生物化学第一章蛋白质的结构与功能课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《生物化学第一章蛋白质的结构与功能课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 生物化学 第一章 蛋白质 结构 功能 课件
- 资源描述:
-
1、整理课件1蛋白质的结构与功能蛋白质的结构与功能第第 一一 章章Structure and Function of Protein整理课件2Protein Protein 来自希腊字母,意思是来自希腊字母,意思是“头等头等重要的,原始的重要的,原始的”蛋白质蛋白质 来源于对蛋清(清蛋白)的研究来源于对蛋清(清蛋白)的研究 分布广:分布广:所有器官、组织都含有蛋白质;所有器官、组织都含有蛋白质;细胞的各个部分都含有蛋白质。细胞的各个部分都含有蛋白质。含量高:含量高:蛋白质是细胞内最丰富的有机分蛋白质是细胞内最丰富的有机分子,占人体干重的子,占人体干重的4545,某些组织含量更高,某些组织含量更高,
2、例如脾、肺及横纹肌等高达例如脾、肺及横纹肌等高达8080。整理课件3 18331833年年 PayenPayen和和PersozPersoz分离出淀粉酶。分离出淀粉酶。18641864年年 Hoppe-SeylerHoppe-Seyler从血液分离出血红蛋白,从血液分离出血红蛋白,并将其制成结晶。并将其制成结晶。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的,并将氨基酸合成了多种短肽。19381938年年 德国化学家德国化学家Gerardus J.MulderGerardus J.Mulder引用引用“Prote
3、inProtein”一词来描述蛋白质。一词来描述蛋白质。大事记:大事记:整理课件419511951年年 PaulingPauling采用采用X X(射)线晶体衍射发现了蛋白质(射)线晶体衍射发现了蛋白质的二级结构的二级结构-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 Kendrew John 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
4、以后年代以后 后基因组计划。后基因组计划。整理课件5蛋白质蛋白质(protein)(protein)是由许多是由许多氨基酸氨基酸(amino acids)(amino acids)通过通过肽键肽键(peptide bond)(peptide bond)相连形成的高分子含相连形成的高分子含氮氮化合物。化合物。整理课件61 1)酶的生物催化作用)酶的生物催化作用整理课件72 2)调控作用)调控作用参与基因调控:组蛋白、非组蛋白等参与基因调控:组蛋白、非组蛋白等参与代谢调控:如激素或生长因子等参与代谢调控:如激素或生长因子等整理课件83 3)运动与支持)运动与支持机体的结构蛋白:机体的结构蛋白:头发
5、、骨骼、牙齿、肌肉等头发、骨骼、牙齿、肌肉等整理课件94 4)参与运输贮存的作用)参与运输贮存的作用整理课件105 5)免疫保护作用)免疫保护作用抗原抗体反应抗原抗体反应凝血机制凝血机制整理课件116 6)参与细胞间信息传递)参与细胞间信息传递信号传导中的受体、信息分子等信号传导中的受体、信息分子等7 7)氧化供能氧化供能整理课件12The Molecular Component of Protein整理课件13 组成蛋白质的元素组成蛋白质的元素有些蛋白质还含有少量的有些蛋白质还含有少量的P P、FeFe、CuCu、MnMn、ZnZn、SeSe、I I等等。C 50 55%H 6 7%O 19
6、 24%N 13 19%S 0 4%主要元素组成主要元素组成整理课件14 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1616。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%蛋白质元素组成的特点蛋白质元素组成的特点整理课件15 组成蛋白质的基本单位组成蛋白质的基本单位存在自然界中的氨基酸有存在自然
7、界中的氨基酸有300300余种,但余种,但组成人体蛋白质的基本氨基酸仅有组成人体蛋白质的基本氨基酸仅有2020种种整理课件16H甘氨酸甘氨酸CH3丙氨酸丙氨酸L-L-氨基酸的通式氨基酸的通式RC+NH3COO-H整理课件17 基本氨基酸中,除基本氨基酸中,除脯氨酸脯氨酸和和甘氨酸甘氨酸外其余均属于外其余均属于L-L-氨基酸氨基酸。COOH H2N C H R 例外:Pro Pro 亚氨基酸亚氨基酸Gly Gly 没有手性没有手性整理课件18 非极性疏水性氨基酸非极性疏水性氨基酸 极性中性氨基酸极性中性氨基酸 酸性氨基酸酸性氨基酸 碱性氨基酸碱性氨基酸(一)氨基酸的分类(一)氨基酸的分类分类依据
8、分类依据 :R R侧链基团的结构及理侧链基团的结构及理 化性质的不同化性质的不同整理课件19甘氨酸甘氨酸 glycine Gly G 5.97丙氨酸丙氨酸 alanineAlaA 6.00缬氨酸缬氨酸 valineValV 5.96亮氨酸亮氨酸 leucineLeuL 5.98 异亮氨酸异亮氨酸 isoleucineIleI 6.02 苯丙氨酸苯丙氨酸 phenylalaninePheF 5.48脯氨酸脯氨酸 prolineProP 6.30非极性疏水性氨基酸非极性疏水性氨基酸整理课件20色氨酸色氨酸 tryptophanTryW 5.89丝氨酸丝氨酸 serineSer S 5.68酪氨酸酪
9、氨酸 tyrosineTryY 5.66 半胱氨酸半胱氨酸 cysteineCysC 5.07 蛋氨酸蛋氨酸 methionine MetM 5.74天冬酰胺天冬酰胺 asparagineAsnN 5.41 谷氨酰胺谷氨酰胺 glutamineGlnQ 5.65 苏氨酸苏氨酸 threonineThrT5.602.极性中性氨基酸极性中性氨基酸整理课件21侧链基团在中性溶液中解离后带负电荷。侧链基团在中性溶液中解离后带负电荷。3.酸性氨基酸酸性氨基酸 Glu,Asp天冬氨酸天冬氨酸 aspartic acid Asp D 2.97谷氨酸谷氨酸 glutamic acid Glu E 3.22整理
10、课件224.碱性氨基酸碱性氨基酸 His,Arg,Lys侧链基团在中性溶液中解离后带正电荷。侧链基团在中性溶液中解离后带正电荷。组氨酸组氨酸 His(H)7.59赖氨酸赖氨酸Lys(K)9.74精氨酸精氨酸 Arg(R)10.76整理课件23另外:1 1、蛋白质中的很多氨基酸是经过加工修、蛋白质中的很多氨基酸是经过加工修 饰的饰的修饰氨基酸修饰氨基酸 如:如:脯氨酸脯氨酸 羟基化羟基化 成成 羟脯氨酸羟脯氨酸 赖氨酸赖氨酸 羟基化羟基化 成成 羟赖氨酸羟赖氨酸2 2、半胱氨酸半胱氨酸CysCys常以常以胱氨酸胱氨酸的形式存在的形式存在整理课件24-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-C
11、H-COO-+NH3-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3 半胱氨酸半胱氨酸 +胱氨酸胱氨酸二硫键二硫键-HH-OOC-CH-CH2-SH+NH3-OOC-CH-CH2-SH+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3整理课件25(二)氨基酸的理化性质(二)氨基酸的理化性质1.1.两性解离及等电点两性解离及等电点氨基酸是两性电解质,其解离程度取决氨基酸是两性电解质,其解离程度取决于所处溶液的酸碱度。于所处溶液的酸碱度。+OH-+H+OH-+H+CHNH2COOHR CHNH2COOHRCHNH3+COO-R CHNH3+COO-
12、RCHNH2COO-R CHNH2COO-RCH COOHRNH3+CH COOHRNH3+pHpI阴离子阴离子整理课件26等电点等电点(isoelectric point,pI)(isoelectric point,pI)在某一在某一pHpH的溶液中,氨基酸解离成阳的溶液中,氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等,成为兼离子和阴离子的趋势及程度相等,成为兼性离子,呈电中性。此时溶液的性离子,呈电中性。此时溶液的pHpH值值称为称为该氨基酸的该氨基酸的等电点等电点。整理课件272.2.紫外吸收紫外吸收 色氨酸色氨酸和和酪酪氨酸氨酸的最大吸收的最大吸收峰在峰在 280 nm280 nm 附附
13、近。近。整理课件28紫外分分光度法:紫外分分光度法:大多数蛋白质含有大多数蛋白质含有这两种氨基酸残基,这两种氨基酸残基,所以测定蛋白质溶液所以测定蛋白质溶液280nm280nm的光吸收值是分的光吸收值是分析溶液中蛋白质含量析溶液中蛋白质含量的快速简便的方法。的快速简便的方法。芳香族氨基酸的紫外吸收芳香族氨基酸的紫外吸收整理课件293 3显色反应显色反应 茚三酮反应:茚三酮反应:氨基酸可与茚三酮缩合产氨基酸可与茚三酮缩合产生生蓝紫色化合物蓝紫色化合物,最大吸收峰在,最大吸收峰在570nm570nm。该反应可作为该反应可作为蛋白质定性、定量分析蛋白质定性、定量分析的基础。的基础。整理课件30(一)
14、肽(一)肽(peptide)(peptide)肽肽是由氨基酸通过是由氨基酸通过肽键肽键缩合缩合而形成的化合物。而形成的化合物。整理课件31NH2-CH-CHOOH甘甘氨氨酸酸NH2-CH-CHOOH甘甘氨氨酸酸NH-CH-CHOHO OH甘甘氨氨酸酸+-HOH甘氨酰甘氨酸甘氨酰甘氨酸肽键NH2-CH-C-N-CH-COOHHHHONH2-CH-C-N-CH-COOHHHHO整理课件32 肽键肽键(peptide bond)(peptide bond):是由一个是由一个氨基酸氨基酸的的-羧基与另一个羧基与另一个氨基酸氨基酸的的-氨基脱水缩合氨基脱水缩合而形成的化学键,本质为而形成的化学键,本质为
15、酰胺键酰胺键。氨基酸残基氨基酸残基(residue):(residue):肽链中的氨基酸分肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团不全,被称为子因为脱水缩合而基团不全,被称为氨基氨基酸残基。酸残基。整理课件33*两分子氨基酸缩合形成两分子氨基酸缩合形成二肽二肽,三分子氨,三分子氨基酸缩合则形成基酸缩合则形成三肽三肽*由十个以内氨基酸相连而成的肽称为由十个以内氨基酸相连而成的肽称为寡寡肽肽(oligopeptide)(oligopeptide),由更多的氨基酸相由更多的氨基酸相连形成的肽称连形成的肽称多肽多肽(polypeptide)(polypeptide)。*多肽链多肽链(polypeptide
16、 chain)(polypeptide chain)是指许多是指许多氨基酸之间以肽键连接而成的一种结构。氨基酸之间以肽键连接而成的一种结构。整理课件34N N 末端:多肽链中有末端:多肽链中有自由氨基自由氨基的一端的一端C C 末端:多肽链中有末端:多肽链中有自由羧基自由羧基的一端的一端多肽链有方向性:多肽链有方向性:N端C端整理课件35N末端末端C末端末端牛核糖核酸酶牛核糖核酸酶整理课件36(二)(二)几种生物活性肽几种生物活性肽 1.谷胱甘肽谷胱甘肽(glutathione,GSH)整理课件37GSH过氧过氧化物酶化物酶H2O2 2GSH 2H2O GSSG GSH还原酶还原酶NADPH+
17、H+NADP+GSH 有抗氧化剂的作用,可还原细胞内产有抗氧化剂的作用,可还原细胞内产生的过氧化氢生的过氧化氢整理课件38谷胱甘肽的生理功用:谷胱甘肽的生理功用:解毒作用:解毒作用:参与氧化还原反应:参与氧化还原反应:保护巯基酶的活性:保护巯基酶的活性:抗氧化剂作用,维持红细胞膜的稳定:抗氧化剂作用,维持红细胞膜的稳定:整理课件39 体内许多激素属寡肽或多肽体内许多激素属寡肽或多肽 神经肽神经肽(neuropeptide)2.2.多肽类激素及神经肽多肽类激素及神经肽整理课件40 *根据蛋白质组成成分根据蛋白质组成成分 单纯蛋白质:单纯蛋白质:如,血清清蛋白如,血清清蛋白结合蛋白质结合蛋白质 =
18、蛋白质部分蛋白质部分 +非蛋白质部分非蛋白质部分 如:糖蛋白、脂蛋白、磷蛋白、金属蛋白等如:糖蛋白、脂蛋白、磷蛋白、金属蛋白等*根据蛋白质形状根据蛋白质形状 纤维状蛋白质:纤维状蛋白质:多为多为结构蛋白结构蛋白,难溶于水,难溶于水球状蛋白质:球状蛋白质:多数具有多数具有生理活性,生理活性,多数可溶多数可溶 如酶、免疫球蛋白等等如酶、免疫球蛋白等等整理课件41分类辅基举例脂蛋白脂类血浆脂蛋白(VLDL、LDL、HDL等)糖蛋白糖基或糖链胶原蛋白、纤连蛋白等核蛋白核酸核糖体磷蛋白磷酸基团酪蛋白(casein)血红素蛋白血红素(铁卟啉)血红蛋白、细胞色素c黄素蛋白黄素核苷酸(FAD、FMN)琥珀酸脱
19、氢酶金属蛋白铁铁蛋白锌乙醇脱氢酶钙钙调蛋白锰丙酮酸羧化酶结合蛋白质及其辅基结合蛋白质及其辅基 整理课件42蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构The Molecular Structure of Protein 第第 二二 节节整理课件43蛋白质是由许多蛋白质是由许多氨基酸氨基酸单位通过单位通过肽键肽键连接连接起来的,具有起来的,具有特定分子结构特定分子结构的的高分子化合高分子化合物物。构象构象是由于有机分子中是由于有机分子中单键单键的旋转所形成的旋转所形成的。蛋白质的构象通常由的。蛋白质的构象通常由非共价键(次级非共价键(次级键)键)来维系来维系整理课件44蛋白质的分子结构包括(人为划分)蛋白质
20、的分子结构包括(人为划分)一级结构一级结构(primary structure)(primary structure)二级结构二级结构(secondary structure)(secondary structure)三级结构三级结构(tertiary structure)(tertiary structure)四级结构四级结构(quaternary structure)(quaternary structure)高级高级结构结构整理课件45定义:定义:蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的排列蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的排列顺序。顺序。(包括蛋白质分子中所有的二硫键的位置)包括蛋白质分子中
21、所有的二硫键的位置)二、蛋白质的一级结构二、蛋白质的一级结构主要的维系键:主要的维系键:肽键肽键,有些蛋白质还包括二硫键。,有些蛋白质还包括二硫键。一级结构是一级结构是蛋白质空间构象和蛋白质空间构象和特异生物学功能的特异生物学功能的基础。基础。但不是决定但不是决定蛋白质空间构象的蛋白质空间构象的唯一因素唯一因素整理课件46三、蛋白质的二级结构三、蛋白质的二级结构蛋白质分子中某一段肽链的局部空间蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构,即该段肽链结构,即该段肽链主链骨架原子主链骨架原子的相对空的相对空间位置,间位置,并不涉及氨基酸残基侧链并不涉及氨基酸残基侧链的构象的构象。定义定义 主要的维系键主要
22、的维系键:氢键氢键 整理课件47 由于由于C=OC=O双键中的双键中的电子云电子云与与N N原子上的未共用电子对原子上的未共用电子对发生发生“电子共振电子共振”,使肽键具有,使肽键具有部分双键部分双键的性质,的性质,不能自由旋转不能自由旋转。整理课件48肽键平面肽键平面由于肽键具有部分双键的性质,使由于肽键具有部分双键的性质,使参与肽键构成的六个原子被束缚在同一平面上,参与肽键构成的六个原子被束缚在同一平面上,这一平面称为肽键平面或肽单元。这一平面称为肽键平面或肽单元。(一)肽单元(一)肽单元整理课件49l由于由于-碳原碳原子与其他原子子与其他原子之间均形成之间均形成单单键键,因此,因此两相两
23、相邻的肽键平面邻的肽键平面可以作相对旋可以作相对旋转转整理课件50(二)蛋白质二级结构的主要形式二)蛋白质二级结构的主要形式 -螺旋螺旋 (-helix)-helix)-折叠折叠 (-pleated sheet)-pleated sheet)-转角转角 (-turn)-turn)无规卷曲无规卷曲 (random coil)(random coil)整理课件51-螺旋是螺旋是多肽链的主多肽链的主链原子沿一链原子沿一中心轴盘绕中心轴盘绕所形成的有所形成的有规律的螺旋规律的螺旋构象构象整理课件52 结构特征:结构特征:为一为一右手螺旋右手螺旋,侧链,侧链伸向螺旋伸向螺旋外侧外侧 螺旋每圈包含螺旋每圈
24、包含3.63.6个氨个氨基酸残基基酸残基,螺距螺距 0.54nm0.54nm;螺旋以螺旋以氢键氢键维系(氨维系(氨基酸的基酸的N-HN-H和相邻第四个氨和相邻第四个氨基酸的羰基氧基酸的羰基氧C=OC=O之间。氢之间。氢键方向与螺旋轴基本平行)键方向与螺旋轴基本平行)整理课件532.2.-折叠折叠 -折叠折叠是由若干肽是由若干肽段或肽链排段或肽链排列起来所形列起来所形成的扇面状成的扇面状片层构象片层构象整理课件54-折叠包括折叠包括平行式平行式和和反平行式反平行式两种类型两种类型整理课件55结构特征:结构特征:由若干条肽段或肽链平行或反平由若干条肽段或肽链平行或反平 行排列组成行排列组成片状结构
25、片状结构;主链骨架伸展呈主链骨架伸展呈锯齿状锯齿状;涉及的肽段较短,一般为涉及的肽段较短,一般为5 51010个个 氨基酸残基;氨基酸残基;借相邻主链之间的借相邻主链之间的氢键氢键维系。维系。整理课件563.-转角转角 是多肽链是多肽链180180回折部分回折部分所形成所形成的一种二级结构的一种二级结构无规卷曲是用来阐述没有确定规律性的那部无规卷曲是用来阐述没有确定规律性的那部分肽链结构。分肽链结构。4.4.无规卷曲无规卷曲整理课件57(三)模体(三)模体(motif)(motif)在许多蛋白质分子在许多蛋白质分子中,可发现二个或三个中,可发现二个或三个具有二级结构的肽段,具有二级结构的肽段,
展开阅读全文