湖南大学《生物化学》课件-第2章蛋白质

生物化学

Biochemistry湖南大学

第二章蛋白质正常红细胞和镰刀状红细胞的扫描电镜图谱？蛋白质结构与功能关系？酶的分子组成酶蛋白

蛋白质部分+非蛋白质部分+辅助因子=全酶（有活性）结合酶单纯酶小分子有机化合物（B族维生素）无机金属离子辅酶辅基酶转移的基团小分子有机化合物（辅酶或辅基）名称所含的维生素氢原子（质子）NAD＋（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸，辅酶I尼克酰胺（维生素PP）之一NADP＋（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，辅酶II尼克酰胺（维生素PP）之一FMN（黄素单核苷酸）维生素B2（核黄素）FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）维生素B2（核黄素）醛基TPP（焦磷酸硫胺素）维生素B1（硫胺素）酰基辅酶A（CoA）泛酸硫辛酸硫辛酸烷基钴胺素辅酶类维生素B12二氧化碳生物素生物素氨基磷酸吡哆醛吡哆醛（维生素B6之一）甲基、甲烯基、甲炔基、甲酰基等一碳单位四氢叶酸叶酸某些辅酶（辅基）在催化中的作用蛋白质生物合成蛋白质生物合成(proteinbiosynthesis)也称翻译(translation)，是生物细胞以mRNA为模板，按照mRNA分子中核苷酸的排列顺序所组成的密码信息合成蛋白质的过程。生物学意义（1）维持多种生命活动（生长、发育）（2）适应环境的变化（细菌对乳糖和葡萄糖的利用）（3）参与组织的更新和修复（如手的切口)许多抗生素通过抑制蛋白质生物合成发挥作用抗生素(antibiotics)是一类由某些真菌、细菌等微生物产生的药物，有抑制其他微生物生长或杀死其他微生物的能力，对宿主无毒性的抗生素可用于预防和治疗人、动物和植物的感染性疾病。抗生素作用位点作用原理应用伊短菌素原核、真核核蛋白体小亚基阻碍翻译起始复合物的形成抗肿瘤药四环素、土霉素原核核蛋白体小亚基抑制氨基酰-tRNA与小亚基结合抗菌药链霉素、新霉素、巴龙霉素原核核蛋白体小亚基改变构象引起读码错误、抑制起始抗菌药氯霉素、林可霉素、红霉素原核核蛋白体大亚基抑制转肽酶、阻断肽链延长抗菌药嘌呤霉素原核、真核核蛋白体使肽酰基转移到它的氨基上后脱落抗肿瘤药放线菌酮真核核蛋白体大亚基抑制转肽酶、阻断肽链延长医学研究夫西地酸、细球菌素EF-G抑制EF-G、阻止转位抗菌药壮观霉素原核核蛋白体小亚基阻止转位抗菌药常用抗生素抑制蛋白质生物合成的原理与应用

嘌呤霉素作用示意图四环素族氯霉素链霉素和卡那霉素嘌呤霉素放线菌酮其他干扰蛋白质生物合成的物质某些毒素能在肽链延长阶段阻断蛋白质合成而呈现毒性，如白喉毒素是真核细胞蛋白质合成的抑制剂，它作为一种修饰酶，可使eEF-2发生ADP糖基化共价修饰，生成eEF-2腺苷二磷酸核糖衍生物，使eEF-2失活。（一）毒素1．白喉毒素(diphtheriatoxin)白喉毒素的作用机理：白喉毒素++延长因子-2（有活性）延长因子-2（无活性）2．蓖麻蛋白(ricin)

蓖麻蛋白是蓖麻籽中所含的植物糖蛋白，由A、B两条多肽链组成。A链是一种蛋白酶，可作用于真核生物核蛋白体大亚基的28SrRNA，催化其中特异腺苷酸发生脱嘌呤基反应，使28SrRNA降解，使核蛋白体大亚基失活；B链对A链发挥毒性具有重要的促进作用，且B链上的半乳糖结合位点也是毒素发挥毒性作用的活性部位。（二）干扰素干扰素(interferon,IFN)是真核细胞被病毒感染后分泌的一类具有抗病毒作用的蛋白质，可抑制病毒的繁殖。干扰素分为α-（白细胞）型、β-（成纤维细胞）型和γ-（淋巴细胞）型三大类，每类各有亚型，分别具有其特异作用。干扰素抑制病毒的作用机制有两方面：一是干扰素在某些病毒双链RNA存在时，能诱导特异的蛋白激酶活化，该活化的蛋白激酶使eIF-2磷酸化而失活，从而抑制病毒蛋白质合成；二是干扰素能与双链RNA共同活化特殊的2ˊ-5ˊ寡聚腺苷酸（2ˊ-5ˊA）合成酶，催化ATP聚合，生成单核苷酸间以2ˊ-5ˊ磷酸二酯键连接的2ˊ-5ˊA，经2ˊ-5ˊA活化核酸内切酶RNaseL，后者可降解病毒mRNA，从而阻断病毒蛋白质合成。

干扰素的作用机制:干扰素诱导的蛋白激酶dsRNA1.干扰素诱导eIF2磷酸化而失活ATPeIF2ADPeIF2-P（失活）Pi磷酸酶2.干扰素诱导病毒RNA降解dsRNA干扰素AAPAPPPP2

5

2

5

5

2

-5

AAPPPATP2-5A合成酶降解mRNARNaseLRNaseL活化苯酮酸尿症(phenylkeronuria,PKU)体内苯丙氨酸羟化酶缺陷，苯丙氨酸不能正常转变为酪氨酸，苯丙氨酸经转氨基作用生成苯丙酮酸、苯乙酸等，并从尿中排出的一种遗传代谢病。

“怪味宝宝”：鼠尿味

神经行为异常，生后数月毛发、皮肤和虹膜色泽变浅。

早期筛查饮食控制治疗为主苯酮酸尿症患者酪氨酸转变为儿茶酚胺和黑色素或彻底氧化分解多巴醌吲哚醌黑色素聚合

黑色素(melanin)的生成帕金森病(Parkinsondisease)患者多巴胺生成减少。人体缺乏酪氨酸酶，黑色素合成障碍，皮肤、毛发等发白，称为白化病(albinism)。患白化病的孩子白化病眼镜蛇白化病松鼠白化病猩猩

儿茶酚胺(catecholamine)的生成S-腺苷同型半胱氨酸帕金森病(Parkinsondisease)患者多巴胺生成减少。谷氨酸经谷氨酸脱羧酶催化生成γ-氨基丁酸(γ-aminobutyricacid,GABA)GABA是抑制性神经递质，对中枢神经有抑制作用。GABACOOH(CH2)2CH2NH2

CO2L-谷氨酸脱羧酶COOH(CH2)2CHNH2COOHL-谷氨酸组氨酸经组氨酸脱羧酶催化生成组胺(histamine)组胺是强烈的血管舒张剂，可增加毛细血管的通透性，还可刺激胃蛋白酶原及胃酸的分泌。L-组氨酸组胺组氨酸脱羧酶CO2HNNCH2CHCOOHNH2HNNCH2CH2NH2食物中的组胺组胺是经典的致氧介质，皮内注射组胺引起瘙痒并伴有充血，风团，红斑三联反应，即麻疹症状。色氨酸经5-羟色胺酸生成5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)5-HT在脑内作为神经递质起，抑制作用；在外周组织有收缩血管的作用。检测体内的5-HT含量可检测人的精神状况。5-羟色氨酸5-HT色氨酸羟化酶5-羟色氨酸脱羧酶CO2色氨酸CH2CHCOOHNH2CH2CHCOOHNH2HOCH2CH2NH2HO某些氨基酸的脱羧基作用可产生多胺类(polyamines)物质鸟氨酸脱羧酶

鸟氨酸腐胺

S-腺苷甲硫氨酸

(SAM)脱羧基SAM

CO2SAM脱羧酶CO2亚精胺(spermidine)丙胺转移酶5