醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上課件

1、醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上其他生物學(xué)功能：營(yíng)養(yǎng)蛋白，結(jié)構(gòu)，毒蛋白醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上一、元素組成一、元素組成1、主要元素：、主要元素：碳、氫、氧、氮和硫，有些蛋白碳、氫、氧、氮和硫，有些蛋白質(zhì)還含有少量磷和金屬元素。質(zhì)還含有少量磷和金屬元素。2、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均含各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均含氮量為氮量為16%。3、定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量：、定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量： 蛋白質(zhì)含量蛋白質(zhì)含量6.25樣品含氮量樣品含氮量 醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上二、結(jié)構(gòu)單位二、結(jié)

2、構(gòu)單位氨基酸氨基酸（amino acid）1、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上n蛋白質(zhì)基本結(jié)構(gòu)單位：蛋白質(zhì)基本結(jié)構(gòu)單位：L 氨基酸氨基酸n 氨基酸：脯氨酸（亞氨基酸）除外氨基酸：脯氨酸（亞氨基酸）除外n L氨基酸：甘氨酸（無不對(duì)稱氨基酸：甘氨酸（無不對(duì)稱C）除外）除外n 氨基酸結(jié)構(gòu)通式：氨基酸結(jié)構(gòu)通式：RCH(NH2)COOHn 常見氨基酸種類：常見氨基酸種類：

3、20種。種。小結(jié)醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上2、氨基酸分類：、氨基酸分類：按其側(cè)鏈按其側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)分類的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)分類非極性、疏水氨基酸非極性、疏水氨基酸(非極性非極性R基氨基酸基氨基酸)： Val, Leu, Ile（支鏈）；（支鏈）；Gly（無旋光異構(gòu)）；（無旋光異構(gòu)）；Met（含硫）；（含硫）；Phe（芳香族）；（芳香族）；Pro（亞氨基）（亞氨基）極性、中性氨基酸極性、中性氨基酸(不帶電荷的極性不帶電荷的極性R基氨基酸基氨基酸) ： Ser, Thr（含羥基）；（含羥基）；Tyr, Trp（芳香族）；（芳香族）；Cys（含（含硫）；硫）；Gln, Asn（含酰氨）（含酰氨）醫(yī)

4、學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上 酸性氨基酸（含有兩個(gè)羧基）：酸性氨基酸（含有兩個(gè)羧基）： Glu（含（含羧基）、羧基）、Asp（含（含羧基）羧基） 堿性氨基酸（含有兩個(gè)以上氨基）：堿性氨基酸（含有兩個(gè)以上氨基）： Arg（胍基）、（胍基）、His（咪唑基）、（咪唑基）、Lys（氨基）氨基）n含硫氨基酸：含硫氨基酸：Met、Cysn芳香族氨基酸：芳香族氨基酸：Phe、Tyr、Trp醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上三、氨基酸的理化性質(zhì)三、氨基酸的理化性質(zhì)1、物理性質(zhì)、物理性質(zhì)2、兩性解離、兩性解離n等電點(diǎn)（等電點(diǎn)（isoelectric point, pI）：在某一）：在某一pH環(huán)境環(huán)境中，氨基酸解離成陽(yáng)性離

5、子及陰性離子的趨勢(shì)相中，氨基酸解離成陽(yáng)性離子及陰性離子的趨勢(shì)相等，所帶等，所帶凈電荷為零凈電荷為零，在電場(chǎng)中不泳動(dòng)。此時(shí)，在電場(chǎng)中不泳動(dòng)。此時(shí)，氨基酸所處環(huán)境的氨基酸所處環(huán)境的pH值值稱為該種氨基酸的等電點(diǎn)稱為該種氨基酸的等電點(diǎn)(pI)。醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上(zwitterion)醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上n等電點(diǎn)計(jì)算等電點(diǎn)計(jì)算側(cè)鏈為非極性基團(tuán)或雖為極性基團(tuán)但不解離的氨側(cè)鏈為非極性基團(tuán)或雖為極性基團(tuán)但不解離的氨基酸：基酸：pI=(pK1+pK2) 酸性氨基酸酸性氨基酸(Glu、Asp)及及Cys：pI=(pK1+pKR)堿性氨基酸堿性氨基酸(賴、精、組賴、精、組)：pI=(pK2+pKR

6、)n帶電狀態(tài)判定帶電狀態(tài)判定 pI-pH0 .帶正電帶正電 pI-pH0 .不帶電不帶電醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上3、紫外吸收：、紫外吸收：nTrp、Tyr和和Phe在在280nm波長(zhǎng)附波長(zhǎng)附近具有最大吸收近具有最大吸收峰，其中峰，其中Trp的的最大吸收最接近最大吸收最接近280nm醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上4、顯色反應(yīng)：、顯色反應(yīng)：n茚三酮反應(yīng)茚三酮反應(yīng)醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上4、顯色反應(yīng)：、顯色反應(yīng)：n茚三酮反應(yīng)茚三酮反應(yīng)n其他反應(yīng)：熒光胺反應(yīng)、側(cè)鏈特異基團(tuán)反應(yīng)其他反應(yīng)：熒光胺反應(yīng)、側(cè)鏈特異基團(tuán)反應(yīng)例外：例外：Pro黃色；黃色；Asn棕色棕色醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上5、成肽反應(yīng)：、成肽

7、反應(yīng)：醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上一、蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)形式一、蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)形式1、連接方式：、連接方式：肽鍵肽鍵n肽鍵肽鍵(peptide bond)：一個(gè)氨基酸的羧基與另：一個(gè)氨基酸的羧基與另一氨基酸的氨基縮水而成的酰胺鍵稱為肽鍵。一氨基酸的氨基縮水而成的酰胺鍵稱為肽鍵。（CONH）n肽平面肽平面(peptide unit)：由肽鍵中的四個(gè)原子和：由肽鍵中的四個(gè)原子和與之相鄰的兩個(gè)碳原子共同構(gòu)成的剛性平面。與之相鄰的兩個(gè)碳原子共同構(gòu)成的剛性平面。（CCONHC）醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上

8、2、肽分類、命名、肽分類、命名醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上2、肽分類、命名、肽分類、命名3、生物活性肽：、生物活性肽：n谷胱甘肽谷胱甘肽n神經(jīng)肽：腦啡肽、內(nèi)啡肽、強(qiáng)啡肽、神經(jīng)肽：腦啡肽、內(nèi)啡肽、強(qiáng)啡肽、P物質(zhì)、物質(zhì)、Y肽肽n肽類激素：催產(chǎn)素、加壓素等肽類激素：催產(chǎn)素、加壓素等n其他：生長(zhǎng)因子；短桿菌其他：生長(zhǎng)因子；短桿菌S；甜味肽等；甜味肽等醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上4、蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)形式：、蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)形式：n多肽鏈多肽鏈 (NHCHCONHCHCO)n多肽鏈的方向性：從多肽鏈的方向性：從N末端指向末端指向C末

9、端。末端。醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上二、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)二、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)(primary structure) 一級(jí)結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)的多肽鏈中氨基酸的排列順一級(jí)結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)的多肽鏈中氨基酸的排列順序；主要靠肽鍵維系。序；主要靠肽鍵維系。二四級(jí)結(jié)構(gòu)稱為蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，或空間構(gòu)二四級(jí)結(jié)構(gòu)稱為蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，或空間構(gòu)象；主要靠次級(jí)鍵維系，尤其是疏水鍵。象；主要靠次級(jí)鍵維系，尤其是疏水鍵。n一級(jí)結(jié)構(gòu)體現(xiàn)生物信息：一級(jí)結(jié)構(gòu)體現(xiàn)生物信息：20n .多樣多樣n一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)及生物活性的基礎(chǔ)一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)及生物活性的基礎(chǔ).特異特異n一級(jí)結(jié)構(gòu)的連接鍵：肽鍵（主要）、二硫鍵一級(jí)結(jié)構(gòu)的連接鍵：肽鍵（

10、主要）、二硫鍵醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上三、二級(jí)結(jié)構(gòu)三、二級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈骨架多肽鏈骨架中原子的中原子的局部空局部空間間排列，排列，不涉及側(cè)鏈不涉及側(cè)鏈的構(gòu)象，也就是該肽段主鏈骨架的構(gòu)象，也就是該肽段主鏈骨架原子的相對(duì)空間位置，主要有原子的相對(duì)空間位置，主要有-螺旋、螺旋、-折疊、折疊、-轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲和無規(guī)則卷曲。維持二級(jí)結(jié)構(gòu)的力量為。維持二級(jí)結(jié)構(gòu)的力量為氫鍵氫鍵。醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上1、-

11、螺旋螺旋(-helix)n右手螺旋：右手螺旋：3.6個(gè)個(gè)AA/圈，螺距圈，螺距0.54nm；n氫鍵維系：鏈內(nèi)氫鍵（氫鍵維系：鏈內(nèi)氫鍵（AA1AA4），平行長(zhǎng)軸；），平行長(zhǎng)軸；n側(cè)鏈伸出螺旋側(cè)鏈伸出螺旋醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上2、-折疊折疊(-pleated sheet)醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上2、-折疊折疊(-pleated sheet)n多肽鏈充分伸展，肽平面折疊成鋸齒狀；多肽鏈充分伸展，肽平面折疊成鋸齒狀；n側(cè)鏈交錯(cuò)位于鋸齒狀結(jié)構(gòu)的上下方；側(cè)鏈交錯(cuò)位于鋸齒狀結(jié)構(gòu)的上下方；n氫鍵維系：氫鍵的方向垂直長(zhǎng)軸；氫鍵維系：氫鍵的方向垂直長(zhǎng)軸；n可有順平行片層和反平行片層

12、結(jié)構(gòu)?？捎许樒叫衅瑢雍头雌叫衅瑢咏Y(jié)構(gòu)。3、其它、其它（1）肽鏈主鏈出現(xiàn)的）肽鏈主鏈出現(xiàn)的180回折部分稱回折部分稱-轉(zhuǎn)角。轉(zhuǎn)角。（2）蛋白質(zhì)分子中那些沒有確定規(guī)律性的部分肽）蛋白質(zhì)分子中那些沒有確定規(guī)律性的部分肽鏈構(gòu)象稱為無規(guī)卷曲。鏈構(gòu)象稱為無規(guī)卷曲。醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上影響二級(jí)結(jié)構(gòu)形成的因素影響二級(jí)結(jié)構(gòu)形成的因素醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上次級(jí)鍵介導(dǎo)蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)形成次級(jí)鍵介導(dǎo)蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)形成醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上四、超二級(jí)結(jié)構(gòu)、域結(jié)構(gòu)四、超二級(jí)結(jié)構(gòu)、域結(jié)構(gòu)1、超二級(jí)結(jié)構(gòu)、超二級(jí)結(jié)構(gòu)( supersecondary structu

13、re )（1）基序或模序（）基序或模序（motifs or modules，模體符），模體符）在許多蛋白質(zhì)中，有兩個(gè)或三個(gè)具有二級(jí)結(jié)構(gòu)的肽段在許多蛋白質(zhì)中，有兩個(gè)或三個(gè)具有二級(jí)結(jié)構(gòu)的肽段在空間上相互接近，形成一個(gè)特殊的空間構(gòu)象，稱為在空間上相互接近，形成一個(gè)特殊的空間構(gòu)象，稱為模序。有的將這種規(guī)則的二級(jí)結(jié)構(gòu)的聚集體稱為超二模序。有的將這種規(guī)則的二級(jí)結(jié)構(gòu)的聚集體稱為超二級(jí)結(jié)構(gòu)，它們可直接作為三級(jí)結(jié)構(gòu)的級(jí)結(jié)構(gòu)，它們可直接作為三級(jí)結(jié)構(gòu)的“建筑塊建筑塊”或域結(jié)或域結(jié)構(gòu)的組成單位，是蛋白質(zhì)發(fā)揮特定功能的基礎(chǔ)。構(gòu)的組成單位，是蛋白質(zhì)發(fā)揮特定功能的基礎(chǔ)。（2）類型：）類型：、鋅指結(jié)構(gòu)、亮氨酸拉鏈、鋅指結(jié)構(gòu)、

14、亮氨酸拉鏈醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上2、域結(jié)構(gòu)（、域結(jié)構(gòu)（domain，結(jié)構(gòu)域），結(jié)構(gòu)域）域結(jié)構(gòu)是在較大的蛋白質(zhì)分子中所形成的兩個(gè)或域結(jié)構(gòu)是在較大的蛋白質(zhì)分子中所形成的兩個(gè)或多個(gè)在空間上可明顯區(qū)別的局部區(qū)域。結(jié)構(gòu)域具有多個(gè)在空間上可明顯區(qū)別的局部區(qū)域。結(jié)構(gòu)域具有獨(dú)特的空間構(gòu)象，與分子整體以共價(jià)鍵相連，并承獨(dú)特的空間構(gòu)象，與分子整體以共價(jià)鍵相連，并承擔(dān)特定的生物學(xué)功能。擔(dān)特定的生物學(xué)功能。n結(jié)構(gòu)域與分子整體以共價(jià)鍵相連結(jié)構(gòu)域與分子整體以共價(jià)鍵相連n具有相對(duì)獨(dú)立的空間構(gòu)象和生物學(xué)功能具有相對(duì)獨(dú)立的空間構(gòu)象和生物學(xué)功能n同一蛋白質(zhì)中的結(jié)構(gòu)域可以相同或不同，不同同一蛋白質(zhì)中的

15、結(jié)構(gòu)域可以相同或不同，不同蛋白質(zhì)中的結(jié)構(gòu)域也可能相同或不同蛋白質(zhì)中的結(jié)構(gòu)域也可能相同或不同醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上五、三級(jí)結(jié)構(gòu)五、三級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是指在一條多肽鏈中所有原子蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是指在一條多肽鏈中所有原子的整體空間排布，包括主鏈和側(cè)鏈。三級(jí)結(jié)構(gòu)的形的整體空間排布，包括主鏈和側(cè)鏈。三級(jí)結(jié)構(gòu)的形成使得在序列中相隔較遠(yuǎn)的氨基酸側(cè)鏈相互靠近。成使得在序列中相隔較遠(yuǎn)的氨基酸側(cè)鏈相互靠近。 n長(zhǎng)度縮短：球形、橢球形、桿狀，等長(zhǎng)度縮短：球形、橢球形、桿狀，等n多數(shù)同時(shí)含有多數(shù)同時(shí)含有-螺旋和螺旋和-折疊折疊n氨基酸位置由側(cè)鏈極性決定：非極性（內(nèi)）、極性（表氨基酸位置由側(cè)鏈極性決定：非極性（內(nèi)）、極性（表面，少數(shù)內(nèi)部）、帶電（表面）面，少數(shù)內(nèi)部）、帶電（表面）n次級(jí)鍵維系：疏水鍵、鹽鍵、氫鍵、范德華力、二硫鍵次級(jí)鍵維系：疏水鍵、鹽鍵、氫鍵、范德華力、二硫鍵n功能區(qū)：表面或特定部位功能區(qū)：表面或特定部位醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上醫(yī)學(xué)北京大學(xué)生物化學(xué)02上寡聚蛋白中亞基的立體排布及相互作用。寡聚蛋白中亞基的立體排布及相互作用。 n亞基亞基(su