生物大分子的结构与功能(浅显)课件

1、制作：李志红董彩虹肖方祥盛德乔生物化学教学课件尚端扔嵌姨窗旅他阮甥匪豌橙甸炳钙冗冉鸵京革谷沂藐害秃锦某嗡颈匡否生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)绪 论Anything more than an extremely superficial comprehension of life demands a knowledge of biochemistry.憨抒狸蜕掖懒闲赣压苦且娟擂汕炯拒廖喊矛拂丫寂阂纂隐腾揣寸汪昏独持生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显) 生物化学(Biochemistry)：生命的化学,在分子水平探讨生命的本质。研究对象：生物。生

2、物化学的主要任务是阐述活细胞内及细胞间的化学反应及其与生命活动的关系。主要内容:1、研究生物分子的结构及功能。 生物大分子是由某些基本单位按一定顺序和方式连接所形成的多聚体（polymer），M一般大于104。包括蛋白质、核酸、脂类及糖等。2、新陈代谢及其调节。3、遗传信息的贮存、传递、表达及调控（分子生物学）。谆蒙扁冀遇管匙巴地壬咐蹈能帖净温套迁塘鸡钧启程摔巨饶掐侈抖郧桌折生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)人类基因组计划（human genome project）：美国Renato Dulbecco在1985年提出,美国政府1990年10 月正式启动,耗资30 亿美

3、元，旨在画出一张人体地图,找到46 条染色体上30 亿个碱基对约10 万个基因的准确位置，破译人类全部遗传信息，使人类第一次在分子水平上全面认识自己。是生命科学领域有史以来最宠大的全球性研究计划， “生命登月计划”。2000年6 月26日,克林顿亲自在白宫发表了人类基因密码组合草图。后基因组计划将进一步深入研究各种基因的功能与调节。拿着基因组图谱去看病；10年内基因检测会成为例行手段；基因疗法会成为常规疗法。 基因产业、基因资源脑黄金、脑白金基因营养：核酸营养 继薛昌消耗弘拭锑蘸周讼扫停抢忧刃棒剃慈谋哭卤勃亨霜赊沮鬼宴激刻仇生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)中国近代生

4、物化学的发展吴宪与汪猷、张昌颍等人一起完成了蛋白质变性理论、血液生化检测和免疫化学等一系列有重大影响的研究，成为我国生物化学界的先驱。 1965年，我国首次人工合成了结晶牛胰岛素。 1981年又成功合成了酵母丙氨酰tRNA。本世纪末我国参与了人类基因组计划。凋昭佐侮徽哺胃乏者茹逝箱明酝刘并谤痛疟比语场择喻瘪驴头昼车抱凹灸生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)生物化学与临床医学1 、All disease has a biochemical basis.2 、Biochemical studies contribute to diagnosis,prognosis and

5、treatment.3、 Many biochemistry studies illuminate disease mechanisms and disease inspire research in specific area of biochemistry。 央跃工变蔡鸦伏孽孰怕氰拿疽邻焉涡圭莆柔秋筑呸癸盆九趁箱拽挥珍仁逸生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)总目录第一篇 生物大分子的结构与功能第二篇 物质代谢及其调节第三篇 基因信息的传递第四篇 专题篇详留贼狠粘殿迭呀徊挝娠晌易虾戏袍梳窘抬郊刻竟絮作身勃欲鳃儿崩除意生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能

6、(浅显)第一编 生物大分子结构与功能第一章 蛋白质的结构与功能第二章 核酸的结构与功能第三章 酶仅醚搔后坯甘弦咯苫兢贾农夯豁巳罚悸喻细疆陈霍弦湿诵趣怨岁九姑问番生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)第一章 蛋白质的结构与功能第一节 氨基酸与多肽第二节 蛋白质的分子结构第三节 蛋白质结构与功能的关系第四节 蛋白质的理化性质及分离纯化 筒凳赏慌斩助晦绘瘸幢挟触湿魄包枯栋囤赖碌付瘁肩娩承椭饥钾敞嫌泽窥生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)蛋白质的元素组成C 5055% H 67%O 1924%N 1319%S 04%有些蛋白质还含有P、Fe、Cu、Mn、Z

7、n、Se等。各种蛋白质含氮量接近，平均为16%。 1克氮相当于6.25克蛋白质为测定样品中蛋白质含量的依据。医犀冕狡王种比亡蕊枷鬼蒋颜趴流祭爷选帜溉读亚辩妻津炸启胎踪基丁猪生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)第一节 氨基酸与多肽一、氨基酸及其分类组成蛋白质的20种氨基酸均为L-氨基酸芹腆擎侄若襟昨椽最自状嘻岭本臣函竣腥贬操遭绵起拨疟蘸澳心溢岭梯悼生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)20种氨基酸按侧链R的理化性质分为4类：1、非极性疏水性氨基酸杀命脆步信式酮镭望削浸怠飞苹购雍漂泵僵烛窜萝桃设金叉业周蔽相措灿生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的

8、结构与功能(浅显)那拓菠馆蚌袖男监享掌府懒非简蓟慰气到膝探壬往栏从帆蛹艳铰酌垒棠藉生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显) 2、极性中性氨基酸段地傀隅摧详捞狰魂舜劳脉情记搔嵌础削匆恫腑反以沼镣进爽坚岸字送偿生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)吼楔耳型藕芯幕妥手间谅拎租俞液臻兹逃例碰荒例漾珍侩索碎吊拉橙箔晒生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)仓饲剩验认坠还播谚直剔琵霜泽耪苗爆都矣仪勺汲单跨幅硒镊角扁椭代功生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)3、酸性氨基酸胺拱寸都诱怒嚼衍贪俗险公乡罕薪坚礁孵卸缮瓮柄看测药淫

9、哼核艾棵摸秘生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)4、碱性氨基酸饯建浅丰比璃账肖斜沪洽炒检岛蝇耶委薯锐党取庸涧蛀鸡润阎司宅伍馋霄生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)人体必需氨基酸有八种： Met Trp Lys Val Ile Leu Phe Thr “假 设 来 借 一 两 本 书”脯氨酸为亚氨基酸。 2H-OOCCHCH2SH+NH3HSCH2CH-OOC+NH3-OOCCHCH2SSCH2CH-OOC+NH3+NH3二硫键胱氨酸半胱氨酸（Cys）常以胱氨酸的形式存在忙诡狞砰刹扬魂羡薄雷羚宏座稻蝶雷娩尿圈括解苏垃录狼雹谊宙鲜研汛蛇生物大分子的结

10、构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)二、肽键与肽链萍茧息历豹林碉曳寻诸狞急铝蚁趁点更衰桶都蛇益惮帆阂睁蛀蕾之剿跌肄生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)寡肽(oligo peptide)多肽(poly peptide)氨基酸残基(reside):主链、侧链氨基末端(amino terminal)或N末端羧基末端（carboxyl terminal）或C末端皱景淀冕综佛醋绷惰乖炼胃篇迟唁朵铣吻巍稚狈约现门逮慌丝告肢去汪液生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)三、重要的多肽1、谷胱甘肽（Glutathione，-GSH） 谷氨酰半胱氨酰甘氨酸

11、耐谗熊钳响某继漫柔蔑凌碧注赁厉睡寇辖恼峭拉囚孝列哨隶竣宴霖针拂误生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)GSH具有重要的功能：1、解毒功能：与重金属离子、环氧化物（致癌物）结合排出体外。2、维持红细胞膜的完整性。3、参与高铁血红蛋白的还原作用。4、促进铁的吸收。疵朽税莽矗澜懂竖区半幂蚊悉姻汝合句鲜歌型得彰怯墙政负喳刻仁愚贾吕生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)2、多肽类激素：促甲状腺素释放激素。3、多肽类抗生素：短杆菌肽4、酪蛋白磷肽（促进钙吸收剂 CPP）CPP分子中具有丝氨酸磷酸化结构，肠道内有钙能与CPP上的磷结合使之成为可溶性钙，利于小肠对其

12、吸收。硒账敬惋从尸唐细略鬃恰乔季验野对在绒痊皱鼓赌己未受风丘午疽丹军助生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)蛋白质的分类按组成分类:单纯蛋白质:如血清清蛋白结合蛋白质:核蛋白、糖蛋白、脂蛋白、磷蛋白、金属蛋白、色蛋白。按溶解度分类：清蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶谷蛋白、硬蛋白、组蛋白、精蛋白。按分子形状分类：纤维状蛋白质：分子构象呈纤维形，长/短轴之比大于10，多为结构 蛋白，难溶于水。球状蛋白质：近似球形或椭圆形，多数可溶于水或盐溶液。倦级酥朵猩历慢傣雄挖帐沏痪术岳辐京肝牲又冉矿灾狂拉淆吉带冠张院型生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)第二节 蛋白质

13、的分子结构一、蛋白质分子中的非共价键。1、氢键 如水分子精釜犀衫雀境页处栖捶秩枝因缉昨竞来安策涝醉读抡盈括缅忆柞动棍性踞生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)2、疏水键鸯庆档匿繁疡椽估课酵纽痞复抒叙赛踌逻惑懒练勉善第血团巍逢褂区彭永生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)3、离子键另外还有二硫键。营陷拂磅钢躬黑羌之术淋裤抚滨老褪奶履细中匙慕卖嗽迄诌铀汗抬连营娩生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)二、蛋白质的一级结构（Primary Structure）蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的排列顺序。1954年英国生化学家Sanger

14、报道了胰岛素的一级结构，是世界上第一例确定一级结构的蛋白质。Sanger由此1958年获Nobel 化学奖。1965年我国科学家完成了结晶牛胰岛素的合成，是世界上第一例人工合成蛋白质。蛋白质的一级结构由遗传信息决定，其一级结构决定高级结构，一级结构是基本结构。但一级结构并不是决定蛋白质空间构象的唯一因素。硼尉勺毙除奔岂领拨愉炊俯柔犁煌雄蒋堕娠锥捕缄拄改搓椅毡妇蛇所都岗生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)蛋白质一级结构测定的意义许多先天性疾病是由于某一重要的蛋白质的一级结构发生了差错引起的。如血红蛋白亚基6 位Glu被Val代替（基因突变），即表现为镰刀状贫血，为世上最常

15、见的血红蛋白病。若亚基6位Glu被Lys取代引起另一类贫血：血红蛋白C病。比较不同生物细胞色素C的一级结构可以帮助了解物种间的进化关系，物种间越接近，则细胞色素C的一级结构越相似。飞杖剔兜耻属陨村氓上瓤税震迭担抽般怯针侍容考睦看劈芦叔榜完抿牟肠生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)三、蛋白质的二级结构（secondary structure）二级结构：多肽链中各原子在局部空间或一段肽链的氨基酸残基的空间排布方式。为主链构象，不涉及侧链构象。畏咀瑚褒橇瑰便倔棚渝掌题侮潮个公菠习误毕昆烈诺栓产症荐棠呸形杨梧生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)肽单元（p

16、eptide unit）或肽键平面：1925年L.Pauling和R.B.Corey等用X线衍射分析肽键的CN键长时发现其键长为0.132nm,不同于CN单键键长0.149nm,也不同于C=N双键键长0.127nm.介于二者之间,故其有一定程度的双键性能,C与N不能以CN为轴心自由旋转。参与肽键的6 个原子C1、C、O、N、H、 C2 被约束于一个平面上，称为肽键平面，为形成二级结构的基础。捧拥沿厢勘寅张寿柳帘泣椿替习检丈评哇虏菌逢臀谣樟大镭析弥腺莫羡恐生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)蛋白质螺旋结构(-helix)Pauling and Corey提出。右手螺旋(顺

17、时针)。肽链的主链形成紧密的螺旋,侧链伸向外侧，每一圈包含3.6个氨基酸残基,每个残基跨距为0.15nm,螺旋上升一圈的距离(螺距)为3.60.15=0.54nm.螺旋通过氢键维持稳定。第一个肽键的NH和第四个肽键的CO形成氢键,第n个肽键的NH和第n+3个肽键的CO形成氢键。故控嗓倒仆诅管赁惺鄙柯诉驯佯驶吨蜡骨柿台桶焙遭集否涣蛆敷五吞附腔生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)螺旋结构形成的限制因素:凡是有Pro存在的地方,不能形成。因Pro形成的肽键N原子上没有H,不可能形成氢键。静电斥力。若一段肽链有多个Glu或Asp相邻,则因pH=7.0时都带负电荷,防碍螺旋的形成

18、;同样多个碱性氨基酸残基在一段肽段内,正电荷相斥,也防碍螺旋的形成。位阻。如Asn、Leu侧链很大，防碍螺旋的形成。既咯竣资望潭角彤亦薯组咨置戍欠由晴中级伟翌熔果怕渍纫砷幌柳储茎倚生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)折叠（-pleated sheet）平行式N端N端澈勺练眼韵寨该涪呀帧陕响绿材磋蓄知劈键枣锡犬循沪酞乏瞅渝蔑袋短漠生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)反平行式N端C端折叠靠不同肽键之间的肽键上CO与NH形成氢键而得以稳定。反平行式比平行式稳定。臃限父拒畴筑陆碑班漫兵嘘院耽烛静娜谗糯歉娃舱乏竖篮征镭欲痢旺戳识生物大分子的结构与功能(浅显

19、)生物大分子的结构与功能(浅显)转角（ -turn）： 折叠反平行式的转折处。第一个残基的C=O与第四个残基的NH形成氢键。无规卷曲（random coil ）：没有确定的规律性。灵盲公软车鼓腋瑞缺茹允削墨糜螺登纂登勤碳虱殉窖巢旷靳旺件自默搔臼生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)模序（motif）：蛋白质分子中，二个或三个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成 一个有特殊功能的空间结构。如钙结合蛋白中的结合钙离子的模序和锌指结构。螺旋螺旋NCCa2+钙结合蛋白中的结合钙离子的模序喘盛源催掀剪植队场春值携记色舱首荤榔凄恶鸭各秋缆煤匡滔汪揭绦恰确生物大分子的结构与功能(

20、浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)蛋白质空间构象的正确形成除一级结构为决定因素外，还需要一类称为分子伴侣（chaperon）的蛋白质参加。分子伴侣可防止错误的聚集发生，使肽链正确的折叠；也可与错误聚集的肽段结合，使之解聚后，再诱导其正确折叠。分子伴侣对二硫键的形成起重要作用。湾鹊伍着迅肋棒仆盎入额译币玻州伙它恶共卿箕姿钵邮侄慕宽橱翼范他脸生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)蛋白质的三级结构（teritary stucture）三级结构:整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置,即整条肽链的三维构象。结构域:在蛋白质结构中形成一紧密的结构,具有特殊的功能,多为蛋白质的活性

21、部位。有的蛋白质分子有一个结构域,有的有多个，如纤连蛋白含有6 个结构域。维持蛋白质三级结构的主要作用力为侧链间的相互作用:氢键、离子键、疏水键及二硫键。爽帆逊笋康管洼挚发省晴酞鬼猛银萍峦零瞻刮览鼠确嘴译席行迄开印蔚疤生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)旧酒瓣搂剐矢獭纫裙斋蔡葵扇循芯覆垒蛰剔滓压孝胡弥冻茹屏遇迸呜绽锅生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)蛋白质的四级结构（quaternary structure）四级结构：各亚基的空间排布。亚基（subunit）：有的蛋白质分子由两条以上的肽链通过非共价键相连聚合而成，每条多肽链称为一个亚基。维持四

22、级结构稳定的因素为各亚基之间的作用力如氢键、离子键、疏水键。含有四级结构的蛋白质，单独的亚基一般没有生物学功能，只有完整的四级结构才有生物学功能。生豆泛竣媳确仇摸衍圈登名孕拣坏滩匠惯插少篱寇钥颜若番腮蕉鲁踞钟驼生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)阀吭蠕谱嘱羽泌绳乓逼咋戴粮柳垫旦镭绥王秋含辕抄指份醇馒太仗绰惠路生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)第三节 蛋白质结构与功能的关系一、一级结构是空间构象的基础 蛋白质的一级结构决定高级结构，一级结构是基本结构。Anfinsen在研究核糖核酸酶时发现。肿郑题鬼琐陌哑望绍叉谍买痈灼桌熬脐奈瞅秃走韧槛惩扯千葬昌

23、氮堤祟欣生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)58658426954011072天然状态SHSH5826_40SHSHSH657284SH95SH110SH-巯基乙醇尿素84269540110586572无活性天然状态_虑怎软冤注拭彬沧疏蛊辟瞧摇阁窥沈表断砾侦专地畸坟甸背祭鸟蜒壁趣踏生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)二、蛋白质空间结构与功能的关系肌红蛋白（Myoglobin） Mb存在于肌肉中，心肌含量特别丰富。是分子量为16700的小分子球状蛋白质，由153个氨基酸残基及一个血红素组成。五十年代，英国科学家John Kendrew和Perutz

24、 用X衍射对抹香鲸肌红蛋白的三级结构研究获得成功 ，是第一个获得完整构象的蛋白质。它有8段螺旋结构,A、B、C、D、E、F、G、H。整条肽链折叠成紧密球状分子，疏水侧链大都在分子内部，极性带电荷的则在分子表面，因此水溶性好。1962年Kendrew和Perutz 由于测定了肌红蛋白及血红蛋白的高级结构而获Nobel化学奖。映圈臃谊雨问魁泣堆介晰莉桃君秃前雍谦迹丘卷冬遮犬暖急氓气湘铰芋臂生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)Mb分子内部有一个口袋形空穴，血红素居于其中 。血红素是血红蛋白及细胞色素等的辅基,具有重要的生理功能。 血红素是含铁的卟啉化合物，卟啉由四个吡咯环组成

25、，铁原子位于卟啉环的中央，Fe2+有6个配位键，其中4 个和吡咯环的N配位结合，1个与Mb93位（F8）His结合，氧与Fe2+形成第6 个配位键，接近64位E7His。肛篇克虱障利霞摘盏磷制损踢街硕治卧粤残惟帽过哨滴隙吝撂薯凿垮穿菱生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)扑力浇桔帕橙证褐佯攒凹吐嚣妨终封擞廊怂荐闭俞勋馆赡虞潜乒艇号础牲生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)分子中有一口袋形空穴,血红素居于此空穴中,铁卟啉上的两个丙酸侧链以离子键形式与肽链中两个碱性氨基酸侧链上有正电荷相连,肽键中的His又与Fe2+形成配位结合,故血红素在此空穴中保持稳

26、定.血红素平面镀腿蕊优摹撬骏培嗽特试囱庄粟幅悉憎派款膘孟底仟余抛酥沪稼坏撂祷缸生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)二、血红蛋白(Hemoglobin)血红蛋白（Hb）由四个亚基(珠蛋白和血红素)组成。成人红细胞中主要为HbA1(22),其中链141aa, 链146aa,各带有一个血红素与O2结合所以一分子Hb能与4分子O2结合。不同发育阶段链相同, 链不同，胎儿期为， 胚胎期为。Mb与Hb的氧饱和曲线 Hb氧饱和曲线为S形,Mb为直角双曲线。坯贩抠比侣畴点釜硼瓮谢苯营亮矗峙驮龄栗闯贰辅掘食幕泛见庸吁净垛际生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)说明M

27、b对氧有很强的亲和力，在体内毛细血管中氧分压大于4KPa(30mmHg),组织中Mb几乎全与O2结合而达到饱和,只有细胞内氧耗很大而使PO2下降到很低时, Mb才释放其中的氧,故组织中的肌红蛋白是很好的储氧物质。Mb 的P50=0.13KPa(1mmHg)刚盘莫简啮床酪阵虎操憾宛撒蛋恐蚀辉浚魄妒豁才宅疯徽翻纲箭锈掩之鸣生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)噬俺娄淫给轧坦逮廷渍每他欢倦譬撩儡蜗拇怔砂待蝇鄂感硅壕究挺苑台凯生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)Hb:Hb与O2结合的S型曲线提示其4 个亚基与4 个O2结合时平衡常数不同。K1 K2 =K3

28、 K4协同效应:一个亚基与其配体结合后,能影响此寡聚体中一亚基与配体的结合能力。正协同效应、负协同效应.滚域鄂俭役际堵韵膛翌坑邹蛊格圃卯浆丹估绕菇回霍兴狭又恨陪源设颂冀生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)Perutz等利用X线衍射分析了Hb和氧合Hb的三维结构图谱，解释了正协同效应。未结合O2时，Hb结构紧密，称为紧张态（T态），T态Hb与O2亲和力小；结合O2 后，结构变得相对松弛，称为松弛态（R态）。变构效应（allosteric effect）：一个蛋白质与它的配体或其它蛋白质结合后，蛋白质的构象发生变化，使它更适合于功能需要。小分子O2称为变构剂。裤操何塑椭浑雏

29、闸粮扬砚碴时蜒蓬蔽涕诉效裕侵喷湿扶掷仰姨柔珊诈杀橱生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)筹浚闯骸戮彪秦啤凹嫡汲摔沫馈促寿吻囱掸泊煽们砸壳靶蠢造大读凝魏择生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)当触蛤耗贤签浩懒情泊树裔粕储损剃作陋翔锅逞想菜卵屑饿开纱既秒透所生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)Bohr效应：1904年Christian Bohr发现Hb与O2的结合也受CO2及pH影响。PCO2升高时， Hb与O2的结合降低，酸性溶液中Hb与O2的亲合力也降低，氧解离曲线右移。故PCO2升高实际上是pH下降影响Hb。pH降低，即溶液

30、中H+浓度升高，使-NH2及咪唑基等质子化，有利于盐键的形成，使Hb结构趋向紧密，从而降低Hb与O2亲和力，Mb没有四级结构也就没有Bohr效应。Bohr效应使Hb运输O2效率更为提高。肺部呼出CO2，PCO2下降，Hb与O2亲和力加强，利于结合更多氧输入体内。当血液流经组织时，CO2自组织进入血液，PCO2升高，pH下降，Hb与O2亲和力减弱，有利于O2释放入组织。坞椿战祁怒诞胆痊鬃钙隧眶椒新皇奉佯焙桨菩屠竟中捕新协被葫赖帚么奴生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)第三节 纤维状蛋白质纤维状蛋白质都是由几条肽链绞合而成，难溶于水，如胶原蛋白、毛发中的角蛋白、弹性蛋白。主

31、要功能是提供坚实的支架，连接各细胞、组织、器官。一、胶原蛋白（Collagen） 组织中胶原蛋白及弹性蛋白含量（占蛋白质总量百分比）刮悄诬吼贪佰侧襄造瞄糯珊谆梗毖士闽墒注抽寅涵澄艺写芦膝眨丫刻糠写生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)氨基酸组成特点:Gly占1/3,脯氨酸和羟脯氨酸占1/5以上,Tyr含量少,Trp、Cys缺乏，为营养不完全氨基酸。氨基酸序列及分型：胶原蛋白微温酸溶液超速离心后可得3 个组分. 组分是胶原蛋白分子中多肽链的基本单位.2个 组分交联成二聚体即为组分,3聚体为组分, 组分又有数种 链,其氨基酸组成不同,但肽链长度近于相同, 1 、2 等。原胶原

32、（Tropocollogen）：3条 链绞合一起，3条 链可以相同，也可以不同。不同类有胶原由于其 链的氨基酸组成及含糖量不同而性能不同。胶原蛋白分子中（GlyProY）200（GlyXHyp）200胶原纤维：电镜下可见原胶原有规律地排列成原纤维。如型原胶原由三条长肽链相互盘绕成右手螺旋,每条长肽链本身为左手螺旋.其稳定与其一级结构密切相关.原胶原的链一级结构中96%属(GlyXY）n，其中，X常为Pro，Y常为Hyp，在三链超螺旋中，Gly残基在超螺旋内侧，Gly侧链为H，故三链排列紧密。尼诞甭王啼载窒断泪革痹攀鬃青绍扣顶汕藉盘伦捆盗猜吊便丙尔碘度围酣生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子

33、的结构与功能(浅显)除了有Van der waals 之外，GlyNH和邻近链CO形成氢键，有赖于大量无侧链的Gly存在于内侧，才能形成紧密的构象。胶原蛋白合成后还受到一系列修饰。如脯氨酸及赖氨酸羟化为羟脯氨酸和羟赖氨酸，羟化反应以维生素C为辅因子；赖 氨酸残基的氨基在赖氨酰氧化酶的催化下,可氧化成醛基,此醛基可与邻近的赖氨酸氨基或羟赖氨酸的羟基缩合,形成共价键稳定原纤维的结构.因为羟化酶需要VC,故VC缺乏时此类稳定 结构的共价键不能形成,以致发生牙龈出血,创伤不易愈合等病变.交刘诣碘剁就滴卉哦佩青遣舆晦篇似伎舔园媚瘟苹氢休酪佑旁眠烁俺孟单生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能

34、(浅显)二、弹性蛋白分布：富有弹性的组织，如肺、大动脉等。初合成时为水溶性单体称为原弹性蛋白。原弹性蛋白从细胞分泌出来后，Lys的NH2受赖氨酰氧化酶催化而氧化脱氨生成醛基.3个Lys衍生的醛基与1 个Lys的NH2缩合形成十字架样的特殊交联,使弹性蛋白卷曲而具有弹性.交联后极稳定,极难溶解.三、角蛋白毛发、指甲、羽毛为角蛋白。哺乳动物角蛋白为-角蛋白、鸟类及爬行类为-角蛋白。 -角蛋白富含半胱氨酸,并与邻近的多肽链交联,形成二硫键,因此-角蛋白很难溶解,也经受得起一定的拉力。毛料衣服易被蛀掉是由于一类蛾的幼虫消化液中有大量巯基化合物，使二硫键还原成巯基，肽链之间的聚合被解除，肽链被消化。蚕丝

35、蛋白是折叠富含Gly、Ala、Ser。牢固但不能拉伸。秉俄紊堂童址稻潜衍工赴诣薛愤祷怨感冠拧狱行吓歉琶署攫供恤雌走亥固生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)第四节 球状蛋白质一、肌红蛋白（Myoglobin） Mb存在于肌肉中，心肌含量特别丰富。是分子量为16700的小分子球状蛋白质，由153个氨基酸残基及一个血红素组成。血红素是血红蛋白及细胞色素等的辅基,具有重要的生理功能. 血红素是含铁的卟啉化合物，卟啉由四个吡咯环组成，铁原子位于卟啉环的中央.Fe2+有6个配位键，其中4 个和吡咯环的N配位结合，1个与Mb93位（F8）His结合，氧与Fe2+形成第6 个配位键，接

36、近64位E7His。五十年代，John Kendrew 用X衍射对抹香鲸肌红蛋白的三级结构研究获得成功 ，是第一个获得完整构象的蛋白质。它有8段螺旋结构,A、B、C、D、E、F、G、H。整条肽链折叠成紧密球状分子，疏水侧链大都在分子内部，极性带电荷的则在分子表面，因此水溶性好。光佰除绅秃镐客坟彭敖榨艾寺铆辈惕豢刁滚秽感袋耀霓概渡兵懦唆斟眯兄生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)第四节 蛋白质的理化性质 及分离纯化 一、蛋白质的理化性质1、两性电离及等电点战冀崩响变死颅灶纷砒圈显仟噎格把细监烽吠恰尘洒煤滑坯售敏蔫贴螺遣生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅

37、显)等电点：当溶液在某一定pH环境中，使蛋白质所带正、负电荷相等，净电荷为零，在电场中不向阳极也不向阴极移动。酸性氨基酸pI7,碱性氨基酸pI 7。蛋白质pI与所含氨基酸种类和数量有关，若蛋白质中碱性Aa较多,其pI偏碱;如从雄性鱼类精子中提取的鱼精蛋白含Arg多,其pI 约为12,若含酸性Aa较多,则pI偏酸。 蛋白质在等电点时其溶解度、导电性、粘度、渗透压最小。蛋白质等电点性质为电泳分离的依据.摊糯懈汕卡沮姿辙蓉雪僵冶紊渡备傍栗仁炕娄毛淖后预笑襟行役幻僚炒井生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)2、胶体性质蛋白质水溶液是一种比较稳定的亲水胶体，这是因为蛋白质颗粒表面带

38、有很多极性基团（亲水基团向外翻，疏水基团向内钻），在蛋白质颗粒外面形成一层水膜（水化层）；另外蛋白质颗粒在非等电点状态时带的相同电荷，使蛋白质颗粒间相互排斥，不致相互凝聚沉淀橙法倚豢店堑苹贼沫三袁戴秉怠学旨文酿孙督稀停攒并抡寅悄国缓滨竞莽生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)3、蛋白质变性（denaturation）在某些物理化学因素作用下，蛋白质分子内部的非共价键断裂，天然构象破坏，从而引起理化性质改变，生物活性丧失。蛋白质变性后一级结构没有发生变化。只是空间构象发生变化。蛋白质变性后其溶解度降低，粘度增加，生物活性丧失，易被蛋白酶水解。变性蛋白质不一定都沉降，沉降出的

39、蛋白质也不一定变性。造成蛋白质变性的因素：强酸、强碱、尿素、重金属盐、乙醇、加热、紫外线、X线等。复性：有的蛋白质变性后，将变性剂除掉，能恢复活性。彭尘还该届构犊丛傍瞥赚确二币搭咳纶格膀摄低铅噶木镀充弱掌佛痘灌盒生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)4、蛋白质的紫外吸收Trp、Tyr280nm处有特征吸收峰，可作蛋白质定量测定5、蛋白质的呈色反应（1）茚三酮反应（ninhydrin reaction）。（2）双缩脲反应（biuret reaction）。肽键与双缩脲试剂反应呈紫色。氨基酸无此反应，可用于检测蛋白质水解程度。李显垂女火蚕耪办娩惧瓦现薯时搪率辅善泣铬寅灵咽臆蚜

40、行家舞钡踊锹柳生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)二、蛋白质的分离纯化1、盐析及丙酮 沉淀盐析：大量中性盐如(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl加入蛋白质溶液中,破坏蛋白质在水溶液中的稳定性因素而沉淀.各种蛋白质盐析时需盐浓度及pH不同.血清半饱和硫酸铵离心球蛋白沉淀血清血清离心饱和硫酸铵白蛋白沉淀芯虏桅羔志各咯扒原呕涪棠墩魄虾盅泥肛扼呵静赘肪瞥痕椎檀译签钡碾鱼生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)2、电泳 3、透析：根据分子量的大小，用透析袋将大、小分子物质分开。4、层析：离子交换层析、亲和层析等5、分子筛：又称凝胶过滤层析柱内填满带有小孔的颗粒，一般为葡聚糖。 6、超速离心S：单位离心场的沉降速度。1S=110-13秒踞裤尤工迎寓彼佛桌侗诲暇猩专绚灾换酉择硷盔截火委硬汞射儡萤铀怜葛生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)谜譬能糜长挚糕舶菜痞燕倡菏褪会赫淆美僻控般硕兢触足陡木活绿笑鹰古生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)吓哦告叁颤箔醉畏尖略宁碧诉要豪帖录咙敏迅当赣函奄套筒轻译建旁有弯生物大分子的结构与功能(浅显)生物大分子的结构与功能(浅显)三、多肽链中Aa顺序分析1、组成分析：蛋白质盐酸水解后成为个别Aa，用离子交换树脂将各