生化冲刺讲义-1.pdf

1 生物化学与分子生物学 生物化学与分子生物学 蛋白质的分子组成 蛋白质的分子结构 结构与功能的关系 蛋白质的理化性质 蛋白质的分子组成 蛋白质的分子结构 结构与功能的关系 蛋白质的理化性质 蛋白质的结构与功能蛋白质的结构与功能 生物化学刘毓琳 生物化学刘毓琳 一、蛋白质的分子组成一、蛋白质的分子组成氨基酸氨基酸 （一）基本氨基酸（一）基本氨基酸 1.20种基本氨基酸，种基本氨基酸，19种种L-氨基酸氨基酸 2.蛋白质生物合成（翻译）的原料蛋白质生物合成（翻译）的原料 3.对应有遗传密码（天然氨基酸）对应有遗传密码（天然氨基酸）4.天然蛋白质中存在的氨基酸天然蛋白质中存在的氨基酸 一、蛋白质的分子组成一、蛋白质的分子组成氨基酸氨基酸 （一）基本氨基酸（一）基本氨基酸 5.无密码子、经过翻译后加工：无密码子、经过翻译后加工：胱氨酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸胱氨酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸 6.硒代半胱氨酸：硒代半胱氨酸：有密码子有密码子/翻译后硒化修饰翻译后硒化修饰 7.甘氨酸：对称碳原子甘氨酸：对称碳原子（非手性碳原子）（非手性碳原子）参与血红素、嘌呤、一碳单位、肌酸参与血红素、嘌呤、一碳单位、肌酸 GSH、结合胆汁酸的合成、结合胆汁酸的合成 2 尿素循环：鸟氨酸、瓜氨酸、精氨酸尿素循环：鸟氨酸、瓜氨酸、精氨酸 蛋氨酸循环：同型半胱氨酸蛋氨酸循环：同型半胱氨酸 一碳单位来源：丝一碳单位来源：丝色色组组甘甘（四色竹竿四色竹竿）必需氨基酸：缬必需氨基酸：缬蛋蛋色色赖赖（咸蛋色赖咸蛋色赖）苏苏苯丙苯丙亮亮异亮（异亮（书本晾一晾书本晾一晾）+组氨酸组氨酸 生酮氨基酸：亮氨酸生酮氨基酸：亮氨酸（Leu）/赖氨酸赖氨酸（Lys）生糖兼生酮氨基酸：异亮生糖兼生酮氨基酸：异亮苯丙苯丙酪酪色色苏苏 （一本落色书一本落色书）其它常考的氨基酸其它常考的氨基酸 （二）氨基酸的分类及结构特点（二）氨基酸的分类及结构特点 特点特点 氨基酸氨基酸 亚氨基酸亚氨基酸 脯氨酸脯氨酸 含硫含硫 蛋氨酸蛋氨酸、半胱氨酸、半胱氨酸 含羟基（磷酸化）含羟基（磷酸化）酪氨酸、丝氨酸、苏氨酸酪氨酸、丝氨酸、苏氨酸 芳香族（紫外吸收）芳香族（紫外吸收）色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸 酸性（两个羧基）酸性（两个羧基）谷氨酸、谷氨酸、天冬氨酸天冬氨酸 含酰胺键含酰胺键 谷氨酰胺谷氨酰胺、天冬酰胺、天冬酰胺 疏水（脂肪族）疏水（脂肪族）甘氨酸、甘氨酸、丙氨酸丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸异亮氨酸、脯氨酸 碱性碱性 赖氨酸（两个氨基）赖氨酸（两个氨基）精氨酸、组氨酸精氨酸、组氨酸（三）（三）氨基酸的理化性质氨基酸的理化性质 1.两性解离与等电点两性解离与等电点 pH=pI pHpI pHpI 兼性离子兼性离子 阳离子阳离子 阴离子阴离子+OH-+H+2.紫外吸收特性紫外吸收特性 酪氨酸和色氨酸酪氨酸和色氨酸 最大光吸收最大光吸收280nm（四）氨基酸的连接（四）氨基酸的连接 氨基酸氨基酸 一级结构一级结构 空间结构空间结构 翻译翻译 肽键肽键(酰胺键酰胺键)排列顺序排列顺序 力量力量 3 1.一级结构一级结构 氨基酸的氨基酸的排列顺序；肽键；排列顺序；肽键；二硫键二硫键 2.二级结构二级结构 局部局部肽段肽段骨架骨架原子的位置；原子的位置；氢键氢键 形式：形式：-螺旋；螺旋；-折叠；折叠；-转角；无规则卷曲转角；无规则卷曲/环环 3.超二级结构常见超二级结构常见；二、蛋白质的分子结构二、蛋白质的分子结构 -螺旋螺旋 右手螺旋 每圈螺旋右手螺旋 每圈螺旋3.6个残基 螺距为个残基 螺距为0.54nm 维持力量：维持力量：氢键氢键（平行）侧链伸向螺旋外侧（平行）侧链伸向螺旋外侧 4.模体具有特殊功能模体具有特殊功能 常见：锌指结构；亮氨酸拉链锌指结构；亮氨酸拉链 螺旋螺旋-转角（环）转角（环）-螺旋螺旋 存在于存在于DNA结合蛋白（结合蛋白（转录因子转录因子）中）中 5.三级结构：一条多肽链的三级结构：一条多肽链的最高级结构最高级结构；6.结构域：三级结构的局部功能区结构域：三级结构的局部功能区 7.四级结构：两个以上亚基；氢键、离子键四级结构：两个以上亚基；氢键、离子键 二、蛋白质的分子结构二、蛋白质的分子结构 二、蛋白质的分子结构二、蛋白质的分子结构 4 氨基酸残基排列顺序决定蛋白质的空间结构氨基酸残基排列顺序决定蛋白质的空间结构 相似的一级结构有相似的空间结构和功能相似的一级结构有相似的空间结构和功能 蛋白质一级结构变异可能导致分子病蛋白质一级结构变异可能导致分子病 分子病：镰刀型红细胞贫血病分子病：镰刀型红细胞贫血病 碱基错配或点突变（错义突变）碱基错配或点突变（错义突变）-链链N端第端第6位：位：GluVal 三、蛋白质结构与功能的关系 三、蛋白质结构与功能的关系 1.一级结构是高级结构和功能的基础一级结构是高级结构和功能的基础 T态（紧张态）态（紧张态）R态（松弛态）态（松弛态）核糖核酸酶核糖核酸酶 血红蛋白血红蛋白 尿素尿素 亚基正协同效应亚基正协同效应 三、蛋白质结构与功能的关系 三、蛋白质结构与功能的关系 2.蛋白质的功能依赖于正确的空间结构蛋白质的功能依赖于正确的空间结构 蛋白质构象疾病蛋白质构象疾病 一级结构不变一级结构不变，折叠错误，折叠错误，空间构象改变；空间构象改变；疯牛病，老年痴呆症（阿尔兹海默症）；疯牛病，老年痴呆症（阿尔兹海默症）；分子伴侣分子伴侣参与新生肽链的折叠参与新生肽链的折叠 分子伴侣分子伴侣 分类：热休克蛋白（分类：热休克蛋白（Hsp热激蛋白）；伴侣蛋白热激蛋白）；伴侣蛋白 性质：本身是蛋白质，具有性质：本身是蛋白质，具有ATP酶活性酶活性 功能：提供保护环境使新生肽链正确折叠（翻译后）功能：提供保护环境使新生肽链正确折叠（翻译后）1.蛋白质胶体性质蛋白质胶体性质 蛋白质溶液稳定的因素：蛋白质溶液稳定的因素：水化膜、电荷效应水化膜、电荷效应 盐析盐析：高浓度中性盐使蛋白质沉淀：高浓度中性盐使蛋白质沉淀 四、蛋白质的理化性质四、蛋白质的理化性质 2.蛋白质变性蛋白质变性 空间构象空间构象破坏，破坏，一级结构一级结构完整，功能丧失完整，功能丧失 变性后理化性质的改变变性后理化性质的改变 溶解度降低；粘度增加溶解度降低；粘度增加 生物活性丧失生物活性丧失 易被蛋白酶降解易被蛋白酶降解 +水化膜水化膜