蛋白质的结构和功能专业知识讲解专家讲座.pptx

蛋白质结构与功效学习要求什么是蛋白质?蛋白质研究历史20世纪中叶，各种蛋白质分析技术相继建立，促进了蛋白质研究快速发展；1962年，确定了血红蛋白四级结构。20世纪90年代，功效基因组与蛋白质组研究地展开。蛋白质生物学主要性作为生物催化剂（酶）代谢调整作用免疫保护作用物质转运和存放运动与支持作用参加细胞间信息传递蛋白质分子组成TheMolecularComponentofProtein组成蛋白质元素各种蛋白质含氮量很靠近，平均为16％。一、组成人体蛋白质20种氨基酸均属于L--氨基酸H非极性脂肪族氨基酸极性中性氨基酸芳香族氨基酸酸性氨基酸碱性氨基酸(一)侧链含烃链氨基酸属于非极性脂肪族氨基酸(二)侧链有极性但不带电荷氨基酸是极性中性氨基酸(三)侧链含芳香基团氨基酸是芳香族氨基酸(四)侧链含负性解离基团氨基酸是酸性氨基酸(五)侧链含正性解离基团氨基酸属于碱性氨基酸几个特殊氨基酸半胱氨酸三、20种氨基酸含有共同或特异理化性质pH=pI（二）含共轭双键氨基酸含有紫外吸收性质（三）氨基酸与茚三酮反应生成蓝紫色化合物四、蛋白质是由许多氨基酸残基组成多肽链+肽是由氨基酸经过肽键缩合而形成化合物。N末端：多肽链中有游离α-氨基一端C末端：多肽链中有游离α-羧基一端N末端（二）体内存在各种主要生物活性肽GSH过氧化物酶体内许多激素属寡肽或多肽蛋白质分子结构TheMolecularStructureofProtein蛋白质分子结构包含:定义:蛋白质一级结构指在蛋白质分子从N-端至C-端氨基酸排列次序。一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功效基础，但不是决定蛋白质空间构象唯一原因。二、蛋白质二级结构（一）参加肽键形成6个原子在同一平面上-螺旋(-helix)-折叠(-pleatedsheet)-转角(-turn)无规卷曲(randomcoil)-螺旋（四）-转角和无规卷曲在蛋白质分子中普遍存在二个或三个含有二级结构肽段，在空间上相互靠近，形成一个特殊空间构象，称为模体(motif)。（六）氨基酸残基侧链对二级结构形成影响三、蛋白质三级结构肌红蛋白(Mb)纤连蛋白分子结构域（三）分子伴侣参加蛋白质折叠伴侣蛋白在蛋白质折叠中作用亚基之间结合主要是氢键和离子键。由2个亚基组成蛋白质四级结构中，若亚基分子结构相同，称之为同二聚体(homodimer)，若亚基分子结构不一样，则称之为异二聚体(heterodimer)。五、蛋白质分类六、蛋白质组学（二）蛋白质组学研究技术平台蛋白质结构与功效关系TheRelationofStructureandFunctionofProtein（一）一级结构是空间构象基础天然状态，有催化活性（二）一级结构相同蛋白质含有相同高级结构与功效（三）氨基酸序列提供主要生物化学信息（四）主要蛋白质氨基酸序列改变可引发疾病肌红蛋白/血红蛋白含有血红素辅基肌红蛋白(myoglobin，Mb)血红蛋白(hemoglobin，Hb)Hb与Mb一样能可逆地与O2结合，Hb与O2结合后称为氧合Hb。氧合Hb占总Hb百分数（称百分饱和度）随O2浓度改变而改变。肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)氧解离曲线协同效应(cooperativity)O2变构效应(allostericeffect)（三）蛋白质构象改变可引发疾病蛋白质构象改变造成疾病机理：有些蛋白质错误折叠后相互聚集，常形成抗蛋白水解酶淀粉样纤维沉淀，产生毒性而致病，表现为蛋白质淀粉样纤维沉淀病理改变。疯牛病是由朊病毒蛋白(prionprotein,PrP)引发一组人和动物神经退行性病变。正常PrP富含α-螺旋，称为PrPc。PrPc在某种未知蛋白质作用下可转变成全为β-折叠PrPsc，从而致病。第四节一、蛋白质含有两性电离性质二、蛋白质含有胶体性质三、蛋白质空间结构破坏而引发变性造成变性原因:如加热、乙醇等有机溶剂、强酸、强碱、重金属离子及生物碱试剂等。应用举例:临床医学上，变性原因常被应用来消毒及灭菌。另外,预防蛋白质变性也是有效保留蛋白质制剂（如疫苗等）必要条件。若蛋白质变性程度较轻，去除变性原因后，蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有构象和功效，称为复性(renaturation)。天然状态，有催化活性在一定条件下，蛋白疏水侧链暴露在外，肽链融会相互缠绕继而聚集，因而从溶液中析出。变性蛋白质易于沉淀，有时蛋白质发生沉淀，但并不变性。四、蛋白质在紫外光谱区有特征性吸收峰蛋白质经水解后产生氨基酸也可发生茚三酮反应。第五节一、透析及超滤法可去除蛋白质溶液中小分子化合物二、丙酮沉淀、盐析及免疫沉淀是惯用蛋白质沉淀方法免疫沉淀法：将某一纯化蛋白质免疫动物可取得抗该蛋白特异抗体。利用特异抗体识别对应抗原蛋白，并形成抗原抗体复合物性质，可从蛋白质混合溶液中分离取得抗原蛋白。三、利用荷电