蛋白質(zhì)-2012級(jí) 護(hù)理課件

生命是什么？生物：有生命現(xiàn)象的物體特征：新陳代謝遺傳與繁殖ArthurKornberg發(fā)現(xiàn)DNA聚合酶1959年諾貝爾醫(yī)學(xué)-生理學(xué)獎(jiǎng)怎么去理解，認(rèn)識(shí)生命的本質(zhì)？--哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院建校200周年的講話“所有的生命體都有一個(gè)共同的語言，這個(gè)語言就是化學(xué)。”把生命理解成化學(xué)生物化學(xué)

Biochemistry脂類、糖類及氨基酸的性質(zhì)較為系統(tǒng)的了解；1868年Miescher發(fā)現(xiàn)核酸；1865年Mendel提出“遺傳因子”概念。1897年，德國(guó)Buchner兄弟證明酵母無細(xì)胞提取液能使糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精。Liebig提出“燃燒”學(xué)說。物質(zhì)代謝概念的產(chǎn)生-Liebig。一、初期階段：敘述生物化學(xué)放射性同位素示蹤技術(shù)的發(fā)展，使三大代謝的過程明確；證明了酶的蛋白質(zhì)本質(zhì)：1926年美國(guó)JamesB.Sumner從刀豆中得到脲酶結(jié)晶；發(fā)現(xiàn)了人類必需氨基酸、必需脂肪酸；1937年，Krebs提出了三羧酸循環(huán)理論，并解釋了機(jī)體內(nèi)所需能量的產(chǎn)生過程和糖、脂肪、蛋白質(zhì)的相互聯(lián)系及相互轉(zhuǎn)變機(jī)理。二、成長(zhǎng)階段：動(dòng)態(tài)生物化學(xué)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)1953年，Watson和Crick提出DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型1958年：Crick提出遺傳中心法則70年代DNA重組技術(shù)80年代PCR技術(shù)90年代：個(gè)體克隆技術(shù)人類基因組計(jì)劃（HGP）2003年完成后基因組時(shí)代-蛋白質(zhì)組等發(fā)展階段：分子生物學(xué)-蘇云金芽胞桿菌毒素蛋白（BT）玉米螟蟲害玉米轉(zhuǎn)BT基因玉米內(nèi)容：生物組成及大分子結(jié)構(gòu)與功能物質(zhì)代謝與調(diào)控基因表達(dá)及其調(diào)控

第二節(jié)生物化學(xué)的主要內(nèi)容生物分子生物分子是生物體及生命現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和功能基礎(chǔ)，分子結(jié)構(gòu)決定功能。生物大分子主要類型包括：蛋白質(zhì)和核酸等。

毛發(fā)中的角蛋白核酸脫氧核糖核酸DNA二、物質(zhì)代謝與調(diào)控中國(guó)藥理學(xué)家屠呦呦因發(fā)現(xiàn)青蒿素獲得2011年度拉斯克臨床醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)生物化學(xué)之醫(yī)學(xué)應(yīng)用傳統(tǒng)青蒿素生產(chǎn)工藝缺陷

-從黃蒿干葉中乙醚浸提法含量低：0.4%-1%，全國(guó)種植面積75萬畝。生長(zhǎng)區(qū)域有限：中國(guó)四川、重慶、廣西及湖南部分地價(jià)格昂貴：每個(gè)療程的費(fèi)用是8美元到15美元加州大學(xué)伯克利分?；瘜W(xué)工程教授JayKeasling利用用轉(zhuǎn)基因酵母合成了青蒿素的前體物質(zhì)—青蒿酸將黃蒿細(xì)胞中參與合成青蒿素酸的酶的基因重組到酵母細(xì)胞中經(jīng)濟(jì)，產(chǎn)量高，周期短怎樣學(xué)習(xí)生化1.需要有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)；2.提前預(yù)習(xí)，課后及時(shí)復(fù)習(xí)；階段性小結(jié)復(fù)習(xí)；3.注意比較、歸納、總結(jié)；4.適當(dāng)練習(xí)-選互聯(lián)網(wǎng)上有答案和解析的習(xí)題。萬能方法：在理解的基礎(chǔ)上記憶(注意邏輯性)互聯(lián)網(wǎng)資源維基百科/Google學(xué)術(shù)搜索http:///中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫/kns50/問題奶粉名單嬰幼兒配方奶粉

石家莊三鹿集團(tuán)股份有限公司上海熊貓乳品有限公司青島圣元乳業(yè)有限公司山西古城乳業(yè)集團(tuán)有限公司江西光明英雄乳業(yè)股份有限公司寶雞惠民乳品(集團(tuán))有限公司內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)(集團(tuán))股份有限公司中澳合資多加多乳業(yè)(天津)有限公司廣東雅士利集團(tuán)股份有限公司湖南培益乳業(yè)有限公司黑龍江省齊寧乳業(yè)有限責(zé)任公司山西雅士利乳業(yè)有限公司深圳金必氏乳業(yè)有限公司施恩(廣州)嬰幼兒營(yíng)養(yǎng)品有限公司廣州金鼎乳制品廠內(nèi)蒙古伊利實(shí)業(yè)集團(tuán)股份有限公司煙臺(tái)澳美多營(yíng)養(yǎng)品有限公司青島索康營(yíng)養(yǎng)科技有限公司西安市閻良區(qū)百躍乳業(yè)有限公司煙臺(tái)磊磊乳品有限公司上海寶安力乳品有限公司福鼎市晨冠乳業(yè)有限公司雀巢（中國(guó)）有限公司

液態(tài)奶

【蒙牛】蒙牛（武漢）友芝友乳業(yè)有限公司內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)（集團(tuán)）股份蒙牛乳業(yè)（北京）有限責(zé)任公司蒙牛乳業(yè)（馬鞍山）有限公司【伊利】濟(jì)南伊利乳業(yè)有限責(zé)任公司內(nèi)蒙古伊利實(shí)業(yè)集團(tuán)股份有限公司【光明】北京光明健能乳業(yè)有限公司武漢光明乳品有限公司光明乳業(yè)有限責(zé)任公司【雀巢】雀巢(中國(guó))有限公司普查了受到奶粉影響的兒童達(dá)到3000萬，國(guó)家花了20億，累計(jì)報(bào)告患兒29.6萬人。

-溫家寶答網(wǎng)友問2010年02月27日凱式定氮法將蛋白質(zhì)與硫酸反應(yīng)，使氨基轉(zhuǎn)化為銨根，再轉(zhuǎn)變?yōu)榘保詈笥玫味ǖ姆椒y(cè)量其含氮量。各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均為16％。1g氮=6.25g蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)含量=樣品中含氮量×6.251）作為生物催化劑:酶2）代謝調(diào)節(jié)作用:激素、生長(zhǎng)因子3）免疫保護(hù)作用:免疫球蛋白4）物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)和存儲(chǔ):血紅蛋白、血漿脂蛋白5）運(yùn)動(dòng)與支持作用:肌肉蛋白6）參與細(xì)胞間信息傳遞:G蛋白特殊生物學(xué)功能氧化供能參與構(gòu)成各種細(xì)胞及組織功能多：蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的執(zhí)行者第二章蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能StructureandFunctionofProtein蛋白質(zhì)的分子組成1蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)2蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能3蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)4蛋白質(zhì)的分離與純化5蛋白質(zhì)的序列分析與結(jié)構(gòu)分析6蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能內(nèi)容第一節(jié)蛋白質(zhì)的分子組成什么是蛋白質(zhì)?蛋白質(zhì)(protein，Pr)是由許多氨基酸通過肽鍵相連形成的高分子含氮化合物。一、蛋白質(zhì)的元素組成主要有C、H、O、N和S,其次有少量的P,Fe,Cu,Zn,Mn,I,…

。—組成蛋白質(zhì)的基本單位H甘氨酸CH3丙氨酸L-α-氨基酸的通式Rα一、氨基酸(aminoacids,aa)1.α碳原子上都有一個(gè)α-氨基和一個(gè)α-羧基∴它們都屬于α-氨基酸。2.除甘氨酸外,α碳原子均為手性碳原子∴每一種aa有兩種構(gòu)型：D-型和L-型。組成天然蛋白質(zhì)的20種aa，都屬L-型aa.（甘氨酸除外）。參與蛋白質(zhì)合成的20種aa的共同特點(diǎn):1.α碳原子上都有一個(gè)α-氨基和一個(gè)α-羧基∴它們都屬于α-氨基酸。2.除甘氨酸外,α碳原子均為手性碳原子∴每一種aa有兩種構(gòu)型：D-型和L-型。組成天然蛋白質(zhì)的20種aa，都屬L-型aa。參與蛋白質(zhì)合成的20種aa的共同特點(diǎn):非極性脂肪族氨基酸(7種)極性中性氨基酸(8種)酸性氨基酸(2種)堿性氨基酸(3種)氨基酸的分類（按側(cè)鏈理化性質(zhì)）(一)非極性脂肪族氨基酸(二)極性中性氨基酸(三)酸性氨基酸(四)堿性氨基酸咪唑基胍基幾種特殊氨基酸脯氨酸唯一亞氨基酸含羥基的氨基酸：絲氨酸、蘇氨酸支鏈氨基酸：纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸含硫氨基酸：蛋氨酸（甲硫氨酸）、半胱氨酸含巰基的氨基酸：半胱氨酸+胱氨酸二硫鍵-HH1.不存在Pr分子中，常以游離形式存在的氨基酸，如瓜氨酸，鳥氨酸，同型半胱氨酸、D-氨基酸等2.沒有遺傳密碼卻出現(xiàn)在Pr分子中的氨基酸，羥脯氨酸，羥賴氨酸，胱氨酸等非編碼氨基酸定義：參與Pr合成的20種氨基酸,又稱標(biāo)準(zhǔn)氨基酸

特點(diǎn)：有各自的遺傳密碼；無種屬特異性編碼氨基酸*形成肽鍵的氨基酸分子因?yàn)槊撍s合而基團(tuán)不全，稱為氨基酸殘基(residue)。二、肽鍵與肽(peptide)*肽鍵(peptidebond)是由一個(gè)氨基酸的-羧基與另一個(gè)氨基酸的-氨基脫水縮合而形成的酰胺鍵。（一）肽鍵與肽肽是由氨基酸通過肽鍵縮合而形成的化合物。兩分子氨基酸縮合形成二肽寡肽(oligopeptide)：由十個(gè)以內(nèi)氨基酸相連而成的肽稱多肽(polypeptide)：由十個(gè)以上的氨基酸相連而成多肽是鏈狀化合物，故又稱多肽鏈(polypeptidechain)肽鏈有方向性：N端有自由氨基C端有自由羧基書寫：可用略號(hào)，N端寫于左側(cè)，用H-或H2N-做標(biāo)記，C端于右側(cè)用-COOH或-OH表示。命名：簡(jiǎn)單命名,甘異纈××××肽詳細(xì)命名為××?！痢刘！痢了?。肽鏈的書寫及命名ABC（二）肽鍵的性質(zhì)肽鍵-CO-NH-中的四個(gè)原子和它相鄰的兩個(gè)α-C原子位于同一平面，構(gòu)成了肽單元(peptideunit)

。LuisPauling1、肽單元中的C-N鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)2、肽鍵內(nèi)羧基氧和亞氨基氫處于反式構(gòu)象，不能自由旋轉(zhuǎn)3、C-C和N-C是單鍵，可自由旋轉(zhuǎn)，肽平面之間的旋轉(zhuǎn)角度決定了主鏈構(gòu)象肽單元的主要內(nèi)容三、生物活性肽（二）幾種生物活性肽1.谷胱甘肽(glutathione,GSH)γαβ

γ-羧基GSH過氧化物酶H2O22GSH

2H2OGSSG

GSH還原酶NADPH+H+NADP+GSH與GSSG（氧化型谷胱甘肽）間的轉(zhuǎn)換

GSH的功能抗氧化作用：GSH的巰基具有還原性，是細(xì)胞內(nèi)重要的還原劑，可保護(hù)結(jié)構(gòu)蛋白或功能蛋白中的-SH不被氧化，從而保護(hù)蛋白質(zhì)的生物學(xué)活性；還原細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的H2O2，避免細(xì)胞受損解毒功能：-SH本身負(fù)電性強(qiáng)，親核性大。故可與親電子的毒物如致癌劑和藥物結(jié)合，從而避免這些毒物和DNA、RNA、Pr結(jié)合，保證DNA、RNA、Pr功能不受影響。

體內(nèi)許多激素屬寡肽或多肽神經(jīng)肽：腦啡肽、內(nèi)啡肽2.多肽類激素及神經(jīng)肽3.多肽類抗生素

第二節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)

第二節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)定義:蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)指多肽鏈中氨基酸的排列順序（N-至C-端），及二硫鍵的位置。一、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)化學(xué)鍵:肽鍵（主要）;二硫鍵（次要）FrederickSanger牛胰島素一級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)的意義一級(jí)結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的基礎(chǔ)；一級(jí)結(jié)構(gòu)是其生物學(xué)功能的基礎(chǔ)；遺傳病的分子基礎(chǔ)是由于決定蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的基因突變所造成的；物種親緣關(guān)系越近，同源蛋白的一級(jí)結(jié)構(gòu)越相似。蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫二、蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu)，由氫鍵所決定，并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象。特點(diǎn)：1.局部或某一段肽鏈2.主鏈構(gòu)象（-N-C-C-N-C-C-)3.不含側(cè)鏈（R）的構(gòu)象

-螺旋(-helix)

-折疊(-pleatedsheet)

-轉(zhuǎn)角(-turn)

無規(guī)卷曲(randomcoil)

1.-螺旋/-helix結(jié)構(gòu)要點(diǎn):①肽平面圍繞中心軸形成右手螺旋，側(cè)鏈伸向螺旋外側(cè)。②每圈螺旋含3.6個(gè)氨基酸，螺距為0.54nm。③每個(gè)肽鍵的羰基O和其后的第3個(gè)肽鍵的氨基H形成的氫鍵保持螺旋穩(wěn)定。氫鍵與螺旋長(zhǎng)軸基本平行。（一）蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)分類-螺旋結(jié)構(gòu)細(xì)胞色素C毛發(fā)中的微絲2.-折疊①多肽鏈充分伸展，相鄰肽單元之間折疊成鋸齒狀結(jié)構(gòu)，側(cè)鏈位于鋸齒結(jié)構(gòu)的上下方。②兩鏈間的肽鍵之間形成氫鍵，以穩(wěn)固β-折疊結(jié)構(gòu)③兩段以上的β-折疊結(jié)構(gòu)平行排列，兩鏈間可同向平行，也可反向平行。同向排列的

-折疊0.65nm反向排列的

-折疊0.7nmβ-折疊結(jié)構(gòu)蛛絲蛋白-折疊結(jié)構(gòu)3.-轉(zhuǎn)角①肽鏈內(nèi)形成180o回折。②含4個(gè)氨基酸殘基，第一個(gè)氨基酸殘基與第四個(gè)形成氫鍵。③第二個(gè)氨基酸殘基常為Pro。4.無規(guī)卷曲限制性內(nèi)切核酸酶BamHI的三級(jí)結(jié)構(gòu)-轉(zhuǎn)角-折疊無規(guī)卷曲-螺旋沒有確定規(guī)律性的那部分肽鏈結(jié)構(gòu)。（二）氨基酸殘基對(duì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)是以一級(jí)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。一段肽鏈中氨基酸殘基的側(cè)鏈的理化性質(zhì)差異對(duì)形成二級(jí)結(jié)構(gòu)有較大影響。1）氨基酸側(cè)鏈所帶的電荷—同性相斥，異性相吸；2）側(cè)鏈的大?。簜?cè)鏈大不易形成；3）側(cè)鏈的形狀：脯氨酸不能形成1、影響α-螺旋形成的因素：2、影響β-折疊形成的因素：要求側(cè)鏈較小肽鏈中，兩個(gè)相鄰肽單元圍繞N-Cα(φ角)和Cα-C(ψ角)鍵轉(zhuǎn)動(dòng)形成的二面角的集合。（三）拉氏圖（四）模體(motif)/超二級(jí)結(jié)構(gòu)多肽鏈中，相鄰的二個(gè)以上具有二級(jí)結(jié)構(gòu)的部分，組合在一起形成的有規(guī)則的結(jié)構(gòu)，可降低蛋白質(zhì)內(nèi)能，參與構(gòu)成三級(jí)結(jié)構(gòu)。二級(jí)結(jié)構(gòu)組合形式：

α-α，

β-α-β，

β-β

螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋/HLH

鋅指結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)肽鏈中所有原子在三維空間的