蛋白质化学医学课件.ppt

第四章 蛋白质化学（Chemistry of Protein) 导 学 掌握蛋白质的分子组成与结构 熟悉蛋白质的理化；常用分离、纯化技术的基本原理。 了解蛋白质分子结构与功能的关系；蛋白质的分类以及重要的活性肽。 教学内容 第一节 蛋白质的分子组成 二、蛋白质的基本组成单位—氨基酸 氨基酸结构特点： 20种编码氨基酸 氨基酸的不同在于R侧链不同 均为L-α-氨基酸 （甘氨酸、脯氨酸除外） （二）氨基酸的分类 非极性中性氨基酸 极性中性基氨基酸 极性酸性氨基酸 极性碱性氨基酸 （三）氨基酸的理化性质 氨基酸具有氨基、羧基等 氨基酸的两性电离 2.茚三酮反应 三、肽 （一）肽的形成和命名 肽键平面 2.肽的形成与命名 肽、寡肽(oligopeptide)、多肽(polypeptide) 多肽链（polypeptide chain） 主链骨架（backbone） 侧链部分（side chain） 羧基末端或C-末端（C-terminus） 氨基末端或N-末端（N-terminus） 多肽链的结构 （二）体内重要的肽 第二节 蛋白质的分子结构 一、一级结构 概念：多肽链中氨基酸的组成与排列顺序 主键：肽键 意义：决定蛋白质的空间结构 胰岛素的一级结构 二、二级结构 （secondary structure） 定义 蛋白质分子中由于肽键平面的相对旋转，构成的局部空间构象。 （一）二级结构的类型 1.α-螺旋（α-helix） 2. β-折叠 （β-sheet） 3.β-转角（ β-turn） 4．无规卷曲（random coil） 肽链的肽键平面不规则排列，形成松散的二级结构。 （二）超二级结构与结构域 超二级结构（super secondary structure） 二级结构单元进一步聚集和组合在一起——模序（motif） 如αα、βαβ、βββ等 亮氨酸拉链和锌指结构 （二）超二级结构与结构域 结构域（domain） 超二级结构的进一步组合、折叠形成的球状区域。 是蛋白质的功能部位 免疫球蛋白结构域 三、三级结构 （tertiary structure） 定义： 在二级结构基础上，所有原子（主链+侧链）相互作用形成的空间构象 三、三级结构 （tertiary structure） 化学键 --氢键、疏水键、离子键、二硫键等次级键 --亲水基团：分子表面；疏水基团：分子内部 三级结构示意图 四、四级结构 （quaternary structre） 血红蛋白四级结构示意图 4个亚基构成 2α-亚基 2β-亚基 蛋白质一、二、三、四级结构示意图 五、维持蛋白质分子空间构象的主要化学键 氢键、疏水键、离子键、范德华力、二硫键等 蛋白质分子中的主要次级键 六、蛋白质结构与功能的关系 蛋白质的一级结构决定其高级结构 蛋白质的空间构象决定蛋白质的生物学功能。 （一）一级结构与功能的关系 某些蛋白质的一级结构加工后，才具有生物学活性。 如胰岛素原（proinsulin）的一级结构加工 （一）一级结构与功能的关系 一级结构的改变可引起某些疾病的发生 由于蛋白质分子的变异或缺失而产生的疾病，称为分子病（molecular disease）。 如镰状红细胞性贫血 （二）空间结构与功能的关系 空间构象决定蛋白质功能 构象改变，功能改变 血红蛋白结合氧前后构象的变化 当血红蛋白结合氧以后，α1β1与α2β2两个二聚体彼此滑动15°，其构象由T（tense）型转变为R（relaxed）型。 第三节 蛋白质的理化性质与分离纯化 一、蛋白质的理化性质 （一）蛋白质的一般性质 1.蛋白质的紫外吸收特征 蛋白质的紫外吸收 2.蛋白质的两性电离和等电点 与氨基酸的两性电离、等电点相同 3.蛋白质的呈色反应 双缩脲反应： Cu2+ 蛋白质 紫色络合物 OH- （二）蛋白质的高分子性质 1.蛋白质的胶体性质 蛋白质分子的直径在胶体颗粒的范围(1~100nm) 蛋白质溶液是稳定亲水胶体溶液 稳定因素：水化膜、同种电荷 2.蛋白质的扩散与沉降 3.蛋白质的变性与复性 3.蛋白质的变性与复性 核糖核酸酶的变性与复性示意图 二、蛋白质的分离纯化鉴定技术 蛋白质在细胞内常与核酸、多糖、脂类及其它小分子物质结合在一起，需要对其进行分离、纯化与鉴定。 （一）离心 原理：分子大小、密度不同→沉降速度不同 分类： 普通离心：3~10 kr/min 高速离心：10~25 kr/min 超速离心：＞25