1、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能第第 一一 章章Structure and Function of Protein本章教學(xué)重點(diǎn)本章教學(xué)重點(diǎn)蛋白質(zhì)元素組成特點(diǎn)，氨基酸結(jié)構(gòu)通式，氨基酸分類、蛋白質(zhì)元素組成特點(diǎn)，氨基酸結(jié)構(gòu)通式，氨基酸分類、三字英文縮寫(xiě)符號(hào)；三字英文縮寫(xiě)符號(hào)； 肽、肽鍵的概念；肽、肽鍵的概念； 蛋白質(zhì)一、蛋白質(zhì)一、二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)的概念及其穩(wěn)定的主要化學(xué)鍵；二二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)的概念及其穩(wěn)定的主要化學(xué)鍵；二級(jí)結(jié)構(gòu)主要形式；蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系；變構(gòu)效級(jí)結(jié)構(gòu)主要形式；蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系；變構(gòu)效應(yīng)的概念；蛋白質(zhì)兩性電離，膠體性質(zhì)，蛋白質(zhì)變性應(yīng)的概念；蛋白質(zhì)兩性電離，膠體性質(zhì)，蛋白

2、質(zhì)變性概念和意義，紫外吸收和呈色反應(yīng)；模體、結(jié)構(gòu)域、概念和意義，紫外吸收和呈色反應(yīng)；模體、結(jié)構(gòu)域、分子伴侶的概念；鹽析、電泳和分子篩效應(yīng)的原理。分子伴侶的概念；鹽析、電泳和分子篩效應(yīng)的原理。 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)(protein)是由許多氨基酸是由許多氨基酸(amino acids)通過(guò)肽鍵通過(guò)肽鍵(peptide bond)相連形成的高分子含氮化合物。相連形成的高分子含氮化合物。概概 述述一、什么是蛋白質(zhì)一、什么是蛋白質(zhì)?二、蛋白質(zhì)的生物學(xué)重要性二、蛋白質(zhì)的生物學(xué)重要性1. 蛋白質(zhì)是生物蛋白質(zhì)是生物 體重要組成成分體重要組成成分分布廣：分布廣：所有器官、組織都含有蛋白質(zhì)；細(xì)胞的各個(gè)部分都含所有器官、

3、組織都含有蛋白質(zhì)；細(xì)胞的各個(gè)部分都含有蛋白質(zhì)。有蛋白質(zhì)。含量高：含量高：蛋白質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)最豐富的有機(jī)分子，占人體干重的蛋白質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)最豐富的有機(jī)分子，占人體干重的45，某些組織含量更高，例如脾、肺及橫紋肌等高達(dá)，某些組織含量更高，例如脾、肺及橫紋肌等高達(dá)80。1）作為生物催化劑（酶）作為生物催化劑（酶）2）代謝調(diào)節(jié)作用）代謝調(diào)節(jié)作用3）免疫保護(hù)作用）免疫保護(hù)作用4）物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)和存儲(chǔ)）物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)和存儲(chǔ)5）運(yùn)動(dòng)與支持作用）運(yùn)動(dòng)與支持作用6）參與細(xì)胞間信息傳遞）參與細(xì)胞間信息傳遞2. 蛋白質(zhì)具有重要的生物學(xué)功能蛋白質(zhì)具有重要的生物學(xué)功能3. 氧化供能氧化供能第第 一一 節(jié)節(jié)蛋蛋 白白 質(zhì)質(zhì) 的的 分分

4、 子子 組組 成成The Molecular Component of Protein 組成蛋白質(zhì)的元素組成蛋白質(zhì)的元素主要有主要有C、H、O、N和和S。 有些蛋白質(zhì)含有少量磷或金屬元有些蛋白質(zhì)含有少量磷或金屬元素鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬，個(gè)別蛋白素鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬，個(gè)別蛋白質(zhì)還含有碘質(zhì)還含有碘 。 各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均為各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均為16。 由于體內(nèi)的含氮物質(zhì)以蛋白質(zhì)為主，因由于體內(nèi)的含氮物質(zhì)以蛋白質(zhì)為主，因此，只要測(cè)定生物樣品中的含氮量，就可此，只要測(cè)定生物樣品中的含氮量，就可以根據(jù)以下公式推算出蛋白質(zhì)的大致含量：以根據(jù)以下公式推算出蛋白質(zhì)的大致含量：100

5、克樣品中蛋白質(zhì)的含量克樣品中蛋白質(zhì)的含量 ( g % )= 每克樣品含氮克數(shù)每克樣品含氮克數(shù) 6.251001/16% 蛋白質(zhì)元素組成的特點(diǎn)蛋白質(zhì)元素組成的特點(diǎn)一、氨基酸一、氨基酸(amino acid，AA/aa) 組成蛋白質(zhì)的基本單位組成蛋白質(zhì)的基本單位存在自然界中的氨基酸有存在自然界中的氨基酸有300余種，余種，但組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸僅有但組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸僅有20種，種，且均屬且均屬 L-氨基酸氨基酸（甘氨酸除外）。（甘氨酸除外）。H甘氨酸甘氨酸CH3丙氨酸丙氨酸L-氨基酸的通式氨基酸的通式RC+NH3COO-H1. 非極性脂肪族氨基酸非極性脂肪族氨基酸2. 極性極性中性中性氨基

6、酸氨基酸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. 堿性氨基酸堿性氨基酸（一）氨基酸的分類（一）氨基酸的分類* 20種氨基酸的英文名稱、縮寫(xiě)符號(hào)及分類如下種氨基酸的英文名稱、縮寫(xiě)符號(hào)及分類如下:(一一)側(cè)鏈含烴鏈的氨基酸側(cè)鏈含烴鏈的氨基酸(非極性脂肪族氨基酸非極性脂肪族氨基酸)(二二)側(cè)鏈有極性但不帶電荷的氨基酸側(cè)鏈有極性但不帶電荷的氨基酸(極性中性極性中性氨基酸氨基酸)(三三)側(cè)鏈含芳香基團(tuán)的氨基酸側(cè)鏈含芳香基團(tuán)的氨基酸(芳香族氨基酸芳香族氨基酸)(四四)側(cè)鏈含負(fù)性解離基團(tuán)的氨基酸側(cè)鏈含負(fù)性解離基團(tuán)的氨基酸(酸性氨基酸酸性氨基酸)(五五)側(cè)鏈含正性解離基團(tuán)的氨基酸側(cè)鏈含正性

7、解離基團(tuán)的氨基酸(堿性氨基酸堿性氨基酸)幾種特殊氨基酸幾種特殊氨基酸 脯氨酸脯氨酸（亞氨基酸）（亞氨基酸）CH2CHCOO-NH2+CH2CH2CH2CHCOO-NH2+CH2CH2-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3 半胱氨酸半胱氨酸 +胱氨酸胱氨酸二硫鍵二硫鍵-HH-OOC-CH-CH2-SH+NH3-OOC-CH-CH2-SH+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3（二）氨基酸的理化性質(zhì)（二）氨基酸的理化性質(zhì)1. 兩性解離及等電點(diǎn)兩性解離及等電點(diǎn)氨基

8、酸是兩性電解質(zhì)，其解離程度取決氨基酸是兩性電解質(zhì)，其解離程度取決于所處溶液的酸堿度。于所處溶液的酸堿度。等電點(diǎn)等電點(diǎn)(isoelectric point, pI) 在某一在某一pH的溶液中，氨基酸解離成的溶液中，氨基酸解離成陽(yáng)離子和陰離子的趨勢(shì)及程度相等，成為陽(yáng)離子和陰離子的趨勢(shì)及程度相等，成為兼性離子，呈電中性。此時(shí)溶液的兼性離子，呈電中性。此時(shí)溶液的pH值值稱為該氨基酸的稱為該氨基酸的等電點(diǎn)等電點(diǎn)。pH=pI+OH-pHpI+H+OH-+H+pHpI+H+OH-+H+pHpI氨基酸的兼性離子氨基酸的兼性離子 陽(yáng)離子陽(yáng)離子陰離子陰離子CHNH2COOHR CHNH2COOHRCHNH3+CO

9、O-R CHNH3+COO-RCHNH2COO-R CHNH2COO-RCH COOHRNH3+CH COOHRNH3+ 體內(nèi)許多激素屬寡肽或多肽體內(nèi)許多激素屬寡肽或多肽 神經(jīng)肽神經(jīng)肽(neuropeptide)2. 多肽類激素及神經(jīng)肽多肽類激素及神經(jīng)肽 第第 二二 節(jié)節(jié)The Molecular Structure of Protein蛋蛋 白白 質(zhì)質(zhì) 的的 分分 子子 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要形式蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要形式 -螺旋螺旋 ( -helix ) -折疊折疊 ( -pleated sheet ) -轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 ( -turn ) 無(wú)規(guī)卷曲無(wú)規(guī)卷曲 ( random coil ) 鈣結(jié)合蛋白中結(jié)鈣結(jié)合蛋白中結(jié)合鈣離子的模體合鈣離子的模體鋅指結(jié)構(gòu)鋅指結(jié)構(gòu) 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例臨床醫(yī)學(xué)上，變性因素常被應(yīng)用來(lái)消毒及臨床醫(yī)學(xué)上，變性因素常被應(yīng)用來(lái)消毒及滅菌。滅菌。此外此外, , 防止蛋白質(zhì)變性也是有效保存蛋白防止蛋白質(zhì)變性也