04蛋白质化学123学习课程

1、学习要求掌握氨基酸的组成结构、分类和性质，蛋白质的组成、结构和理化性质 熟悉维持蛋白质结构的作用力，蛋白质在生命活动中的重要性 了解蛋白质的结构与功能的关系及体内重要的活性肽重点：蛋白质的各级结构第1页/共119页第一页，编辑于星期四：二十点 十分。教学内容 第一节蛋白质的分子组成 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 蛋白质的理化性质第2页/共119页第二页，编辑于星期四：二十点 十分。概述 蛋白质的生理功能 酶催化 信号转导 免疫保护 其它第3页/共119页第三页，编辑于星期四：二十点 十分。第一节蛋白质的分子组成 氨基酸 标准氨基酸：用来合成蛋白质的氨基酸，共20

2、种 组成合成第4页/共119页第四页，编辑于星期四：二十点 十分。一、蛋白质的元素组成 N是特征性元素 蛋白质含N约16%： 样品中蛋白质的质量=氮的质量6.25凯氏定氮法第5页/共119页第五页，编辑于星期四：二十点 十分。二、氨基酸的结构 标准氨基酸基本上都是L-a a-氨基酸常用写法第6页/共119页第六页，编辑于星期四：二十点 十分。特例： 甘氨酸：没有构型之分（没有旋光性） 脯氨酸：亚氨基酸，而不是氨基酸P31第7页/共119页第七页，编辑于星期四：二十点 十分。三、氨基酸的分类 是否用于合成蛋白质 标准/非标准 有无遗传密码 编码/非编码 人体能否合成 必需/非必需P161 分解产

3、物转化 生糖/生酮/生糖兼生酮P173 R结构 脂肪/芳香/杂环族 R酸碱性 酸性/碱性/中性 R结构与极性 非极性疏水R/极性不带电荷R/带正电荷R/带负电荷R 第8页/共119页第八页，编辑于星期四：二十点 十分。脂肪/芳香/杂环族氨基酸脂肪族。芳香族苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸杂环族组氨酸、脯氨酸第9页/共119页第九页，编辑于星期四：二十点 十分。酸性/碱性/中性氨基酸酸性天冬氨酸、谷氨酸碱性精氨酸、赖氨酸、组氨酸中性。 第10页/共119页第十页，编辑于星期四：二十点 十分。非极性疏水R氨基酸第11页/共119页第十一页，编辑于星期四：二十点 十分。极性不带电荷R氨基酸第12页/共119

4、页第十二页，编辑于星期四：二十点 十分。带正电荷R氨基酸第13页/共119页第十三页，编辑于星期四：二十点 十分。带负电荷R氨基酸第14页/共119页第十四页，编辑于星期四：二十点 十分。其它相关问题 疏水性（R基非极性）/亲水性（ R基极性） 酸性最强（等电点最低）、碱性最强（等电点最高） 含硫、含羟基、支链、两个手性碳、含N原子最多 能解离的基团数目第15页/共119页第十五页，编辑于星期四：二十点 十分。四、氨基酸的理化性质1. 紫外吸收特征 2. 两性解离与等电点3. 茚三酮反应第16页/共119页第十六页，编辑于星期四：二十点 十分。1. 紫外吸收特征280nm第17页/共119页第

5、十七页，编辑于星期四：二十点 十分。2. 两性解离与等电点 两性电解质：既可以结合H+带正电荷，又可以给出H+带负电荷 氨基酸的等电点：在某一pH条件下，氨基酸解离成阳离子和阴离子的程度相同，氨基酸的净电荷为零，此时溶液的pH值称为（pI）第18页/共119页第十八页，编辑于星期四：二十点 十分。2. 两性解离与等电点 如果pHpI，氨基酸的净电荷为负，在电场中向正极移动 碱性氨基酸等电点高，其溶液的pH值高pHpIpIpHpIRRR第19页/共119页第十九页，编辑于星期四：二十点 十分。2. 两性解离与等电点pI=（pK1+pK2）/2第20页/共119页第二十页，编辑于星期四：二十点 十

6、分。3. 茚三酮反应 先氧化，再缩合570nm第21页/共119页第二十一页，编辑于星期四：二十点 十分。 以上性质蛋白质有吗？第22页/共119页第二十二页，编辑于星期四：二十点 十分。五、蛋白质的分类 组成成分：单纯、缀合（辅基） 构象：纤维状、球状第23页/共119页第二十三页，编辑于星期四：二十点 十分。第一节小结第24页/共119页第二十四页，编辑于星期四：二十点 十分。第二节 蛋白质的分子结构 四个层次：一、二、三、四级结构（后三种又称空间结构、构象） 结构决定功能 构象（稳定、变化）第25页/共119页第二十五页，编辑于星期四：二十点 十分。第26页/共119页第二十六页，编辑于

7、星期四：二十点 十分。一、肽 肽键：a-羧基、a-氨基 肽：氨基酸通过肽键连接而成的分子酰胺键第27页/共119页第二十七页，编辑于星期四：二十点 十分。1. 肽是氨基酸的链状聚合物 概念：寡肽、多肽、氨基酸残基、主链 侧链、氨基端/N端、羧基端/C端、方向性-N-CaC-第28页/共119页第二十八页，编辑于星期四：二十点 十分。2. 蛋白质是大分子肽 氨基酸残基数 它的分子量/110 【单纯蛋白质】 例：500个氨基酸，分子量为？55，000Da 道尔顿55KDa 千道尔顿第29页/共119页第二十九页，编辑于星期四：二十点 十分。3.一些重要的肽-谷胱甘肽（GSH）第30页/共119页第

8、三十页，编辑于星期四：二十点 十分。谷胱甘肽（GSH） 体内重要的抗氧化剂（因含巯基） 保护巯基酶 还原细胞膜的过氧化脂质，保护细胞膜第31页/共119页第三十一页，编辑于星期四：二十点 十分。蚕豆病 红细胞膜破碎溶血2 GSH GS-SG还原氧化谷胱甘肽还原酶NADPH第32页/共119页第三十二页，编辑于星期四：二十点 十分。二、蛋白质的一级结构 定义：氨基酸的排列顺序，包括肽键与二硫键 一级结构是空间结构的基础第33页/共119页第三十三页，编辑于星期四：二十点 十分。例： 牛胰岛素的一级结构 牛胰岛素是第一个阐明一级结构的蛋白质第34页/共119页第三十四页，编辑于星期四：二十点 十分

9、。三、蛋白质的二级结构 定义：主链的局部构象 包括a螺旋、 b折叠、 b转角、无规卷曲第35页/共119页第三十五页，编辑于星期四：二十点 十分。1.肽单元与肽平面 肽键结构的四个原子与两个Ca，共计六个原子位于一个平面上，称为肽平面第36页/共119页第三十六页，编辑于星期四：二十点 十分。2. a a螺旋 特点： 围绕Ca旋转，右手螺旋 螺旋一圈3.6个氨基酸 。 R基分布在螺旋的外侧第37页/共119页第三十七页，编辑于星期四：二十点 十分。2. a a螺旋 维持a螺旋的作用力是氢键 n=4第38页/共119页第三十八页，编辑于星期四：二十点 十分。3. b b折叠 特点： 锯齿状结构

10、一个单位包含2个氨基酸 R基交错排列在b折叠的两侧 维持b折叠的作用力是氢键 有同向排列和反向排列第39页/共119页第三十九页，编辑于星期四：二十点 十分。4. b b转角 特点： b转角位于肽链进行回折时的转折部位 由四个氨基酸构成，其中第二个常为脯氨酸 维持b转角的作用力是氢键第40页/共119页第四十页，编辑于星期四：二十点 十分。5.无规卷曲 构象没有规律性第41页/共119页第四十一页，编辑于星期四：二十点 十分。四、蛋白质的三级结构 一条完整多肽链的空间结构 在肽链上彼此远离的一些氨基酸可以依靠一些作用力靠近在一起第42页/共119页第四十二页，编辑于星期四：二十点 十分。三级结

11、构特点 疏水基团在分子内部 亲水基团在分子表面 稳定性的维持：氢键、疏水作用、离子键、共价键第43页/共119页第四十三页，编辑于星期四：二十点 十分。超二级结构、结构域 介于二级结构和三级结构之间的形式第44页/共119页第四十四页，编辑于星期四：二十点 十分。五、蛋白质的四级结构 亚基：几条肽链构成，肽链之间没有共价键连接，每条肽链都形成相对独立的三级结构 亚基按特定的空间排布结合在一起，构成该蛋白质的四级结构第45页/共119页第四十五页，编辑于星期四：二十点 十分。例：血红蛋白第46页/共119页第四十六页，编辑于星期四：二十点 十分。六、维持蛋白质结构的化学键 肽键 二硫键 氢键 疏

12、水作用 离子键 范德华力共价键非共价键第47页/共119页第四十七页，编辑于星期四：二十点 十分。肽键NH2CHOOHCR1N CHOOHHHCR2N CHOOHHCNH2CHOCR1R2H2O+肽肽键键第48页/共119页第四十八页，编辑于星期四：二十点 十分。二硫键NHCHOCH2SHCNHCHOCH2SHCNHCHOCH2SCSNHCHOCH2C二二硫硫键键半半胱胱氨氨酸酸残残基基 胱胱氨氨酸酸残残基基-2H+2H第49页/共119页第四十九页，编辑于星期四：二十点 十分。烫发原理第50页/共119页第五十页，编辑于星期四：二十点 十分。 氢键 含量最多 维持二级结构的主要作用力 破坏氢

13、键不会改变蛋白质的一级结构第51页/共119页第五十一页，编辑于星期四：二十点 十分。疏水作用 维持蛋白质三级结构最重要的作用力第52页/共119页第五十二页，编辑于星期四：二十点 十分。离子键RCOH3NRN+ORCORCOCa2+OO 数量不多，但是最强的非共价键第53页/共119页第五十三页，编辑于星期四：二十点 十分。 范德华力 任何两个原子保持范德华半径距离时都存在的一种作用力 第54页/共119页第五十四页，编辑于星期四：二十点 十分。六、维持蛋白质结构的化学键 一级结构：肽键 、 二硫键 二级结构：氢键 三级结构：氢键、离子键、疏水作用、二硫键、 范德华力 四级结构：氢键、离子键

14、、疏水作用、范德华力第55页/共119页第五十五页，编辑于星期四：二十点 十分。第二节小结第56页/共119页第五十六页，编辑于星期四：二十点 十分。第三节 蛋白质结构与功能的关系 一级结构决定空间结构（构象），改变蛋白质的一级结构可以直接影响其功能 构象决定生理功能，在不改变一级结构的前提下，通过变构就可以改变活性 第57页/共119页第五十七页，编辑于星期四：二十点 十分。例1：核糖核酸酶 8个半胱氨酸，形成二硫键的方式有多种非共价键和二硫键第58页/共119页第五十八页，编辑于星期四：二十点 十分。例2：镰状细胞病第59页/共119页第五十九页，编辑于星期四：二十点 十分。例2：镰状细胞

15、病 血红蛋白的谷氨酸被缬氨酸取代 极性降低，带的负电荷减少 易形成结晶，使红细胞变形，易破裂分子病-由于基因突变导致的蛋白质的结构或量的变化而导致的疾病第60页/共119页第六十页，编辑于星期四：二十点 十分。例3. 蛋白质构象病第61页/共119页第六十一页，编辑于星期四：二十点 十分。第四节 蛋白质的理化性质 一般性质 紫外吸收 两性解离与等电点 呈色反应 大分子特性第62页/共119页第六十二页，编辑于星期四：二十点 十分。1.紫外吸收特征？nm第63页/共119页第六十三页，编辑于星期四：二十点 十分。2.两性解离与等电点 【蛋白质】含碱性氨基酸越多其等电点越？含疏水氨基酸越多其溶解度

16、越？ 体液中多数蛋白质等电点7，带？电荷第64页/共119页第六十四页，编辑于星期四：二十点 十分。3.呈色反应 茚三酮反应 双缩脲反应：碱性溶液，与Cu2+作用呈紫红色 酚试剂反应：呈深蓝色，反应复杂，灵敏度高第65页/共119页第六十五页，编辑于星期四：二十点 十分。双缩脲反应NH2NH2OCNH2NH2OCNH2NHOCNH2OCNNOOCu2+-NH3-第66页/共119页第六十六页，编辑于星期四：二十点 十分。第四节 蛋白质的理化性质 一般性质 大分子特性 共有5点第67页/共119页第六十七页，编辑于星期四：二十点 十分。1. 半透膜与透析 半透膜允许小分子通过，蛋白质分子不能通过

17、 透析：蛋白质不能通过半透膜，可因此进行纯化第68页/共119页第六十八页，编辑于星期四：二十点 十分。2. 沉降与沉降系数 沉降：运用离心技术 沉降系数：特定蛋白质，沉降速度与离心加速度的比是常数，称为 单位S 分子量越大，沉降系数越大，但不成正比 核酸核糖体数字不能直接相加第69页/共119页第六十九页，编辑于星期四：二十点 十分。核糖体第70页/共119页第七十页，编辑于星期四：二十点 十分。3.蛋白质溶液是胶体溶液 直径1100nm 稳定因素=水化膜+同性电荷 血液中的蛋白质可以维持胶体渗透压第71页/共119页第七十一页，编辑于星期四：二十点 十分。4.沉淀 破坏水化膜、中和电荷蛋白

18、质沉淀第72页/共119页第七十二页，编辑于星期四：二十点 十分。4.沉淀 盐析大量、中性盐 仍有生物活性 不同蛋白盐析所需的盐浓度不同（球蛋白、清蛋白） 重金属盐沉淀 pH pI 生物碱试剂沉淀 有机溶剂沉淀第73页/共119页第七十三页，编辑于星期四：二十点 十分。5.变性与复性 蛋白质变性：构象破坏，理化性质改变，生物活性丧失 影响：疏水基团暴露溶解度降低沉淀 易被蛋白酶降解第74页/共119页第七十四页，编辑于星期四：二十点 十分。变性 本质是非共价键破坏，不改变一级结构 （二硫键） 蛋白质变性的因素 物理：高温、高压、紫外线、超声波等 化学：强酸、强碱、尿素 重金属盐、生物碱试剂、有

19、机溶剂第75页/共119页第七十五页，编辑于星期四：二十点 十分。复性 除去变性因素时，有些蛋白质仍能恢复构象和功能 难第76页/共119页第七十六页，编辑于星期四：二十点 十分。变性与沉淀的关系 变性后容易沉淀，但不一定沉淀 使蛋白沉淀的因素常常会使蛋白变性，但是也不一定变性第77页/共119页第七十七页，编辑于星期四：二十点 十分。名解问答 肽键、蛋白质的一级、二级、四级结构、亚基、分子病、蛋白质的等电点、盐析 简述氨基酸及其分类 简述蛋白质变性及其影响因素第78页/共119页第七十八页，编辑于星期四：二十点 十分。单选选出不含硫的氨基酸A.苯甲酸B.胱氨酸C.甲硫氨酸D.牛磺酸E.组氨酸

20、 第79页/共119页第七十九页，编辑于星期四：二十点 十分。单选一个十肽含有3个羧基，该十肽可能含有A.谷氨酸B.精氨酸C.赖氨酸D.牛磺酸E.丝氨酸 第80页/共119页第八十页，编辑于星期四：二十点 十分。单选关于蛋白质a螺旋的正确叙述是A.a螺旋的螺距是3.6nmB.a螺旋的形成及其稳定性受侧链R结构的影响C.a螺旋是左手螺旋D.蛋白质的二级结构是a螺旋E.每一个螺旋含5.4个氨基酸 第81页/共119页第八十一页，编辑于星期四：二十点 十分。单选人的一个血红蛋白分子内含有Fe2+的数目为A.1个B.2个C.3个D.4个E.5个 第82页/共119页第八十二页，编辑于星期四：二十点 十

21、分。单选下列叙述不正确的是A.变性不改变蛋白质的一级结构B.蛋白质溶液的pH值越偏离其等电点越容易沉淀C.破坏蛋白质的水化膜并中和其所带电荷可以导致蛋白质沉淀D.盐析是用高浓度的盐沉淀水溶液中的蛋白质E.有四级结构的蛋白质都有两条以上的多肽链 第83页/共119页第八十三页，编辑于星期四：二十点 十分。单选下列叙述不正确的是A.变性导致蛋白质沉淀B.蛋白质的结构单位是氨基酸C.寡肽在碱性条件下能与CuSO4作用显色D.局部改变蛋白质的构象导致其功能改变E.所有氨基酸的溶液都是无色的 第84页/共119页第八十四页，编辑于星期四：二十点 十分。单选氨基酸是蛋白质的结构单位，自然界中有多少种氨基酸

22、？A.20种B.32种C.64种D.200多种E.300多种 第85页/共119页第八十五页，编辑于星期四：二十点 十分。单选没有旋光性的是A.甘氨酸B.脯氨酸C.色氨酸D.丝氨酸E.组氨酸 第86页/共119页第八十六页，编辑于星期四：二十点 十分。单选不参与蛋白质合成的是A.半胱氨酸B.苯丙氨酸C.谷氨酰胺D.脯氨酸E.羟赖氨酸 第87页/共119页第八十七页，编辑于星期四：二十点 十分。单选根据元素组成的区别，从下列氨基酸中排除一种A.胱氨酸B.精氨酸C.脯氨酸D.色氨酸E.组氨酸 第88页/共119页第八十八页，编辑于星期四：二十点 十分。单选关于氨基酸的错误叙述是A.谷氨酸和天冬氨酸

23、含两个氨基B.赖氨酸和精氨酸是碱性氨基酸C.酪氨酸和苯丙氨酸含苯环D.酪氨酸和丝氨酸含羟基E.亮氨酸和缬氨酸是支链氨基酸 第89页/共119页第八十九页，编辑于星期四：二十点 十分。单选含氮原子最多的是A.胱氨酸B.精氨酸C.脯氨酸D.色氨酸E.丝氨酸 第90页/共119页第九十页，编辑于星期四：二十点 十分。单选一个氨基酸分子最多含有几个可解离基团A.1B.2C.3D.4E.5 第91页/共119页第九十一页，编辑于星期四：二十点 十分。单选等电点最高的是A.谷氨酸B.精氨酸C.亮氨酸D.色氨酸E.组氨酸 第92页/共119页第九十二页，编辑于星期四：二十点 十分。单选哪种氨基酸水溶液的pH

24、值最低？A.谷氨酸B.精氨酸C.赖氨酸D.色氨酸E.天冬酰胺 第93页/共119页第九十三页，编辑于星期四：二十点 十分。单选含有辅基的一定是A.单纯蛋白质B.核蛋白C.糖蛋白D.脂蛋白E.缀合蛋白质 第94页/共119页第九十四页，编辑于星期四：二十点 十分。单选在多肽链中，一个氨基酸参与形成主链的原子的正确排列是A.CNCaB.CaCNC.CaNCD.NCCaE.NCaC 第95页/共119页第九十五页，编辑于星期四：二十点 十分。单选一条多肽链由100个氨基酸构成，其分子量的可能范围是A.6 0008 000DaB.8 00010 000DaC.10 00012 000DaD.12 00

25、014 000DaE.14 00016 000Da 第96页/共119页第九十六页，编辑于星期四：二十点 十分。单选人体内的一种重要的肽类抗氧化剂是A.催产素B.谷胱甘肽C.脑啡肽D.内啡肽E.血管紧张素 第97页/共119页第九十七页，编辑于星期四：二十点 十分。单选蛋白质的一级结构及空间结构决定于A.氨基酸组成和顺序B.分子内离子键C.分子内氢键D.分子内疏水作用E.亚基 第98页/共119页第九十八页，编辑于星期四：二十点 十分。单选b转角属于蛋白质的A.一级结构B.二级结构C.结构域D.三级结构E.四级结构 第99页/共119页第九十九页，编辑于星期四：二十点 十分。单选 在下面的肽单

26、元结构中，哪个共价键不能自由旋转？A.B.C.D.E.第100页/共119页第一百页，编辑于星期四：二十点 十分。单选a螺旋每上升一圈相当于氨基酸的个数是A.2.5B.2.7C.3.0D.3.6E.4.5 第101页/共119页第一百零一页，编辑于星期四：二十点 十分。单选在蛋白质的a螺旋结构中，第m个氨基酸的羰基O与第mn个氨基酸的氨基H形成氢键，其中n等于A.1B.2C.3D.4E.5 第102页/共119页第一百零二页，编辑于星期四：二十点 十分。单选b折叠的一个结构单位包含几个氨基酸？A.1B.1.5C.2D.3.6E.5.4 第103页/共119页第一百零三页，编辑于星期四：二十点

27、十分。单选一个b转角包含几个氨基酸？A.2B.3C.4D.5E.6 第104页/共119页第一百零四页，编辑于星期四：二十点 十分。单选蛋白质的二级结构不包括A.a螺旋B.b折叠C.b转角D.结构域E.无规卷曲 第105页/共119页第一百零五页，编辑于星期四：二十点 十分。单选关于蛋白质结构的不正确叙述是A.a螺旋属于二级结构B.各种蛋白质均具有一、二、三、四级结构C.三级结构属于空间结构D.无规卷曲是在一级结构基础上形成的E.一级结构决定空间结构 第106页/共119页第一百零六页，编辑于星期四：二十点 十分。单选蛋白质的天然构象是由以下化学键共同维持的，其中哪种不是非共价键？A.二硫键B.范德华力C.离子键D.氢键E.疏水作用 第107页/共119页第一百零七页，编辑于星期四：二十点 十分。单选能在肽链之间形成共价键的是A.半胱氨酸B.丙氨酸C.甘氨酸D.亮氨酸E.缬氨酸 第108页/共119页第一百零八页，编辑于星期四：二十点 十分。单选一种不含半胱氨酸的蛋白质不可能含有A.二硫键B.范德华力C.离子键D.氢键E.疏水作用 第109页/共119页第一百零九页，编辑