毕业答辩模板吉林大学珠海学院

1、第第 一一 单元单元蛋白质结构与功能蛋白质结构与功能李红明李红明氨基酸与多肽氨基酸与多肽第第 一一 节节一、一、 氨基酸的结构与分类氨基酸的结构与分类（一）氨基酸的一般结构式（一）氨基酸的一般结构式存在自然界中的氨基存在自然界中的氨基酸有酸有300300余种，但组成人余种，但组成人体蛋白质的氨基酸仅有体蛋白质的氨基酸仅有2020种，且均属种，且均属 l-l-a-a-氨基酸氨基酸（甘氨酸除外）。（甘氨酸除外）。crh2nhcooh（二）氨基酸分类（二）氨基酸分类o非极性、疏水性氨基酸非极性、疏水性氨基酸o极性、中性氨基酸极性、中性氨基酸o酸性氨基酸酸性氨基酸o碱性氨基酸碱性氨基酸o（见表（见表2

2、-1-12-1-1）（一）肽键（一）肽键 一个氨基酸的一个氨基酸的 - -羧基与另羧基与另一个氨基酸的一个氨基酸的 - -氨基脱水缩合而氨基脱水缩合而形成的化学键。形成的化学键。二、肽键与肽链二、肽键与肽链 h h2 2n nc cc coh oh + + h hn nc ccoohcooh h h2 2n nc cc cn nc ccoohcooh 第一节第一节h hh hh hh hh hh hr r1 1 o or r1 1 o ro r2 2h h2 2o or r2 2（二）肽链（二）肽链由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。* * 两分子氨基酸缩合

3、形成两分子氨基酸缩合形成二肽二肽，三分子氨，三分子氨基酸缩合则形成基酸缩合则形成三肽三肽* * 肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团不全，被称为团不全，被称为氨基酸残基氨基酸残基* * 由十个以内由十个以内氨基酸氨基酸相连而相连而成成的的肽肽称为称为寡寡肽肽，由更多的氨基酸相连形成的肽称由更多的氨基酸相连形成的肽称多多肽肽n n 末端：多肽链中有末端：多肽链中有自由氨基自由氨基的一端的一端c c 末端：多肽链中有末端：多肽链中有自由羧基自由羧基的一端的一端多肽链有两端多肽链有两端* * 多肽链多肽链是指许多氨基酸之间以肽键是指许多氨基酸之间以肽键连接而成的一种

4、结构。连接而成的一种结构。三、谷胱甘肽和多肽类激素o （一）、谷胱甘肽（gsh）谷氨酸半胱氨酸 甘氨酸shcoo-ch2ch2ccnh3hoohcnhchch2conhch2ogsh过氧化物酶过氧化物酶h2o22gsh2h2ogssg gsh还原酶还原酶nadph+h+nadp+（二）、多肽类激素（二）、多肽类激素 体内许多激素属寡肽或多肽体内许多激素属寡肽或多肽 神经肽神经肽 ( ( neuropeptide neuropeptide ) )第二节第二节 蛋白质的结构蛋白质的结构 蛋白质的分子结构包括蛋白质的分子结构包括 一级结构一级结构 基本结构基本结构 二级结构二级结构 三级结构三级结构

5、 四级结构四级结构高级高级结构结构定义定义蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的排列顺序。的排列顺序。一、蛋白质的一级结构一、蛋白质的一级结构 主要的化学键主要的化学键：肽键肽键一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础。功能的基础。glyglyileilevalvalcyscysglugluglnglnalaalaserserphephelyslysvalvalcyscysproproargargaspaspleuleutyrtyrthrthrasnasnlyslyshishisleuleucoocoo- -h h3 3n

6、n+ +维持力：肽键维持力：肽键一级结构一级结构s ss s第二节第二节二、蛋白质的二级结构二、蛋白质的二级结构蛋白质分子中某一段肽链的局部蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，即该段肽链主链骨架原子空间结构，即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置，并不涉及氨基酸残的相对空间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象基侧链的构象 。1.1.定义定义 主要的化学键主要的化学键： 氢键氢键 2.2.蛋白质二级结构的主要形式蛋白质二级结构的主要形式 - -螺旋螺旋 ( ( -helix ) -helix ) - -折叠折叠 ( ( -pleated sheet )-pleated sheet ) - -转角转

7、角 ( ( -turn )-turn ) 无规卷曲无规卷曲 ( random coil )( random coil ) - -螺旋螺旋o 右手螺旋。右手螺旋。o 每每3.63.6个氨基酸残基上升一圈，螺旋上个氨基酸残基上升一圈，螺旋上升一圈的高度为升一圈的高度为0.54nm0.54nm。o 相邻两圈螺旋之间借肽键中相邻两圈螺旋之间借肽键中c=oc=o和和h hn n形成许多氢键，即每一个氨基酸残基中形成许多氢键，即每一个氨基酸残基中的的nhnh和前面相隔和前面相隔3 3个氨基酸残基的个氨基酸残基的c=oc=o之间形成氢键，使之间形成氢键，使-螺旋很稳定。螺旋很稳定。 - -螺旋螺旋氢键-折叠

8、折叠（-pleated sheet-pleated sheet） 转角模型转角模型三、蛋白质的三级、四级结构的概念三、蛋白质的三级、四级结构的概念疏水键、离子键、氢键和疏水键、离子键、氢键和 van der waalsvan der waals力等。力等。 主要的化学键主要的化学键整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。（一）（一） 三级结构三级结构 运铁蛋白的三级结构运铁蛋白的三级结构 (纯纯-螺旋螺旋)第二节第二节质体蓝素的三级结构（纯质体蓝素的三级结构（纯结构）结构）第二节

9、第二节 肌红蛋白肌红蛋白 (mb)(mb) n n 端端 c c端端亚基之间的结合力主要是疏水作用，其次亚基之间的结合力主要是疏水作用，其次是氢键和离子键。是氢键和离子键。（二）、蛋白质的四级结构（二）、蛋白质的四级结构有两条以上具有三级结构的多肽链，通过有两条以上具有三级结构的多肽链，通过非共价键聚合形成的空间结构非共价键聚合形成的空间结构称为称为蛋白质的四蛋白质的四级结构。级结构。在具有四级结构的在具有四级结构的蛋白质分子蛋白质分子中中，每一条，每一条多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白质的多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白质的亚亚基基 (subunit)(subunit)。第二节第二节hb

10、的四级结构的四级结构血红蛋白血红蛋白的四级结构的四级结构 在某些理化学因素作用下，蛋在某些理化学因素作用下，蛋白质特定的空间构象被破坏，导致其理白质特定的空间构象被破坏，导致其理化性质改变和生物学活性的丧失，称为化性质改变和生物学活性的丧失，称为蛋白质的变性蛋白质的变性。四四* *蛋白质的变性蛋白质的变性（denaturation)denaturation) 定义定义带正电荷的蛋白质带正电荷的蛋白质 ( (亲水胶体亲水胶体) )在等电点的蛋白质在等电点的蛋白质 ( (亲水胶体亲水胶体) )带负电荷的蛋白质带负电荷的蛋白质 ( (亲水胶体亲水胶体) )脱水脱水脱水脱水脱水脱水带正电荷的蛋白质带正

11、电荷的蛋白质不稳定的蛋白质颗粒不稳定的蛋白质颗粒 ( (沉淀沉淀) )带负电荷的蛋白质带负电荷的蛋白质第三节第三节 造成变性的因素 意义（应用） 变性的本质 破坏非共价键和二硫键， 不改变蛋白质的一级结构 若蛋白质变性程度较轻，去若蛋白质变性程度较轻，去除变性因素后，有些蛋白质仍可除变性因素后，有些蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构象和恢复或部分恢复其原有的构象和功能，称为功能，称为复性复性（renaturationrenaturation） 第三节第三节（一一）一级结构是空间构象的基础一级结构是空间构象的基础一、蛋白质一级结构与功能的关系一、蛋白质一级结构与功能的关系牛核糖核酸酶的一级结构二

12、二硫硫键键 天然状态，有催化活性 尿素、 -巯基乙醇 去除尿素、-巯基乙醇非折叠状态，无活性（二）（二） 一级结构与功能的关系一级结构与功能的关系例：镰刀形红细胞贫血n-val his leu thr pro glu glu c(146)hbs 肽链肽链hba 肽肽 链链n-val his leu thr pro val glu c(146) 这种由蛋白质分子发生变异所导致的疾病，称为这种由蛋白质分子发生变异所导致的疾病，称为“分子病分子病”。 dna tgt ggg ctc ctt ttt 正常正常 mrna aca ccc gag gaa aaa hba（亚基）（亚基） n thr pro

13、 glu glu lys dna tgt ggg cac ctt ttt 异常异常 mrna aca ccc gug gaa aaa hbs （亚基）（亚基）n thr pro val glulys 镰刀状红细胞性贫血的血红蛋白异常镰刀状红细胞性贫血的血红蛋白异常第二节第二节二、蛋白质空间结构与功能的关系二、蛋白质空间结构与功能的关系（一）肌红蛋白与血红蛋白的结构（一）肌红蛋白与血红蛋白的结构hb与mb一样可逆地与o2结合，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。（二）血红蛋白的构象变化与结合氧（二）血红蛋白的构象变化与结合氧三三、别构效应别构效应（一）、协同效应（一）、协同效应（cooperativitycooperativity）一个寡聚体蛋白质的一个亚基与其配体一个寡聚体蛋白质的一个亚基与其配体结合后，能影响此寡聚体中另一个亚基与配结合后，能影响此寡聚体中另一个亚基与配体结合能力的现象，称为体结合能力的现象，称为协同效应协同效应。 如果是促进作用则称为如果是促进作用则称为正协同效应正协同效应 （positive cooperativitypositive cooperativity）如果是抑制作用则称为如果是抑制作用则称为负协同效应