生物化學(xué)課件-生物化學(xué)實驗討論

2021級中藥專業(yè)組員：濮嘉利周雅詩陳素君林英斌討論題蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)及空間結(jié)構(gòu)〔二、三、四級結(jié)構(gòu)〕概念及穩(wěn)定力量。二級結(jié)構(gòu)中主要形式及結(jié)構(gòu)特點。答：蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)〔共價結(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，各自沿一定的軸盤旋或折疊，并以氫鍵為主要的次級鍵二形成有規(guī)那么的構(gòu)象，如α螺旋等。

超二級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)之間的一個過渡性結(jié)構(gòu)層次，在肽鏈折疊過程中，因一些二級結(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)三級結(jié)構(gòu)：指一條多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)或者超二級結(jié)構(gòu)甚至結(jié)構(gòu)域的根底上，進(jìn)一步盤繞，折疊，依靠共價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)間作用生成的次級鍵，如疏水鍵、氫鍵、鹽鍵等。蛋白質(zhì)四級結(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)二級結(jié)構(gòu)中主要形式及結(jié)構(gòu)特點二級結(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)高級結(jié)構(gòu)的根本要素。

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

3.6

個氨基酸殘基，殘基側(cè)鏈伸向外側(cè),同一肽鏈上的每個殘基的酰胺氫原子和位于它后面的第4個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)角是種簡單的非重復(fù)性結(jié)構(gòu)。在β－轉(zhuǎn)角中第一個殘基的C=O與第四個殘基的N-H氫鍵鍵合形成一個緊密的環(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，下面例證分別說明的是什么問題？〔屬一級結(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)的一級結(jié)構(gòu)是最根本的結(jié)構(gòu)，它決定了蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)和三級結(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)。三級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)的根底上，進(jìn)一步折疊，盤曲而形成特定的球狀分子結(jié)構(gòu)。四級結(jié)構(gòu)是由兩條或者兩條以上具有三級結(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)。

1．一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系〔1〕一級結(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〔流動相〕經(jīng)過一個固態(tài)物質(zhì)〔固定相〕時，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)分子不能透過半透膜的性質(zhì)，使蛋白質(zhì)和其他小分子物質(zhì)分開③等電點沉淀：利用不同蛋白質(zhì)具有不同的等電點，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)混合物調(diào)到其中一種蛋白質(zhì)的等電點時，這種蛋白質(zhì)大局部和全部被沉淀下來

④電泳法：各種蛋白質(zhì)在同一pH條件下，因分子