生物化学与分子生物学人卫版教材全集课件.ppt

1、第一章第一章蛋白质的结构与功能蛋白质的结构与功能Structure and Function of Protein目录目录第一章蛋白质的结构与功能S t r u c t u r e a n d F u n c?什么是蛋白质什么是蛋白质?蛋白质蛋白质(protein)是由许多氨基酸是由许多氨基酸(amino acids)通过肽键通过肽键(peptide bond)相连相连形成的高分子含氮化合物。形成的高分子含氮化合物。目录目录?什么是蛋白质?蛋白质(p r o t e i n)是由许多氨基酸(a m?蛋白质研究的历史蛋白质研究的历史18331833年年，PayenPayen和和PersozPer

2、soz 分离出淀粉酶。分离出淀粉酶。18381838年年，荷兰科学家，荷兰科学家 G.J.MulderG.J.Mulder引入引入“protein”“protein”（源自希腊字（源自希腊字proteiosproteios，意为，意为primaryprimary）一词）一词18641864年年，Hoppe-SeylerHoppe-Seyler 从血液分离出血红蛋白，并将从血液分离出血红蛋白，并将其制成结晶。其制成结晶。1919世纪末世纪末，FischerFischer 证明蛋白质是由氨基酸组成的，证明蛋白质是由氨基酸组成的，并将氨基酸合成了多种短肽并将氨基酸合成了多种短肽。目录目录?蛋白质研究

3、的历史1 8 3 3 年，P a y e n 和P e r s o z 分离出19511951年年,PaulingPauling 采用采用X X（射）线晶体衍射发现了蛋白（射）线晶体衍射发现了蛋白质的二级结构质的二级结构-螺旋螺旋(-helix)-helix)。19531953年年，Frederick SangerFrederick Sanger完成胰岛素一级序列测定。完成胰岛素一级序列测定。19621962年年，John KendrewJohn Kendrew 和和Max PerutzMax Perutz 确定了血红蛋白确定了血红蛋白的四级结构。的四级结构。2020世纪世纪9090年代以后年

4、代以后，随着人类基因组计划实施，功，随着人类基因组计划实施，功能基因组与蛋白质组计划的展开能基因组与蛋白质组计划的展开，使蛋白，使蛋白质结构与功能的研究达到新的高峰质结构与功能的研究达到新的高峰。目录目录1 9 5 1 年,P a u l i n g 采用X（射）线晶体衍射发现了蛋白质第一节蛋白质的分子组成The Molecular Component of Protein目录目录第一节蛋白质的分子组成T h e Mo l e c u l a r C o m p o?蛋白质的生物学重要性蛋白质的生物学重要性1.蛋白质是生物体重要组成成分蛋白质是生物体重要组成成分分布广：所有器官、组织都含有蛋白

5、质；细胞的各个部分都含有蛋白质。含量高：蛋白质是生物体中含量最丰富的生物大分子，约占人体固体成分的 45%，而在细胞中可达细胞干重的 70%以上。目录目录?蛋白质的生物学重要性1.蛋白质是生物体重要组成成分分布广2.蛋白质具有重要的生物学功能蛋白质具有重要的生物学功能?作为生物催化剂（酶）作为生物催化剂（酶）?代谢调节作用代谢调节作用?免疫保护作用免疫保护作用?物质的转运和存储物质的转运和存储?运动与支持作用运动与支持作用?参与细胞间信息传递参与细胞间信息传递3.氧化供能氧化供能目录目录2.蛋白质具有重要的生物学功能?作为生物催化剂（酶）?代谢?组成蛋白质的元素组成蛋白质的元素主要有主要有C

6、C、H H、O O、N N 和和 S S。有些蛋白质含有少量磷或金属元素铁、有些蛋白质含有少量磷或金属元素铁、铜、锌、锰、钴、钼，个别蛋白质还含有碘铜、锌、锰、钴、钼，个别蛋白质还含有碘。目录目录?组成蛋白质的元素主要有C、H、O、N 和S。有些蛋白质含有少?蛋白质元素组成的特点蛋白质元素组成的特点各种蛋白质的含氮量很接近，平均为各种蛋白质的含氮量很接近，平均为 16。由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此，由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此，只要测定生物样品中的含氮量，就可以根据以只要测定生物样品中的含氮量，就可以根据以下公式推算出蛋白质的大致含量：下公式推算出蛋白质的大致含量：100克样品

7、中蛋白质的含量克样品中蛋白质的含量(g%)=每克样品含氮克数每克样品含氮克数 6.251001/16%目录目录?蛋白质元素组成的特点各种蛋白质的含氮量很接近，平均为1 6 一、组成人体蛋白质的一、组成人体蛋白质的20种种L-?-氨基酸氨基酸存在自然界中的氨基酸有存在自然界中的氨基酸有 300300余种，但余种，但组成人体蛋白质的氨基酸仅有组成人体蛋白质的氨基酸仅有 2020种，且均种，且均属属 L-L-氨基酸氨基酸（甘氨酸除外）。（甘氨酸除外）。目录目录一、组成人体蛋白质的2 0 种L-?-氨基酸存在自然界中的氨基酸目录目录目录COO-+HCH3RHCNH3甘氨酸甘氨酸丙氨酸丙氨酸L-L-氨基

8、酸的通式氨基酸的通式目录目录C O O-+H C H 3 R H C N H 3 甘氨酸丙氨酸L-氨基酸的通式目除了除了2020种基本的氨基酸外，近年发现硒代半胱种基本的氨基酸外，近年发现硒代半胱氨酸在某些情况下也可用于合成蛋白质。硒代氨酸在某些情况下也可用于合成蛋白质。硒代半胱氨酸从结构上来看，硒原子替代了半胱氨半胱氨酸从结构上来看，硒原子替代了半胱氨酸分子中的硫原子。硒代半胱氨酸存在于少数酸分子中的硫原子。硒代半胱氨酸存在于少数天然蛋白质中，包括过氧化物酶和电子传递链天然蛋白质中，包括过氧化物酶和电子传递链中的还原酶等。硒代半胱氨酸参与蛋白质合成中的还原酶等。硒代半胱氨酸参与蛋白质合成时，

9、并不是由目前已知的密码子编码，具体机时，并不是由目前已知的密码子编码，具体机制尚不完全清楚。制尚不完全清楚。目录目录除了2 0 种基本的氨基酸外，近年发现硒代半胱氨酸在某些情况下也体内也存在若干不参与蛋白质合成但具有体内也存在若干不参与蛋白质合成但具有重要生理作用的重要生理作用的 L-L-氨基酸，如参与合成尿素的氨基酸，如参与合成尿素的鸟氨酸（鸟氨酸（ornithineornithine）、瓜氨酸（）、瓜氨酸（citrullinecitrulline）和精氨）和精氨酸代琥珀酸（酸代琥珀酸（argininosuccinateargininosuccinate）。）。目录目录体内也存在若干不参与蛋白质合成但具有重要生理作用的L-氨二、氨基酸可根据侧链结构和理化二、氨基酸可根据侧链结构和理化性质进行分类性质进行分类?非极性脂肪族氨基酸非极性脂肪族氨基酸极性中性氨基酸极性中性氨基酸芳香族氨基酸芳香族氨基酸酸性氨基酸酸性氨基酸碱性氨基酸碱性氨基酸目录目录二、氨基酸可根据侧链结构和理化性质进行分类?非极性脂(一一)侧链含烃链的氨基酸属于非极性脂肪族侧链含烃链的氨基酸属于非极性脂肪族氨基酸氨基酸目录目录(一)侧链含烃链的氨基酸属于非极性脂肪族氨基酸目录