生物化學(xué)第一章蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能ppt課件

1、廣東順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陸建林12345 蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能 各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均為各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均為 16%，1g 氮相當(dāng)于氮相當(dāng)于 6.25g 蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)。 生物體內(nèi)的含氮物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)，因此只生物體內(nèi)的含氮物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)，因此只要測(cè)定生物樣品的含氮量就可按下式計(jì)算出其蛋要測(cè)定生物樣品的含氮量就可按下式計(jì)算出其蛋白質(zhì)大致含量：白質(zhì)大致含量：每克樣品中含氮克數(shù)每克樣品中含氮克數(shù)6.25100 100g樣品中蛋白質(zhì)的含量樣品中蛋白質(zhì)的含量g%）（一氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（一氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)R代表氨基酸側(cè)鏈代表氨基酸側(cè)鏈氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可用下式表示：氨基

2、酸的結(jié)構(gòu)通式可用下式表示：NH2CHRCOOH或或+H3NCRCOO-HCH2CH2CH2NH3+CHCOO-脯氨酸脯氨酸 2.除甘氨酸外，組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸都除甘氨酸外，組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸都是是 L 型，即型，即L-氨基酸。氨基酸。L L- - -氨氨基基酸酸D D- - -氨氨基基酸酸C CN NH H2 2R RC CO OO OH HH HC CH HR RC CO OO OH HN NH H2 2 1.非極性疏水氨基酸 側(cè)鏈為烴基、吲哚環(huán)、甲硫基等疏水性基團(tuán)。這類(lèi)氨基酸在水中的溶解度小于極性中性氨基酸。 2.極性中性氨基酸 側(cè)鏈為羥基、巰基、或酰氨基等極性基團(tuán)，有親水性，但在

3、中性水溶液中不電離的氨基酸。 3. 3.酸性氨基酸酸性氨基酸 側(cè)鏈上有羧基，在水溶液中側(cè)鏈上有羧基，在水溶液中能釋放出能釋放出H+ H+ 而帶負(fù)電荷的氨基酸。有谷氨酸、天而帶負(fù)電荷的氨基酸。有谷氨酸、天冬氨酸。冬氨酸。 4. 4.堿性氨基酸堿性氨基酸 側(cè)鏈上有氨基、胍基或咪唑基，側(cè)鏈上有氨基、胍基或咪唑基，在水溶液中能結(jié)合在水溶液中能結(jié)合H+ H+ 而帶正電荷的氨基酸。有賴(lài)而帶正電荷的氨基酸。有賴(lài)氨酸、精氨酸和組氨酸等。氨酸、精氨酸和組氨酸等。N NC CC C O OH HR R2O OH HH HH H+ +肽鍵肽鍵-H-H2 2O ON NH H2 2C CC CN NC CCOOHCO

4、OHR R1R R2O OH HH HH HN NC CC C O OH HR R1 1O OH HH HH H 氨基酸通過(guò)肽鍵連接形成的化合物稱(chēng)為肽。氨基酸通過(guò)肽鍵連接形成的化合物稱(chēng)為肽。 由兩個(gè)氨基酸形成的肽稱(chēng)為二肽，由三個(gè)氨基由兩個(gè)氨基酸形成的肽稱(chēng)為二肽，由三個(gè)氨基酸形成的肽稱(chēng)三肽，以此類(lèi)推。通常將酸形成的肽稱(chēng)三肽，以此類(lèi)推。通常將10個(gè)以?xún)?nèi)個(gè)以?xún)?nèi)的氨基酸形成的肽稱(chēng)為寡肽，十肽以上者稱(chēng)為多的氨基酸形成的肽稱(chēng)為寡肽，十肽以上者稱(chēng)為多肽。肽。 多肽分子中的氨基酸相互連接形成長(zhǎng)鏈，稱(chēng)為多肽分子中的氨基酸相互連接形成長(zhǎng)鏈，稱(chēng)為多肽鏈。多肽鏈。 肽鏈中的氨基酸因脫水縮合已不是完整的氨基肽鏈中的氨基

5、酸因脫水縮合已不是完整的氨基酸，故稱(chēng)為氨基酸殘基。酸，故稱(chēng)為氨基酸殘基。 氨基酸由肽鍵連接成的長(zhǎng)鏈骨架，稱(chēng)為主鏈，而各氨基酸殘基的R基團(tuán)統(tǒng)稱(chēng)為側(cè)鏈。 多肽鏈有兩端多肽鏈有兩端 有自由氨基的一端稱(chēng)為氨基末端或有自由氨基的一端稱(chēng)為氨基末端或 N N 端，端，通常寫(xiě)在多肽鏈的左側(cè)。通常寫(xiě)在多肽鏈的左側(cè)。 有自由羧基的一端稱(chēng)為羧基末端或有自由羧基的一端稱(chēng)為羧基末端或 C C 端，端，通常寫(xiě)在多肽鏈的右側(cè)。通常寫(xiě)在多肽鏈的右側(cè)。 N NH H2 2C C C CO ON NH H C C C CO ON NH H C C C CO ON NH H C C C CO OO OH HR R1 1R R4 4

6、R R2 2R R3 3H HH HH HH H主主鏈鏈側(cè)側(cè)鏈鏈N N端端C C端端素。神經(jīng)肽在神經(jīng)傳導(dǎo)中發(fā)揮信號(hào)作用。素。神經(jīng)肽在神經(jīng)傳導(dǎo)中發(fā)揮信號(hào)作用。H HSHSHC CH H2 2CHCHC C NHNHC CH H2 2COO-COO-O ON NH HC C O OC CH H2 2N NH H2 2C CH H2 2C C COOHCOOH谷谷胱胱甘甘肽肽 一級(jí)結(jié)構(gòu)是決定蛋白質(zhì)空間構(gòu)象和特異生物學(xué)功能的基礎(chǔ)，但不是決定蛋白質(zhì)空間構(gòu)象唯一因素。 肽鍵平面肽鍵平面 在肽鍵中與在肽鍵中與 C-N 相連的相連的O和和H為反式為反式結(jié)構(gòu)，使肽鍵中的結(jié)構(gòu)，使肽鍵中的C、O、N、H 4個(gè)原個(gè)原

7、子和與它們相鄰的子和與它們相鄰的2個(gè)個(gè)C處在同一平面處在同一平面內(nèi)，這個(gè)平面稱(chēng)為肽鍵平面，又稱(chēng)肽內(nèi)，這個(gè)平面稱(chēng)為肽鍵平面，又稱(chēng)肽單元。單元。 肽單元中的肽單元中的C-N和和C-C單鍵可以自由旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的角單鍵可以自由旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的角度決定了兩個(gè)相鄰肽鍵平面的相對(duì)空間位置。肽鍵平面隨度決定了兩個(gè)相鄰肽鍵平面的相對(duì)空間位置。肽鍵平面隨C兩側(cè)單鍵的旋轉(zhuǎn)而構(gòu)成的排布是主鏈構(gòu)象的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。兩側(cè)單鍵的旋轉(zhuǎn)而構(gòu)成的排布是主鏈構(gòu)象的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。 肽鍵平面肽鍵平面決定蛋白質(zhì)解離成正負(fù)離子的因素決定蛋白質(zhì)解離成正負(fù)離子的因素蛋白質(zhì)所含酸性和堿性基團(tuán)的蛋白質(zhì)所含酸性和堿性基團(tuán)的數(shù)目數(shù)目蛋白質(zhì)所在溶液的蛋白質(zhì)所在溶液的P

8、HPH值值PrPrNHNH2 2COOCOO- -PrPrNHNH3 3+ +COOHCOOHPrPrNHNH3 3+ +COOCOO- -OHOH- -H H+ +(pHpI)(pHpI)(pHpI)(pHpI)(pHpI)(pHpI)OHOH- -H H+ +蛋白質(zhì)的陽(yáng)離子蛋白質(zhì)的陽(yáng)離子蛋白質(zhì)的兼性離子蛋白質(zhì)的兼性離子蛋白質(zhì)的陰離子蛋白質(zhì)的陰離子 體內(nèi)大多數(shù)蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)在體內(nèi)大多數(shù)蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)在pH5.0左右，因而在生理?xiàng)l件下以陰離子形式存左右，因而在生理?xiàng)l件下以陰離子形式存在在 。A：染色后顯示的蛋白質(zhì)區(qū)帶：染色后顯示的蛋白質(zhì)區(qū)帶 B：光密度掃描定量分析：光密度掃描定量分析+-酸酸堿

9、酸堿堿帶正電荷的蛋白質(zhì)（親水膠體）在等電點(diǎn)的蛋白質(zhì)（親水膠體）-帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)（親水膠體）脫水脫水脫水帶正電荷的蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)顆粒（疏水膠體）沉淀（疏水膠體）圖1-8 蛋白質(zhì)膠體顆粒的沉淀沉降系數(shù)沉降系數(shù)sedimentation coefficient,S) 指單位力場(chǎng)中的沉降速度指單位力場(chǎng)中的沉降速度1S10-13秒）。秒）。 沉降系數(shù)與物質(zhì)的分子量的大小、形狀、密沉降系數(shù)與物質(zhì)的分子量的大小、形狀、密 度及溶劑的密度高低有關(guān)。相對(duì)分子質(zhì)量越大，度及溶劑的密度高低有關(guān)。相對(duì)分子質(zhì)量越大，顆粒越顆粒越 嚴(yán)密，沉降系數(shù)越大。嚴(yán)密，沉降系數(shù)越大。引起變性的因素引起變性的因素 物理因素物理因素 高溫、高壓、紫外線(xiàn)、電離輻射、超聲波等。高溫、高壓、紫外線(xiàn)、電離輻射、超聲波等。 化學(xué)因素化學(xué)因素 強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑、尿素、重金屬鹽等。強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑、尿素、重金屬鹽等。 A B C D變性蛋白質(zhì)的特點(diǎn)變性蛋白質(zhì)的特點(diǎn)生物學(xué)活生物學(xué)活性喪失性喪失溶解度降溶解度降低，易于低，易于沉淀沉淀 粘度增加粘度增加易被蛋白易被蛋白酶水解酶水解蛋白質(zhì)的復(fù)性蛋白質(zhì)的復(fù)性 大多數(shù)蛋白質(zhì)變性后，空間構(gòu)象嚴(yán)重破壞，不大多數(shù)蛋白質(zhì)變性后，空間構(gòu)象嚴(yán)重破壞，不能恢復(fù)其