Ph明e含共綢軛雙轉(zhuǎn)鍵苯救環(huán)，雹在28譜0nm處有谷最大露吸收則峰，鉛利用朱此特賭點(diǎn)可貍用分咱光光血度法健測(cè)定井蛋白饅質(zhì)株含殿量也賢可粗熄略估舞計(jì)核集酸中隙蛋白恭質(zhì)污鍵染程蠅度(A26諒0/A28沃0<1艱.7傾)。4.化學(xué)舟性質(zhì):α-順NH2、α堡-C目OO紀(jì)H和R側(cè)鏈的活泳性基團(tuán)可發(fā)衛(wèi)生相雅關(guān)化倦學(xué)反袋應(yīng)，用夸于氨漂基酸性質(zhì)皂的分析第鑒定。024軟025絞026凝027掩028肌029燒030里031閑0光密慎度波曾長(zhǎng)(nm準(zhǔn))芳香性族氨謀基酸凡的紫盯外吸貿(mào)收Tr礙pTy沿rPh造e化學(xué)痛性質(zhì)1亞硝應(yīng)酸反賓應(yīng)：測(cè)帽定產(chǎn)聰生的N2可計(jì)遠(yuǎn)算氨斷基酸乏的含冰量,屬為Va抱nSl建yk批e定氮法長(zhǎng)的基課礎(chǔ)。2甲醛說(shuō)反應(yīng):氨基摧酸與悉甲醛亮反應(yīng)鮮生成旬二羥擾甲基貪氨基雁酸,為中斷和法駕測(cè)定氨槍基酸呆含量撕的依連據(jù),稱甲莊醛滴點(diǎn)定法,兩性慘氨基德酸在群與甲醛供反應(yīng)嗓后使專氨基患封閉沙而酸洲性增點(diǎn)強(qiáng),可用剃強(qiáng)堿晃滴定哨。3沖2,燦4-二硝蝴基氟煩苯反蘿應(yīng)：在授堿性遮中生丑成二硝基具苯基助氨基吧酸,N端分這析。4帝與酰蠅氯化鋸合物隔反應(yīng)：α-氨基軋與苯票甲氧怕基甲樓酰氯(Cb股z-租Cl)反應(yīng)危生成Cb初z-氨基霧酸,為化岸學(xué)合味成多夸肽時(shí)朱一個(gè)闖重要栗的氨森基保獨(dú)護(hù)反鬧應(yīng)；氨基尚酸與5-二甲畫氨基湯萘磺際酰氯點(diǎn)反應(yīng)銷生成DN失S-氨基細(xì)酸,紫外突光下強(qiáng)烈洞熒光,靈敏蘭度高,用于搖多肽域分析常。5茚三久酮反來(lái)應(yīng)：與向茚三以酮在撲弱酸岸性溶吉液中扮加熱孩可產(chǎn)花生有艘色化仆合物,含游醋離α-氨基介的氨基悠酸和臟肽類悉生成黨紫色多化合羽物,而脯昌氨酸苗因其α-氨基予被取股代而閘生成褲黃色戒化合擔(dān)物,較靈中敏,顏色龜深淺鎖可定糠量。二、推肽鍵調(diào)與肽膚鏈NH2-C伯H-飛C量+股NH擁-C璃H-惑CNH2-C連H-躲C-它N-狠CH潔-CR1OH吃H針R2OH更R1H冊(cè)R2OHO浮O尼O庫(kù)O(P鉤ol勵(lì)yp駝ep呀ti思de么b課on肝d烈&勝Po佳ly鐮pe剪pt枝id秩e廉ch俱ai示n)概念:肽鍵：芒一個(gè)未氨基蒜酸的α-羧基活與另拉一氨謎基酸耗的α-氨基啟脫水節(jié)縮合肽：氨械基酸區(qū)通過(guò)肽鍵設(shè)相連轎而形糖成的渣化合睛物寡肽(ol兆ig鐮op黑ep賓ti很de):十個(gè)苦以下陜氨基促酸縮慨合成財(cái)?shù)碾目褰y(tǒng)稱蛋為寡爪肽多肽擔(dān)鏈(po賭ly捆pe鴿pt鑼id脖e下ch貼ai罰n):十個(gè)丑以上費(fèi)氨基到酸形仍成的院肽,典型坐的多田肽MW副<1咽04蛋白貪質(zhì):由一性條或用幾條禮多肽訪鏈組尖成的框生物紡大分煤子氨基儉酸殘鍋基(am貢in圍o哲ac部id群r污es士id啦ue乒s)黑：蛋白拳質(zhì)肽季鏈中你的每普個(gè)氨基涉酸部競(jìng)分多肽低主鏈筋（ma榜in滴c束ha溝in）：由肽林鍵連甘接各障氨基窄酸殘農(nóng)基形旋成的長(zhǎng)鏈潔骨架多肽勺側(cè)鏈(si雷de得c捉ha龍in沿)：蛋白例質(zhì)多效肽鏈僅中的障各氨蟻基酸傅側(cè)鏈抬基團(tuán)肽的輕書寫蜓格式NH2-甘什-丙族-谷本-……-組獅-蛋弓-C罪OO鄉(xiāng)豐HNH2-G故ly書-A剛la歪-G騾lu跨-……Hi凈s-詳Me擇t-召CO抱OHNH2-G賤AE……HM竊-C衫OO鵲HGA娃E……HMSHOCH2HH2N萬(wàn)-澡CH泄-錫C扎H2-轟C映-N帖-舞CH早-嫂C-籌N覽-墾CH2-河CO死OHCO銅OHH秧O谷胱趙甘肽（谷-半胱-甘三富肽）還原斯過(guò)氧飄化氫解毒(嗜電驚子)、抗氧籌化(-SH還原刺劑)三、城醫(yī)學(xué)形上重曬要的襯多肽γ羧基1、谷沿胱甘法肽(gl叫ut營(yíng)at海hi訪on洽e,飽GS醫(yī)H)2G寶SHGS噴H姑G團(tuán)SH過(guò)氧煉化物由酶響還原李酶GS遇SGNA丸DP+NA幅DP雅H+差H+H2O22H2OGS賴H與GS仰SG間的鋸轉(zhuǎn)換HC輩NHN