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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2010/8/9,#,第一章蛋白质化学,刘新文,北京大学医学部生化与分子生物学系,第一节蛋白质protein的生物学功能,2,、蛋白质的重要生物学功能,3,、氧化供能,其他生物学功能：营养蛋白，构造，毒蛋白,第二节蛋白质的分子组成,一、元素组成,1,、主要元素：,碳、氢、氧、氮和硫，有些蛋白质还含有少量磷和金属元素。,2,、特点：,各种蛋白质的含氮量很接近，平均含氮量为,16%,。,3,、定氮法测定蛋白质含量：,蛋白质含量,6.25,样品含氮量,二、构造单位氨基酸amino acid,1、蛋白质的构造单位,蛋白质根本构造单位：L氨基酸,氨基酸：脯氨酸亚氨基酸除外,L氨基酸：甘氨酸无不对称C除外,氨基酸构造通式：RCH(NH2)COOH,常见氨基酸种类：20种。,小结,2、氨基酸分类：按其侧链的构造和理化性质分类,非极性、疏水氨基酸(非极性R基氨基酸)：,Val, Leu, Ile支链；Gly无旋光异构；Met含硫；Phe芳香族；Pro亚氨基,极性、中性氨基酸(不带电荷的极性R基氨基酸) ：,Ser, Thr含羟基；Tyr, Trp芳香族；Cys含硫；Gln, Asn含酰氨,酸性氨基酸含有两个羧基：,Glu含羧基、Asp含羧基,碱性氨基酸含有两个以上氨基：,Arg胍基、His咪唑基、Lys氨基,含硫氨基酸：,Met,、,Cys,芳香族氨基酸：,Phe,、,Tyr,、,Trp,三、氨基酸的理化性质,1、物理性质,2、两性解离,等电点isoelectric point, pI：在某一pH环境中，氨基酸解离成阳性离子及阴性离子的趋势相等，所带净电荷为零，在电场中不泳动。此时，氨基酸所处环境的pH值称为该种氨基酸的等电点(pI)。,(zwitterion),等电点计算,侧链为非极性基团或虽为极性基团但不解离的氨基酸：,pI=(pK,1,+pK,2,),酸性氨基酸,(Glu,、,Asp),及,Cys,：,pI=(pK,1,+pK,R,),碱性氨基酸,(,赖、精、组,),：,pI=(pK,2,+pK,R,),带电状态判定,pI-pH0 .,带正电,pI-pH,0 .,不带电,3,、紫外吸收：,Trp,、,Tyr,和,Phe,在,280nm,波长附近具有最大吸收峰，其中,Trp,的最大吸收最接近,280nm,4,、显色反应：,茚三酮反应,4、显色反响：,茚三酮反响,其他反响：荧光胺反响、侧链特异基团反响,例外：,Pro,黄色；,Asn,棕色,5、成肽反响：,第三节蛋白质的分子构造,一、蛋白质的根本构造形式,1、连接方式：肽键,肽键(peptide bond)：一个氨基酸的羧基与另一氨基酸的氨基缩水而成的酰胺键称为肽键。CONH,肽平面(peptide unit)：由肽键中的四个原子和与之相邻的两个碳原子共同构成的刚性平面。CCONHC,2,、肽分类、命名,2,、肽分类、命名,3,、生物活性肽：,谷胱甘肽,神经肽：脑啡肽、内啡肽、强啡肽、,P,物质、,Y,肽,肽类激素：催产素、加压素等,其他：生长因子；短杆菌,S,；甜味肽等,4、蛋白质的根本构造形式：,多肽链 (NHCHCONHCHCO),多肽链的方向性：从N末端指向C末端。,二、蛋白质的一级构造,(primary structure),一级构造是指蛋白质的多肽链中氨基酸的排列顺序；主要靠肽键维系。,二四级构造称为蛋白质的空间构造，或空间构象；主要靠次级键维系，尤其是疏水键。,一级构造表达生物信息：20n .多样,一级构造是空间构造及生物活性的根底.特异,一级构造的连接键：肽键主要、二硫键,三、二级构造,蛋白质的二级构造是指多肽链骨架中原子的局部空间排列，不涉及侧链的构象，也就是该肽段主链骨架原子的相对空间位置，主要有-螺旋、-折叠、-转角和无规那么卷曲。维持二级构造的力量为氢键。,1、-螺旋(-helix),右手螺旋：3.6个AA/圈，螺距0.54nm；,氢键维系：链内氢键AA1AA4，平行长轴；,侧链伸出螺旋,2,、,-,折叠,(-pleated sheet),2、-折叠(-pleated sheet),多肽链充分伸展，肽平面折叠成锯齿状；,侧链交织位于锯齿状构造的上下方；,氢键维系：氢键的方向垂直长轴；,可有顺平行片层和反平行片层构造。,3、其它,1肽链主链出现的180回折局部称-转角。,2蛋白质分子中那些没有确定规律性的局部肽链构象称为无规卷曲。,影响二级构造形成的因素,次级键介导蛋白质高级构造形成,四、超二级构造、域构造,1、超二级构造( supersecondary structure ),1基序或模序motifs or modules，模体符,在许多蛋白质中，有两个或三个具有二级构造的肽段在空间上相互接近，形成一个特殊的空间构象，称为模序。有的将这种规那么的二级构造的聚集体称为超二级构造，它们可直接作为三级构造的“建筑块或域构造的组成单位，是蛋白质发挥特定功能的根底。,2类型：、锌指构造、亮氨酸拉链,2、域构造domain，构造域,域构造是在较大的蛋白质分子中所形成的两个或多个在空间上可明显区别的局部区域。构造域具有独特的空间构象，与分子整体以共价键相连，并承担特定的生物学功能。,构造域与分子整体以共价键相连,具有相对独立的空间构象和生物学功能,同一蛋白质中的构造域可以一样或不同，不同蛋白质中的构造域也可能一样或不同,五、三级构造,蛋白质的三级构造是指在一条多肽链中所有原子的整体空间排布，包括主链和侧链。三级构造的形成使得在序列中相隔较远的氨基酸侧链相互靠近。,长度缩短：球形、椭球形、杆状，等,多数同时含有-螺旋和-折叠,氨基酸位置由侧链极性决定：非极性内、极性外表，少数内部、带电外表,次级键维系：疏水键、盐键、氢键、范德华力、二硫键,功能区：外表或特定部位,寡聚蛋白中亚基的立体排布及相互作用。,亚基(subunit)：寡聚蛋白中的单条独立的多肽链，具有独立的一、二、三级构造，单独存在时一般无生物学活性。亚基之间以非共价键联系，亚基可以一样或不同。,亚基之间以非共价键联系，包括疏水键主要、盐键、氢键、范德华力,亚基可以一样或不同,六、四级构造,
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