《蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能》課件

《蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能》探索生命的基石-蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)概述構(gòu)成生命構(gòu)成細(xì)胞的主要成分，參與生命活動(dòng)的所有過(guò)程。多樣性種類繁多，結(jié)構(gòu)各異，執(zhí)行不同的功能。蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)1氨基酸蛋白質(zhì)的基本組成單元。2肽鍵連接氨基酸形成肽鏈。3多肽鏈一條或多條肽鏈構(gòu)成蛋白質(zhì)。肽鏈的形成1脫水反應(yīng)氨基酸之間通過(guò)脫水反應(yīng)形成肽鍵。2肽鍵的形成形成肽鏈，連接多個(gè)氨基酸。3肽鏈的結(jié)構(gòu)肽鏈的長(zhǎng)度和序列決定了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。氨基酸的種類及特性必需氨基酸人體無(wú)法合成，必須從食物中獲取。非必需氨基酸人體可以自行合成。氨基酸特性不同的側(cè)鏈決定氨基酸的性質(zhì)。蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)1氨基酸序列肽鏈中氨基酸的排列順序。2遺傳信息由基因決定，決定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。3一級(jí)結(jié)構(gòu)變化可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)的功能喪失。蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)α-螺旋肽鏈螺旋狀結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性較高。β-折疊肽鏈折疊成片狀結(jié)構(gòu)，形成β-折疊片。無(wú)規(guī)則卷曲肽鏈無(wú)規(guī)則的結(jié)構(gòu)，通常處于轉(zhuǎn)折區(qū)域。蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)空間構(gòu)象二級(jí)結(jié)構(gòu)的空間排列方式，形成蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。功能決定決定蛋白質(zhì)的功能，并使其具有特異性。蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)2多亞基由多個(gè)亞基組成，通過(guò)非共價(jià)鍵連接。3結(jié)構(gòu)復(fù)雜亞基之間相互作用，形成蛋白質(zhì)的整體結(jié)構(gòu)。4功能協(xié)同亞基之間相互協(xié)同，發(fā)揮特定的功能。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其功能酶的結(jié)構(gòu)與功能酶活性中心酶分子中具有催化活性的區(qū)域。底物結(jié)合酶與底物特異性結(jié)合，催化化學(xué)反應(yīng)?？贵w的結(jié)構(gòu)與功能1抗原結(jié)合位點(diǎn)與抗原特異性結(jié)合，識(shí)別和清除外來(lái)物質(zhì)。2抗體多樣性不同抗體識(shí)別不同的抗原，發(fā)揮免疫防御作用。微管的結(jié)構(gòu)與功能微管蛋白由α-微管蛋白和β-微管蛋白組成的異二聚體。細(xì)胞骨架構(gòu)成細(xì)胞骨架的一部分，維持細(xì)胞形態(tài)。細(xì)胞運(yùn)動(dòng)參與細(xì)胞分裂、物質(zhì)運(yùn)輸?shù)燃?xì)胞運(yùn)動(dòng)。細(xì)胞膜蛋白的結(jié)構(gòu)與功能1跨膜蛋白貫穿細(xì)胞膜，參與物質(zhì)運(yùn)輸和信號(hào)傳導(dǎo)。2膜表面蛋白位于細(xì)胞膜表面，參與細(xì)胞識(shí)別和信號(hào)傳導(dǎo)。肌肉蛋白的結(jié)構(gòu)與功能肌動(dòng)蛋白細(xì)肌絲的主要成分，參與肌肉收縮。肌球蛋白粗肌絲的主要成分，與肌動(dòng)蛋白相互作用。肌肉收縮肌球蛋白與肌動(dòng)蛋白相互滑動(dòng)，產(chǎn)生肌肉收縮力?；蚺c蛋白質(zhì)的關(guān)系基因表達(dá)基因通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程，編碼蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)功能蛋白質(zhì)的功能由基因決定，執(zhí)行特定的生命活動(dòng)。DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制雙螺旋結(jié)構(gòu)由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈組成。半保留復(fù)制DNA復(fù)制過(guò)程中，每條子代DNA鏈包含一條親代鏈。轉(zhuǎn)錄與翻譯過(guò)程1轉(zhuǎn)錄DNA信息轉(zhuǎn)錄為mRNA。2翻譯mRNA信息翻譯為蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)的修飾與加工糖基化添加糖基，影響蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性和功能。磷酸化添加磷酸基團(tuán)，調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的活性。蛋白質(zhì)的運(yùn)輸與定位1信號(hào)肽引導(dǎo)蛋白質(zhì)到特定的細(xì)胞器。2轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助蛋白質(zhì)跨越細(xì)胞膜。蛋白質(zhì)的折疊與錯(cuò)誤折疊正確折疊蛋白質(zhì)折疊成特定的三維結(jié)構(gòu)，發(fā)揮正常功能。錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)折疊錯(cuò)誤，導(dǎo)致功能異?；蛐纬删奂w。蛋白質(zhì)的降解與再利用1蛋白酶降解蛋白質(zhì)，釋放氨基酸。2氨基酸循環(huán)氨基酸被重新利用，合成新的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)在生命活動(dòng)中的作用疾病與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系遺傳病基因突變導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)異常，引起疾病。感染性疾病病原體蛋白與宿主細(xì)胞相互作用，引起疾病。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的應(yīng)用藥物研發(fā)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)新的藥物靶點(diǎn)。疾病診斷分析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化，幫助診斷疾病。材料科學(xué)設(shè)計(jì)具有特定功能的蛋白質(zhì)材料。蛋白質(zhì)工程的原理與實(shí)踐定向進(jìn)化通過(guò)隨機(jī)突變和篩選，優(yōu)化蛋白質(zhì)功能。理性設(shè)計(jì)基于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能，設(shè)計(jì)新的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用1結(jié)構(gòu)信息提供蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)信息。2功能信息提供蛋白質(zhì)的功能、序列和相關(guān)文獻(xiàn)。3研究工具為蛋白質(zhì)研究提供數(shù)據(jù)支持和分析工具。蛋白質(zhì)研究的前沿與展望1蛋白質(zhì)組學(xué)研究細(xì)胞或組織中所有蛋白質(zhì)的表達(dá)和功能。2蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)發(fā)展更準(zhǔn)確和高效的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)方法。3蛋白質(zhì)工程設(shè)計(jì)和改造蛋白質(zhì)，開(kāi)發(fā)新型藥物和材料。本課程的總結(jié)與思考