第01章蛋白质的结构及功能(2011年上学期).ppt

蛋白质的结构与功能;本章教学重点;蛋白质(protein)是由许多氨基酸(amino acids)通过肽键(peptide bond)相连形成的高分子含氮化合物。;二、蛋白质的生物学重要性;1）作为生物催化剂（酶） 2）代谢调节作用 3）免疫保护作用 4）物质的转运和存储 5）运动与支持作用 6）参与细胞间信息传递;第 一 节;? 组成蛋白质的元素; 各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。 ;一、氨基酸(amino acid，AA/aa) —— 组成蛋白质的基本单位;H;非极性脂肪族氨基酸 极性中性氨基酸 芳香族氨基酸 酸性氨基酸 碱性氨基酸;(一)侧链含烃链的氨基酸(非极性脂肪族氨基酸);(二)侧链有极性但不带电荷的氨基酸(极性中性氨基酸);(三)侧链含芳香基团的氨基酸(芳香族氨基酸);(四)侧链含负性解离基团的氨基酸(酸性氨基酸);(五)侧链含正性解离基团的氨基酸(碱性氨基酸);几种特殊氨基酸;? 半胱氨酸 ;（二）氨基酸的理化性质;pH=pI;根据酸碱基团解离常数(pKa)可计算氨基酸pI;2. 紫外吸收 ;3. 茚三酮反应 ;二、肽;+;* 两分子氨基酸缩合形成二肽，三分子氨基酸缩合则形成三肽……;N 末端：多肽链中有自由氨基的一端 C 末端：多肽链中有自由羧基的一端;N末端;（二）几种重要的生物活性肽;GSH过氧化物酶; 体内许多激素属寡肽或多肽; 第 二 节;蛋白质的分子结构包括 一级结构(primary structure) 二级结构(secondary structure) 三级结构(tertiary structure) 四级结构(quaternary structure);定义 蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的排列顺序。;一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础，但不是决定蛋白质空间构象的唯一因素。;二、蛋白质的二级结构;（一）肽单元(肽单位); 蛋白质二级结构的主要形式;（二） ?-螺旋;;影响?-螺旋形成的因素;（三）?-折叠;?-折叠的特点:;（四）?-转角和无规卷曲;Beta turn;; ;钙结合蛋白中结合钙离子的模体;（六）氨基酸残基的侧链对二级结构形成的影响;the conformational preferences of the 20 AAs for the alpha-helix ;三、蛋白质的三级结构; 肌红蛋白 (Mb)三级结构 ;;纤连蛋白分子的结构域 ;（三）分子伴侣(chaperon);* 分子伴侣可逆地与未折叠肽段的疏水部分结合随后松开，如此重复进行可防止错误的聚集发生，使肽链正确折叠。 ;伴侣蛋白在蛋白质折叠中的作用;亚基之间的结合力主要是疏水作用，其次是氢键和离子键。;由2个亚基组成的蛋白质四级结构中，若亚基分子结构相同，称之为同二聚体(homodimer)，若亚基分子结构不同，则称之为异二聚体(heterodimer)。 ;五、蛋白质的分类 ;六、蛋白质组学;（二）蛋白质组学研究技术平台;蛋白质结构与功能的关系 The Relation of Structure and Function of Protein;（一）一级结构是空间构象的基础 ; 天然状态，有催化活性;（二）一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构与功能;（三）氨基酸序列提供重要的生物化学信息;（四）重要蛋白质的氨基酸序列改变可引起疾病;二、蛋白质空间结构与功能的关系 ;肌红蛋白(myoglobin，Mb) ;血红蛋白(hemoglobin，Hb);Hb与Mb一样能可逆地与O2结合， Hb与O2结合后称为氧合Hb。氧合Hb占总Hb的百分数（称百分饱和度）随O2浓度变化而改变。;Mb和 Hb的氧解离曲线;* 协同效应(cooperativity) ;Deoxy-Hb;O2;变构效应(allosteric effect);（三）蛋白质构象改变与疾病 ;蛋白质构象改变导致疾病的机理：有些蛋白质错误折叠后相互聚集，常形成抗蛋白水解酶的淀粉样纤维沉淀，产生毒性而致病，表现为蛋白质淀粉样纤维沉淀的病理改变。;疯牛病中的蛋白质构象改变 疯牛病是由朊病毒蛋白(prion protein, PrP)引起的一组人和动物神经退行性病变。 正常的PrP富含α-螺旋，称为PrPc。 PrPc在某种未知蛋白质的作用下可转变成全为β-折叠的PrPsc，从而致病。;第四节;一、蛋白质的两性电离 ;（二）蛋白质的胶体性质 ;+;（三）蛋白