00正常人体功能彭波李洪润单元1生物大分子.ppt

单元1 生物大分子第一节 蛋白质的结构与功能 什么是蛋白质? 蛋白质的生理功能 是构成组织细胞的最基本物质 分布广：所有器官、组织都含有蛋白质；细胞 的各个部分都含有蛋白质。 含量高：蛋白质是细胞内最丰富的有机分子， 占人体干重的45％，某些组织含量更 高，例如脾、肺及横纹肌等高达80％。 2. 是生命活动的物质基础 1）作为生物催化剂（酶） 2）物质的转运和存储 3）运动与支持作用 4）免疫保护作用 5）凝血功能 6）其他作用 参与基因调控：组蛋白、非组蛋白等 参与代谢调控：如激素或生长因子等 参与细胞间信息传递：信号传导中的受体、信息分子等 一、蛋白质的分子组成 元素 基本组成单位 —— 氨基酸 氨基酸结构通式和分类 氨基酸在蛋白质中的连接方式 元 素 1. 组成特点：主要含有C、H、O、N 、S 少量含有P、 Se 金属元素Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Mo 个别含有 I 2. 蛋白质 N（16%） 100克样品中蛋白质的含量 ( g % ) = 每克样品含氮克数× 6.25×100 基本组成单位 —— 氨基酸（amino acid） 氨基酸结构通式 对于氨基酸分子，有所谓CORN原则来确定D/L异构体，CORN指的是氨基酸分子中的：COOH, R, NH2 和 H（R是侧链基团） CORN以Cα为旋转中心，由H原子开始，如果CORN形成右手螺旋则为D-型，如果形成左手螺旋则为L-型。 氨基酸的分类（20种编码氨基酸AA/aa） 非极性疏水性氨基酸 极性中性氨基酸 酸性氨基酸 碱性氨基酸 另 外： 1、蛋白质中的很多氨基酸是经过加工修 饰的——修饰氨基酸 如：脯氨酸 羟基化 成 羟脯氨酸 赖氨酸 羟基化 成 羟赖氨酸 2、半胱氨酸常以胱氨酸的形式存在 蛋白质中氨基酸的连接方式 通过肽键相连----蛋白质中的主要化学键 肽（二肽、三肽……寡肽、多肽） 多肽链、多肽主链、多肽侧链、氨基酸残基 多肽的书写：如 H-甘-丙-谷……组-蛋-OH 谷胱甘肽(glutathione, GSH) GSH 有抗氧化剂的作用，可还原细胞内产生的过氧化氢 促甲状腺释放激素 二、蛋白质的分子结构与功能 一级结构 二级结构 三级结构 四级结构 一级结构 一级结构：从N末端至C末端的氨基酸排列顺序 基本结构键： 肽键（有些蛋白质还包括二硫键） 第一个被确定一级结构的蛋白质 空间结构 空间结构（构象）：分子内各原子的空间排布 蛋白质在一级结构的基础上，分子单键旋转而盘曲、折叠形成特定空间构象。 空间结构包括蛋白质的二级结构、三级结构和四级结构。 肽键平面随Cα两侧单键旋转而构成的排布 二级结构：多肽主链原子局部空间排列 二级结构的基础 二级结构基本形式 α-螺旋 α-螺旋结构特点 右手螺旋 每螺旋圈包含3.6个氨基酸残基 螺旋上升一圈高度为0.54nm 相邻螺旋间形成氢键（数量大，构象稳定） R侧链基团伸向螺旋外侧 肌红蛋白 毛发横切面和毛发α-角蛋白的结构 β-折叠 β-折叠结构特点 伸展锯齿状，平面夹角110°，-R位于上下 涉及的肽段较短，一般为5～10个氨基酸残基 折叠结构间靠氢键相连 肽链走向可以相同也可以相反，走向相反更为稳定 反向平行结构更稳定 蛛丝蛋白结构 溶菌酶 β-转角结构及特点 不规则卷曲 三级结构：是指整条肽链中全部氨基酸残基的相 对空间排布，即整条肽链所有原子在三维空间的 排布位置。 （由于-R侧链间的相互作用进一步折叠） 主要的化学键：疏水作用、离子键、氢键、 范德华力、二硫键等 主要的化学键（维系力） 结构域 大分子蛋白质的三级结构常可分割成一个或数个球状或纤维状的区域，折叠得较为紧密，各行使其功能，称为结构域。 蚯蚓血红蛋白中四个?-螺旋组成的结构域 四级结构： 2条或2条以上的具有独立三级结构的多肽链通过非共价键相互聚合形成的三维空间构象。 每一条都具有完整三级结构的多肽链，称为亚基。 主要的化学键：疏水键、氢键、盐键、范德华力 优势：对称性、结构稳定性、提高遗传效率 血红蛋白结构 血红蛋白结构 蛋白质结构与功能的关系 一级结构是空间结构