蛋白质结构与功能 (2)精选PPT.ppt
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1、关于蛋白质结构与功能(2)第1页,讲稿共65张,创作于星期三2一、蛋白质的生物学意义一、蛋白质的生物学意义1.蛋白质是构成生物体的重要组成物质蛋白质是构成生物体的重要组成物质 2.蛋白质是生物体生命活动的执行者蛋白质是生物体生命活动的执行者 第一节第一节 概述概述蛋白质(蛋白质(protein)是生命的物质基础,)是生命的物质基础,具有多样性的生物学功能具有多样性的生物学功能第2页,讲稿共65张,创作于星期三3二、蛋白质的功能二、蛋白质的功能 催化功能催化功能酶酶 运输与储存运输与储存血红蛋白血红蛋白 调节功能调节功能蛋白质多肽类激素蛋白质多肽类激素 机械运动与支持机械运动与支持肌肉蛋白肌肉蛋
2、白 保护与免疫保护与免疫凝血酶原和免疫球蛋白凝血酶原和免疫球蛋白 营养和储存营养和储存酪蛋白、铁蛋白酪蛋白、铁蛋白第3页,讲稿共65张,创作于星期三4第二节第二节 蛋白质的分子组成蛋白质的分子组成一、蛋白质的元素组成一、蛋白质的元素组成 C H O N S(50%)(7%)(23%)(16%)(03%)(凯氏定氮法)(凯氏定氮法)蛋白质含量蛋白质含量/g样品样品=含氮量含氮量/g样品样品 6.25根据含氮量推算生物样品中蛋白质含量根据含氮量推算生物样品中蛋白质含量第4页,讲稿共65张,创作于星期三5二、二、20 L-氨基酸(氨基酸(amino acids)(一)(一)氨基酸的结构氨基酸的结构1
3、.-氨基酸结构通式氨基酸结构通式 第5页,讲稿共65张,创作于星期三6 组成蛋白质的氨基酸都是组成蛋白质的氨基酸都是L型型。2 旋光异构性(甘氨酸)旋光异构性(甘氨酸)第6页,讲稿共65张,创作于星期三7(二)(二)氨基酸的分类氨基酸的分类编码氨基酸编码氨基酸:20种种非编码氨基酸非编码氨基酸(无相应的遗传密码)(无相应的遗传密码)修饰氨基酸修饰氨基酸仅参与代谢的氨基酸仅参与代谢的氨基酸(有相应的遗传密码)(有相应的遗传密码)-丙氨酸、丙氨酸、-氨基丁酸氨基丁酸羟赖氨酸、羟脯氨酸羟赖氨酸、羟脯氨酸第7页,讲稿共65张,创作于星期三8组成蛋白质的氨基酸为组成蛋白质的氨基酸为20 L-氨基酸氨基酸
4、第8页,讲稿共65张,创作于星期三92种新发现的基本氨基酸种新发现的基本氨基酸 硒半胱氨酸(第硒半胱氨酸(第21种)种)吡咯赖氨酸(第吡咯赖氨酸(第22种)种)第9页,讲稿共65张,创作于星期三10(三)(三)氨基酸氨基酸的理化性质的理化性质 1.两性电离和等电点(两性电离和等电点(isoelectric point,pI)不同不同pHpH时氨基酸以不同的离子化形式存在:时氨基酸以不同的离子化形式存在:正离子正离子两性离子两性离子负离子负离子 氨基酸所带静电荷为氨基酸所带静电荷为“零零”时,溶液的时,溶液的pH值称为该氨基酸值称为该氨基酸的等电点(的等电点(isoelectric point)
5、,以),以pI表示。表示。第10页,讲稿共65张,创作于星期三11溶液的溶液的pH=pI时时pHpI时时第11页,讲稿共65张,创作于星期三122.紫外吸收性质紫外吸收性质n酪氨酸酪氨酸 max275nmn苯丙氨酸苯丙氨酸 max257nmn色氨酸色氨酸 max280nm 第12页,讲稿共65张,创作于星期三13三、肽键和多肽链三、肽键和多肽链(一)肽与肽键(一)肽与肽键 H +H3N-C-CO R1 H+N-C-COO-R2O-+H3 H +H3N-C-C R1 H -C-COO-R2 O-C-N H第13页,讲稿共65张,创作于星期三第14页,讲稿共65张,创作于星期三15OH2NC CH
6、 R1O R2 NC CHH R3 NC CHHO R4 NC CHHO R5 NC CHHO R6 NC COHHHO寡肽寡肽 10aa 多肽多肽+H3NCOO-R1R2R3R4R5N-末端末端C-末端末端多肽链侧链多肽链侧链肽链书写方式:肽链书写方式:N端端C端端 第15页,讲稿共65张,创作于星期三16(二)(二)生物活性肽生物活性肽 谷胱甘肽(谷胱甘肽(glutathione,GSH)第16页,讲稿共65张,创作于星期三171.按组成成分按组成成分 单纯蛋白质单纯蛋白质 结合蛋白质结合蛋白质四、蛋白质的分类四、蛋白质的分类 2.按分子的形状或空间构象按分子的形状或空间构象 纤维状蛋白纤
7、维状蛋白 球状蛋白质球状蛋白质3.按按“家族家族”具有相同或类似结构的蛋白归为一个具有相同或类似结构的蛋白归为一个“家族家族”第17页,讲稿共65张,创作于星期三18第三节第三节 蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构 第18页,讲稿共65张,创作于星期三19蛋白质结构的组织层次蛋白质结构的组织层次蛋蛋白白质质的的结结构构层层次次一级结构一级结构空间结构空间结构二级结构二级结构三级结构三级结构四级结构四级结构超二级结构超二级结构结构域结构域第19页,讲稿共65张,创作于星期三20一、一级结构(一、一级结构(primary structure)1.定义定义 蛋白质的一级结构指蛋白质多肽链中氨基酸的排列
8、顺蛋白质的一级结构指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序,包括二硫键的位置。序,包括二硫键的位置。2.一级结构的意义一级结构的意义第三节第三节 蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构 是生物学活性和空间结构的基础是生物学活性和空间结构的基础第20页,讲稿共65张,创作于星期三 最先由最先由Sanger于于1953年完成测定胰岛素一级结构年完成测定胰岛素一级结构第21页,讲稿共65张,创作于星期三22第22页,讲稿共65张,创作于星期三23构象(构象(conformation)(NCCNCC)构象的改变只涉及单键的旋转和非共价键的构象的改变只涉及单键的旋转和非共价键的改变改变第23页,讲稿共65张,创作于星
9、期三24二、二级结构(二、二级结构(secondary structure)肽键的键长介于肽键的键长介于C-N单键和双键之间,具有部分双键的性质,单键和双键之间,具有部分双键的性质,不能自由旋转。不能自由旋转。第24页,讲稿共65张,创作于星期三25(一)(一)肽单元(肽单元(peptide unit)参与肽键的参与肽键的6个原子个原子C 1、C、O、N、H、C 2被约束于一个平面上,此同一平面上的被约束于一个平面上,此同一平面上的6个个原子构成肽单元。原子构成肽单元。第25页,讲稿共65张,创作于星期三第26页,讲稿共65张,创作于星期三coplanar第27页,讲稿共65张,创作于星期三2
10、8(二)二级结构的概念和种类(二)二级结构的概念和种类n 蛋白质的二级结构指某一段肽链的局部空间结构蛋白质的二级结构指某一段肽链的局部空间结构n 也就是多肽链也就是多肽链主链骨架原子主链骨架原子通过氢键沿一定方向盘通过氢键沿一定方向盘 绕、折叠而形成的构象。绕、折叠而形成的构象。n 二级结构不涉及侧链的构象二级结构不涉及侧链的构象n 维持二级结构的化学键:氢键维持二级结构的化学键:氢键 n主要有主要有 螺旋、螺旋、折叠、折叠、转角、无规卷曲。转角、无规卷曲。第28页,讲稿共65张,创作于星期三29 1.螺旋螺旋(-helix)1950年美国年美国Pauling等人在研究纤维状蛋白质时,提出等人
11、在研究纤维状蛋白质时,提出了了螺旋,后来发现在球状蛋白质分子中也存在螺旋,后来发现在球状蛋白质分子中也存在螺旋。螺旋。(1)右手螺旋,每圈含右手螺旋,每圈含3.6个个aa,螺距为螺距为0.54 nm (2)链内氢键维持螺旋稳定链内氢键维持螺旋稳定 (3)侧链侧链R分布在螺旋外侧分布在螺旋外侧第29页,讲稿共65张,创作于星期三第30页,讲稿共65张,创作于星期三312.片层片层/折叠(折叠(-sheet)也是也是 Pauling 等人提出来的,它是与等人提出来的,它是与螺旋完全螺旋完全不同的一种结构。不同的一种结构。(1)折叠主链骨架以一定的折叠形式形成一个折叠折叠主链骨架以一定的折叠形式形成
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