01人民卫生出版社高国全第三版第一章蛋白质的结构与功能课件.ppt
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- 01 人民 卫生出版社 高国全 第三 第一章 蛋白质 结构 功能 课件
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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蛋白质的概念蛋白质的概念 蛋白质蛋白质(protein)是由许多氨基酸是由许多氨基酸(amino acid)通过肽键通过肽键(peptide bond)相连形成的高分子含氮化合物。相连形成的高分子含氮化合物。第一节第一节 蛋白质的分子组成蛋白质的分子组成The Molecular Component of Protein蛋白质的元素组成蛋白质的元素组成 主要含有碳、氢、氧、氮及硫。主要含有碳、氢、氧、氮及硫。有些蛋白质还含有磷、铁、铜、锌、有些蛋白质还含有磷、铁、铜、锌、锰、钴
2、及钼等。锰、钴及钼等。蛋白质元素组成的特点蛋白质元素组成的特点 蛋白质的含氮量接近,平均为蛋白质的含氮量接近,平均为16%。测定生物样品含氮量可推算出蛋白质测定生物样品含氮量可推算出蛋白质 大致含量。大致含量。100克样品中蛋白质的含量(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 6.25 100 一、蛋白质的基本组成单位一、蛋白质的基本组成单位-氨基酸氨基酸 氨基酸是蛋白质的基本组成单位。氨基酸是蛋白质的基本组成单位。自然界存在自然界存在300余中氨基酸,组成蛋白质余中氨基酸,组成蛋白质的氨基酸仅有的氨基酸仅有20种,且均为种,且均为L-氨基酸氨基酸(除甘氨酸外除甘氨酸外
3、)。(一)氨基酸的分类(一)氨基酸的分类 1.非极性脂肪族氨基酸非极性脂肪族氨基酸 2.极性中性氨基酸极性中性氨基酸 3.芳香族氨基酸芳香族氨基酸 4.酸性氨基酸酸性氨基酸 5.碱性氨基酸碱性氨基酸 1.非极性脂肪族氨基酸非极性脂肪族氨基酸 甘氨酸甘氨酸 glycine Gly G 5.97丙氨酸丙氨酸 alanine Ala A 6.00缬氨酸缬氨酸 valine Val V 5.96亮氨酸亮氨酸 leucine Leu L 5.98异亮氨酸异亮氨酸 isoleucine Ile I 6.02脯氨酸脯氨酸 proline Pro P 6.30 2中性极性氨基酸中性极性氨基酸 丝氨酸丝氨酸 s
4、erine Ser S 5.68 半胱氨酸半胱氨酸 cysteine Cys C 5.07 甲硫氨酸甲硫氨酸 methionine Met M 5.74 (蛋氨酸蛋氨酸)天冬酰胺天冬酰胺 asparagine Asn N 5.41 谷胺酰胺谷胺酰胺 glutamine Gln Q 5.65 苏氨酸苏氨酸 threonine Thr T 5.60苯丙氨酸苯丙氨酸 phenylalanine Phe F 5.48色氨酸色氨酸 tryptophan Trp W 5.89酪氨酸酪氨酸 tyrosine Tyr Y 5.663芳香族氨基酸芳香族氨基酸 4.酸性氨基酸酸性氨基酸天冬氨酸天冬氨酸 aspar
5、tic acid Asp D 2.97谷氨酸谷氨酸 glutamic acid Glu E 3.2245.碱性氨基酸碱性氨基酸 赖氨酸赖氨酸 lysine Lys K 9.74精氨酸精氨酸 arginine Arg R 10.76组氨酸组氨酸 histidine His H 7.59胱氨酸与二硫键胱氨酸与二硫键(二)氨基酸的理化性质(二)氨基酸的理化性质 1.两性解离及等电点两性解离及等电点 氨基酸是两性电解质,其解离方式及氨基酸是两性电解质,其解离方式及带电状态取决于其所处溶液的酸碱度。带电状态取决于其所处溶液的酸碱度。等电点等电点(isoeletric point,pI)在某一在某一pH条
6、件下,氨基酸解离成阳离子和阴条件下,氨基酸解离成阳离子和阴离子的数量相等,分子呈电中性,此时溶液的离子的数量相等,分子呈电中性,此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点。称为该氨基酸的等电点。2.氨基酸的紫外吸收氨基酸的紫外吸收 酪氨酸、色氨酸含有共轭双键,具有酪氨酸、色氨酸含有共轭双键,具有吸收紫外光的特性,在吸收紫外光的特性,在280nm处有最大处有最大吸收峰。蛋白质在吸收峰。蛋白质在280nm处的紫外吸收与处的紫外吸收与浓度成正比,可用于蛋白质的定量分析。浓度成正比,可用于蛋白质的定量分析。二、氨基酸与多肽二、氨基酸与多肽 氨基酸通过肽键氨基酸通过肽键 相连接的形成多肽链。相连接的形成多肽链。
7、(一)肽键(一)肽键(peptide bond)一分子氨基酸的一分子氨基酸的-羧基与另一分子的羧基与另一分子的-氨基,脱水缩合形成的酰胺键(氨基,脱水缩合形成的酰胺键(-CO-NH-)称为肽键。称为肽键。肽与肽键肽与肽键 多肽链的序号从多肽链的序号从N端计算,书写时将端计算,书写时将N端写于左侧,用端写于左侧,用H2N-或或H-表示;表示;C端用端用-COOH或或-OH表示。表示。氨基酸残基氨基酸残基(residue)肽链中的氨基酸分子因形成肽键失去肽链中的氨基酸分子因形成肽键失去部分基团,称为氨基酸残基。部分基团,称为氨基酸残基。(二)生物活性肽类(二)生物活性肽类 由几个至几十个氨基酸残基
8、组成由几个至几十个氨基酸残基组成 谷胱甘肽谷胱甘肽(glutathione,GSH)谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成,谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成,简称为谷胱甘肽。简称为谷胱甘肽。谷胱甘肽谷胱甘肽GSH 与与GSSG间的相互转换间的相互转换 三、蛋白质的分类三、蛋白质的分类 1根据蛋白质分子的组成特点根据蛋白质分子的组成特点 单纯蛋白质和结合蛋白质单纯蛋白质和结合蛋白质2根据分子形状的不同根据分子形状的不同 球状蛋白和纤维状蛋白球状蛋白和纤维状蛋白3根据蛋白质的主要功能根据蛋白质的主要功能 功能活性蛋白质和结构蛋白质。功能活性蛋白质和结构蛋白质。第二节第二节 蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构The
9、 Molecular Structure of Protein 蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构 一级结构一级结构(primary structure)二级结构二级结构(secondary structure)三级结构三级结构(tertiary structure)四级结构四级结构(quaternary structure)高级结构高级结构 一一、蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构 氨基酸排列顺序称为蛋白质的一级结构。氨基酸排列顺序称为蛋白质的一级结构。一级结构是蛋白质分子基本结构,决定蛋白质一级结构是蛋白质分子基本结构,决定蛋白质空间构象的基础。蛋白质的空间构象则是实现空间构象的基础。蛋白质的
10、空间构象则是实现其生物学功能的基础。其生物学功能的基础。一级结构中的主要化学键是一级结构中的主要化学键是肽键肽键。牛胰岛素的一级结构牛胰岛素的一级结构 二二、蛋白质的空间结构蛋白质的空间结构 蛋白质在一级结构的基础上,分子单键蛋白质在一级结构的基础上,分子单键旋转而盘曲、折叠形成特定空间构象。旋转而盘曲、折叠形成特定空间构象。蛋白质的构象包括主链构象和侧链构象。蛋白质的构象包括主链构象和侧链构象。蛋白质的空间结构包括蛋白质的二级结构、蛋白质的空间结构包括蛋白质的二级结构、三级结构和四级结构。三级结构和四级结构。(一)蛋白质的二级结构(一)蛋白质的二级结构 是指蛋白质分子中某一肽链的局部空间结构
11、,是指蛋白质分子中某一肽链的局部空间结构,即多肽链中主链原子的相对空间排列分布,而不涉即多肽链中主链原子的相对空间排列分布,而不涉及氨基酸残基侧链的空间排布。及氨基酸残基侧链的空间排布。稳定因素:稳定因素:氢键氢键1.肽平面肽平面 肽键具有部分双链性质,因此肽键肽键具有部分双链性质,因此肽键不能自由旋转,而使涉及肽键的不能自由旋转,而使涉及肽键的6各原子各原子共处于同一平面,称为肽键平面,又称共处于同一平面,称为肽键平面,又称肽单元。肽单元。肽键平面示意图肽键平面示意图2.蛋白质二级结构的主要构象形式蛋白质二级结构的主要构象形式 -螺旋螺旋(-helix)-折叠折叠(-pleated shee
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