生物化學(xué)課件-生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)討論

2021級(jí)中藥專業(yè)組員：濮嘉利周雅詩(shī)陳素君林英斌討論題蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)及空間結(jié)構(gòu)〔二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)〕概念及穩(wěn)定力量。二級(jí)結(jié)構(gòu)中主要形式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。答：蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)〔共價(jià)結(jié)構(gòu)或根本結(jié)構(gòu)〕：蛋白質(zhì)是由不同的氨基酸種類、數(shù)量和排列順序，通過(guò)肽鍵而構(gòu)成的高分子有機(jī)含氮化合物。注意：多肽鏈中AA的排列順序，為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能多樣性的根底。蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)指的是蛋白質(zhì)分子中原子和基團(tuán)在三維空間上的排列、分布及肽鏈的走向，其穩(wěn)定力量是氫鍵等。其中，蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)：指多肽鏈的主鏈骨架中假設(shè)干肽單位，各自沿一定的軸盤(pán)旋或折疊，并以氫鍵為主要的次級(jí)鍵二形成有規(guī)那么的構(gòu)象，如α螺旋等。

超二級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)之間的一個(gè)過(guò)渡性結(jié)構(gòu)層次，在肽鏈折疊過(guò)程中，因一些二級(jí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)象單元彼此相互作用組合而成。典型的超二級(jí)結(jié)構(gòu)有羅斯曼折疊模式βαβ、4股α螺旋形成的四螺旋束等。蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)：指一條多肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)或者超二級(jí)結(jié)構(gòu)甚至結(jié)構(gòu)域的根底上，進(jìn)一步盤(pán)繞，折疊，依靠共價(jià)鍵的維系固定所形成的特定空間結(jié)構(gòu)成為蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)。其穩(wěn)定力量主要是是各R基團(tuán)間作用生成的次級(jí)鍵，如疏水鍵、氫鍵、鹽鍵等。蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)：在體內(nèi)有許多蛋白質(zhì)含有2條或2條以上多肽鏈，才能全面地執(zhí)行功能。每一條多肽鏈都有其完完整的三級(jí)結(jié)構(gòu)，稱為亞基亞基與亞基之間呈特定的三維空間分布，并以非共價(jià)鍵相鏈接，這種蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用，稱為蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。亞基間的結(jié)合力主要是疏水鍵，其他的也起一定作用。蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)中主要形式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)二級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈借助于氫鍵沿一維方向排列成具有周期性的結(jié)構(gòu)的構(gòu)象，是多肽鏈局部的空間結(jié)構(gòu)〔構(gòu)象〕，主要有α－螺旋、β－折疊、β－轉(zhuǎn)角等幾種形式，它們是構(gòu)成蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)的根本要素。

α－螺旋是蛋白質(zhì)中最常見(jiàn)最典型含量最豐富的二級(jí)結(jié)構(gòu)元件.在α螺旋中，每個(gè)螺旋周期包含

3.6

個(gè)氨基酸殘基，殘基側(cè)鏈伸向外側(cè),同一肽鏈上的每個(gè)殘基的酰胺氫原子和位于它后面的第4個(gè)殘基上的羰基氧原子之間形成氫鍵。這種氫鍵大致與螺旋軸平行。β－折疊也是一種重復(fù)性的結(jié)構(gòu),可分為平行式和反平行式兩種類型，它們是通過(guò)肽鏈間或肽段間的氫鍵維系?？梢园阉鼈兿胂鬄橛烧郫B的條狀紙片側(cè)向并排而成,每條紙片可看成是一條肽鏈,稱為β折疊股或β股(β－strand),肽主鏈沿紙條形成鋸齒狀,處于最伸展的構(gòu)象,氫鍵主要在股間而不是股內(nèi)。β－轉(zhuǎn)角是種簡(jiǎn)單的非重復(fù)性結(jié)構(gòu)。在β－轉(zhuǎn)角中第一個(gè)殘基的C=O與第四個(gè)殘基的N-H氫鍵鍵合形成一個(gè)緊密的環(huán),使β－轉(zhuǎn)角成為比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),多處在蛋白質(zhì)分子的外表,在這里改變多肽鏈方向的阻力比較小。β－轉(zhuǎn)角的特定構(gòu)象在一定程度上取決與他的組成氨基酸,某些氨基酸如脯氨酸和甘氨酸經(jīng)常存在其中。討論題在討論蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系中，下面例證分別說(shuō)明的是什么問(wèn)題？〔屬一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能〔A〕，還是空間結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系〔B〕〕蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)又稱化學(xué)結(jié)構(gòu)，是指氨基酸在肽鍵中的排列順序和二硫鍵的位置，肽鏈中氨基酸間以肽鍵為連接鍵。蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)是最根本的結(jié)構(gòu)，它決定了蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)，其三維結(jié)構(gòu)所需的全部信息都貯存于氨基酸的順序之中。二級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈中彼此靠近的氨基酸殘基之間由于氫鍵星湖作用而形成的空間結(jié)構(gòu)。三級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)的根底上，進(jìn)一步折疊，盤(pán)曲而形成特定的球狀分子結(jié)構(gòu)。四級(jí)結(jié)構(gòu)是由兩條或者兩條以上具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈聚合而成的具有特定三維結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)設(shè)想。不同的蛋白質(zhì)，由于結(jié)構(gòu)不同而具有不同的生物學(xué)功能。蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能是蛋白質(zhì)分子的天然構(gòu)象所具有的性質(zhì)，功能與結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

1．一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系〔1〕一級(jí)結(jié)構(gòu)的變異與分子病(“分子病〞的鐮刀狀紅細(xì)胞性貧血);〔2〕一級(jí)結(jié)構(gòu)與生物進(jìn)化;〔3〕蛋白質(zhì)的激活作用

2．蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系〔1〕核糖核酸酶的變性與復(fù)性及其功能的喪失與恢復(fù);〔2〕血紅蛋白的變構(gòu)現(xiàn)象答：酶原激活及變構(gòu)作用〔B〕；分子病〔A〕；不同Pr結(jié)構(gòu)間僅有微小的差異就可表現(xiàn)出不同的生物學(xué)功能〔A〕；如催產(chǎn)素與加壓素〔縮宮素〕都是由垂體后葉分泌的九肽激素，它們分子中僅兩個(gè)氨基酸差異，但兩者的生理功能卻有根本區(qū)別瘋牛癥〔蛋白構(gòu)象疾病〕〔B〕蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象改變而產(chǎn)生的異常的疾病稱為構(gòu)象病,如瘋牛病討論題蛋白質(zhì)樣品別離純化方法根本原理〔至少掌握4種不同方法〕答：①層析:蛋白質(zhì)別離純化的重要手段之一。一般而言，待別離蛋白質(zhì)溶液〔流動(dòng)相〕經(jīng)過(guò)一個(gè)固態(tài)物質(zhì)〔固定相〕時(shí)，根據(jù)溶液中待別離的蛋白質(zhì)顆粒大小，電荷多少及親和力等，使待別離的蛋白質(zhì)組份在兩相中反復(fù)分配，并以不同速度流經(jīng)固定相而到達(dá)別離蛋白質(zhì)的目的。②透析：利用蛋白質(zhì)分子不能透過(guò)半透膜的性質(zhì)，使蛋白質(zhì)和其他小分子物質(zhì)分開(kāi)③等電點(diǎn)沉淀：利用不同蛋白質(zhì)具有不同的等電點(diǎn)，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)混合物調(diào)到其中一種蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)時(shí)，這種蛋白質(zhì)大局部和全部被沉淀下來(lái)

④電泳法：各種蛋白質(zhì)在同一pH條件下，因分子