生物化学课件(供临床医学专业使用)2008，3蛋白质的结构与功能一、什么是蛋白质?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蛋白质的分子组成TheMolecularComponentofProtein一、组成蛋白质的元素各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。二、蛋白质的基本单位-氨基酸(一)氨基酸的结构(通式)HCH非极性側链氨基酸非电离极性側链氨基酸酸性氨基酸碱性氨基酸甘氨酸glycineGlyG5.97色氨酸tryptophanTryW5.89天冬氨酸asparticacidAspD2.97几种特殊氨基酸半胱氨酸*以肽键相连接,肽键(peptidebond)是由一个氨基酸的-羧基上的羟基与另一个氨基酸的-氨基上的氢原子脱水缩合而形成的化学键,如图示:+H2N*肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。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.几种生物活性肽GSH过氧化物酶体内许多激素属寡肽或多肽抗利尿素与催产素(9肽)、胰高血糖素（29肽）、脑啡肽（5肽）、降钙素（32肽）、ACTH（39肽）、胰岛素（51肽）肌肽（2肽）、P物质（10肽、属神经肽类）、β内啡肽（31肽）蛋白质的分子结构TheMolecularStructureofProtein蛋白质的分子结构包括一级结构(primarystructure)二级结构(secondarystructure)三级结构(tertiarystructure)四级结构(quaternarystructure).概念：蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的排列顺序。.提示：一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础。它由遗传密码决定,其上有酶切位点,一级结构可测定,并不同种属间有同源性.二、蛋白质的空间结构参与肽键的6个原子C1、、C、O、N、H、C2位于同一平面，，此同一平面上的6个原子构成了所谓的肽单元(peptideunit)。2.二级结构的概念与基本形式A.概念:一条多肽链中局部原子的空间排佈B.二级结构的基本形式（1）、α螺旋特点①、②、③、④（2）、β折叠特点①、②、③（3）、β转角（4）、无规则卷曲-螺旋-折叠-折叠-转角β-转角①180°的转角部位②由4个氨基酸残基构成③由第一个残基的羰基氧（O）与第四个残基的氨基氢（H）可形成氢键④多含脯氨酸和甘氨酸不规则卷曲.氨基酸残基的侧链对二级结构形成的影响(二)、蛋白质的三级结构肌红蛋白(Mb)2.维系力亚基之间的结合力有疏水作用，VanderWaals力以及氢键和离子键,还有二硫键。.蛋白质的四级结构reviewSummary三、蛋白质结构与功能的关系.一级结构是空间构象的基础.一级结构与功能的关系.肌红蛋白与血红蛋白的结构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。肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)的氧解离曲线*协同效应(cooperativity)O2变构效应(allostericeffect)天然状态，有催化活性.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(prionprotein,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。第三节蛋白质分子除两端的氨基和羧基可解离外，氨基酸残基侧链中某些基团，在一定的溶液pH条件下都可解离成带负电荷或正电荷的基团。Pr蛋白质等电点二.蛋白质的胶体性质三.蛋白质的变性、沉淀和凝固引起变性的因素:物理、化学与生物学因素如如加热、乙醇等有机溶剂、强酸、强碱、重金属离子及生物碱试剂等。变性蛋白质的特点:应用举例临床医学上，变性因素常被应用来消毒及灭菌。此外,防止蛋白质变性也是有效保存蛋白质制剂（如疫苗等）的必要条件。若蛋白质变性程度较轻，去除变性因素后，蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构象和功能，称为复性(renaturation)。天然状态，有催化活性*蛋白质沉淀在一定条件下，蛋白疏水侧链暴露在外，肽链融会相互缠绕继而聚集，因而从溶液中析出。变性的蛋白质易于沉淀，有时蛋白质发生沉淀，但并不变性。四、蛋白质的紫外吸收五、蛋白质的呈色反应A、蛋白质的分离和纯化&.透析（二）丙酮沉淀、盐析及免疫沉淀*免疫沉淀法