第1章蛋白质的结构与功能

生 物 化 学主讲：杨正久遵义医药高等专科学校第一章第一章 蛋白质的结构与功能蛋白质的结构与功能蛋白质（ protein）是一类重要的生物大分子，是生命的物质基础。l 蛋白质的生理功能：蛋白质是人体的基本成分，几乎所有的组织都含有蛋白质，是生命活动的物质基础，具有： 物质运输、物质代谢的催化与调节、肌肉收缩、血液凝固、机体防御及信号转导等生理功能。第一节 蛋白质的分子组成一、蛋白质的元素组成l 组成蛋白质分子的主要化学元素包括： C、 H、 O、 N、 S、 P、 Fe、 I、 Zn、 Cu、 Mo等。l 其中，在不同蛋白质样品中， N元素的含量相对稳定，约为 16%， 故每克氮相当于 6.25（100/16）克蛋白质。 l 定氮法 :样品中含蛋白质克数 =样品的含氮克数 6.25l 练习：测得 10g蛋白质样品中含氮量为 0.08g，该蛋白质样品的蛋白质含量是多少？二 、氨基酸l 组成蛋白质的基本单位是 氨基酸 （ amino acid）。自然界存在 300多种氨基酸 ,但是 基因编码 的氨基酸只有 20种 。 这些氨基酸属于 L-氨基酸 。COOHH2N C HRL-氨基酸的结构通式氨基酸的解离-NH2 - NH3+H+-COOH - COO - + H+H+OH-pH=pI兼性离子 +OH-pHpI阴离子+H+pHpI阳离子l 根据 R侧链基团解离性质的不同，可将氨基酸分为两大类：1.非极性氨基酸 : 侧链主要为脂肪族疏水基团。2. 极性氨基酸极性中性氨基酸： 侧链含有（ OH ）或（ SH）等亲水基团。酸性氨基酸 Glu， Asp；侧链基团在中性溶液中解离后带负电荷。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。一 、肽键与肽（一）肽键与肽链：肽： 氨基酸通过肽键连接起来形成 的线性聚合物。肽键： 一个氨基酸分子的 -羧基与另一个氨基酸分子的 -氨基脱水缩合形成的共价键。氨基酸残基： 肽中的氨基酸称为氨基酸残基。第二节 蛋白质的分子结构H2O肽键平面 由于肽键具有部分双键的性质，使肽键以及与之相连的两个 C共处同一平面上，这一平面称为 肽键平面（酰胺平面，肽单元） 。l 多肽链具有方向性，头端为氨基端（ N端），尾端为羧基端（ C端）。（二）生物活性肽l 生物体内具有一定生物学活性的肽类物质称生物活性肽。l 重要的生物活性肽有 谷胱甘肽（ GSH） 、神经肽、肽类激素 等。蛋白质是由许多氨基酸单位通过肽键连接起来的，具有 特定分子结构 的高分子化合物。由于蛋白质的分子结构非常复杂，为了便于研究、描述和理解，人为将蛋白质的分子结构划分为 一、二、三、四级结构 四个结构层次。二、蛋白质的一级结构除一级结构外，蛋白质的二、三、四级结构都属于空间结构，即 空间构象 ，是蛋白质的高级结构。蛋白质的一级结构（ primary structure）是指蛋白质多肽链中通过肽键连接起来的氨基酸的排列顺序，即多肽链的线状结构。维系蛋白质一级结构的主要化学键为 肽键 。牛胰岛素的一级结构蛋白质的二级结构 (secondary structure)是指蛋白质 多肽链主链 盘曲、折叠所形成的空间结构。三、蛋白质的空间结构（一）蛋白质的二级结构二级结构的主要形式有 -螺旋 、 -折叠 、 -转角 与 无规卷曲 。维系蛋白质二级结构的主要化学键是 氢键 。核糖核酸酶分子中的二级结构- 螺旋- 折叠- 转角无规卷曲（二）蛋白质的三级与四级结构蛋白质的三级结构 是指整条多肽链 所有原子 的空间排布位置，也就是一条多肽链的完整的三维结构。蛋白质的四级结构 指许多 蛋白质含有 2条以上 具有独立三级结构的 多肽链 ，这些多肽链通过非共价键连接形成的结构称为蛋白质的四级结构。l 维系蛋白质三级、四级结构的化学键是 氢键、离子键、范氏引力、疏水